什么是EVM（以太坊虚拟机）及其作用？

EVM使用基于堆栈的架构和气体机制来确保对以太坊的确定性智能合同执行，以保持网络安全和效率。

2025/04/10 18:01

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊区块链的关键组成部分，是智能合约的运行时环境。它是一个嵌入每个完整以太坊节点中的沙盒虚拟堆栈，负责执行合同字节。 EVM的主要作用是确保智能合约的确定性和孤立执行，这些智能合约是存储在区块链上的自我执行程序。

了解EVM的架构

EVM作为基于堆栈的体系结构运行，其中操作是在256位单词的堆栈上执行的。该设计可确保执行智能合约既可以预测又可验证。 EVM的体系结构包括一个堆栈，内存和存储，每个架构都具有不同的目的：

• 堆栈：在执行过程中用于临时数据存储的最后一个第一（LIFO）数据结构。
• 内存：用于执行合同期间，用于暂时存储数据的挥发性字节数组。
• 存储：持续的键值商店，该商店持有交易之间的智能合约状态。

EVM在智能合同执行中的作用

EVM在执行智能合约中起着关键作用。启动交易后，它会触发EVM中关联的智能合约的执行。 EVM处理智能合约的字节码，以确定性的方式执行每个操作。这确保了合同执行的结果在网络中的所有节点中都是相同的，并保持区块链的完整性。

气体机构

EVM利用气体机制来防止无限循环并管理资源消耗。 EVM内的每个操作都有预定义的气体成本，并且在执行智能合同期间使用的总体气体被追踪。如果达到气体限制，则执行停止，并恢复状态。这种机制可确保网络保持安全有效。

EVM和以太坊的共识机制

EVM与以太坊的共识机制紧密整合，该机制目前正在从工作证明（POW）转变为股份证明（POS）。在这种情况下，EVM的作用是确保所有节点的执行智能合约是一致的，无论使用的共识算法如何。这种一致性对于维持以太坊网络的信任和可靠性至关重要。

EVM对分散申请的影响（DAPP）

EVM严重影响了分散应用程序（DAPP）的开发和部署。通过为智能合同执行提供标准化的环境，EVM使开发人员能够创建复杂而安全的DAPP。这些应用程序利用EVM的功能自动化流程，管理数字资产并促进点对点交互，而无需中介。

EVM兼容性和互操作性

EVM已成为区块链平台的标准，导致EVM兼容区块链的发展。这些平台，例如Binance Smart Chain和Polygon，使开发人员可以以最小的修改部署以太坊智能合约。这种兼容性增强了不同的区块链网络之间的互操作性，从而促进了一个更加连接和有效的生态系统。

EVM在以太坊的可伸缩性解决方案中的作用

EVM是以太坊的可伸缩性解决方案不可或缺的，例如第2层缩放解决方案，例如乐观的滚动和ZK滚动。这些解决方案从主要以太坊链中卸载了一些计算负载，同时仍依靠EVM进行交易的最终解决。通过这样做，它们可以增强以太坊网络的可扩展性，而不会损害EVM提供的安全性和完整性。

EVM和智能合同安全

EVM在确保智能合约的安全性方面起着至关重要的作用。它的确定性执行模型和气体机制有助于防止常见的漏洞，例如重新进入攻击和无限循环。此外，EVM的沙盒环境隔离了智能合同执行，以防止恶意合同影响更广泛的网络。

EVM对区块链开发的影响

EVM对更广泛的区块链开发格局产生了深远的影响。它的成功激发了其他虚拟机的创建，例如NEOVM和EOSVM，旨在在其各自平台上提供类似功能。 EVM的设计原理和执行模型已成为评估其他区块链平台功能的基准。

EVM和以太坊的演变

EVM自成立以来一直是以太坊进化的基石。随着以太坊继续升级其协议，EVM仍然是这些改进的重点。诸如EIP-1559的引入诸如修改气体费用机制之类的增强功能直接影响EVM的运行和效率。这些更新确保EVM仍然是以太坊生态系统中强大且适应性的组成部分。

常见问题

问：EVM如何确保智能合约的安全性？

答：EVM通过其确定性执行模型确保智能合约的安全性，该模型可以确保相同的输入将始终在所有节点上产生相同的输出。此外，气体机制可防止无限的回路和资源耗尽，而沙盒环境隔离了合同执行，以防止恶意合同影响网络。

问：为EVM编写的智能合约可以部署在其他区块链上吗？

答：是的，为EVM编写的智能合约可以部署在其他与EVM兼容的区块链上，例如Binance Smart Chain和Polygon，并具有最少的修改。这种兼容性增强了跨不同网络智能合约部署的互操作性和灵活性。

问：EVM如何促进以太坊的可伸缩性解决方案？

答：EVM是以太坊2层缩放解决方案不可或缺的一部分，例如乐观的滚动和ZK滚动。这些解决方案在依靠EVM进行最终交易结算时从主要以太坊链中卸载计算负载，从而在不损害安全性的情况下增强了网络的可扩展性。

问：EVM在以太坊共识机制中起什么作用？

答：EVM确保以太坊网络中所有节点的智能合约的执行是一致的，无论他们共识机制是工作证明还是股权证明。这种一致性对于维持以太坊网络的信任和可靠性至关重要。