以太坊已經(jīng)成為最受歡迎的智能合約平臺(tái)，這主要?dú)w功于以太坊虛擬機(jī)（EVM）。 

在區(qū)塊鏈技術(shù)中，EVM 是不可或缺的，處理從維護(hù)智能合約到執(zhí)行去中心化應(yīng)用進(jìn)程的所有事務(wù)。 

但仍有許多障礙需要克服，例如規(guī)模問(wèn)題和天然氣效率低下。 

本文旨在通過(guò)剖析 EVM 的架構(gòu)、可用工具和即將推出的更新計(jì)劃，幫助您了解 EVM 在動(dòng)態(tài)區(qū)塊鏈環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

什么是以太坊虛擬機(jī) (EVM)？

來(lái)源: Medium

以太坊虛擬機(jī)（EVM）是支持以太坊的內(nèi)核計(jì)算引擎，負(fù)責(zé)執(zhí)行智能合約并在區(qū)塊鏈上運(yùn)行去中心化應(yīng)用進(jìn)程（dApp）。 

它充當(dāng)一臺(tái)全球性的、去中心化的計(jì)算機(jī)，任何人都可以以無(wú)需信任的方式部署和執(zhí)行代碼。 

EVM 處理用高級(jí)編程語(yǔ)言（如 Solidity）編寫(xiě)的指令，并將其轉(zhuǎn)換為可以執(zhí)行的低級(jí)字節(jié)碼。 

該字節(jié)碼存儲(chǔ)在以太坊區(qū)塊鏈上，并在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，確保整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一合約執(zhí)行。

EVM 的一個(gè)關(guān)鍵特性是它能夠處理智能合約——具有預(yù)定義規(guī)則和條件的自動(dòng)執(zhí)行協(xié)議。 

這些合約在 EVM 上的隔離環(huán)境中運(yùn)行，這意味著它們不會(huì)影響系統(tǒng)的其他部分，從而確保安全性和可靠性。 

此外，EVM 是一種基于堆棧的架構(gòu)，它通過(guò)將數(shù)據(jù)推送到堆棧和從堆棧彈出來(lái)處理命令。 

該計(jì)算過(guò)程由 gas 系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)要求用戶為操作的執(zhí)行付費(fèi)，有助于防止濫用并確保有效利用資源。

“以太坊虛擬機(jī)（EVM）是以太坊去中心化生態(tài)系統(tǒng)中最重要的元素，它允許開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建去中心化應(yīng)用進(jìn)程（dApps），而無(wú)需創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈。”

以太坊虛擬機(jī)的架構(gòu)

以太坊虛擬機(jī) (EVM) 采用基于堆棧的架構(gòu)運(yùn)行，這意味著它使用稱(chēng)為堆棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)執(zhí)行指令。 

在這個(gè)模型中，EVM 通過(guò)將值推送到堆棧和從堆棧彈出來(lái)處理命令，其中每個(gè)項(xiàng)目的大小為 256 位。 

由于 EVM 不像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣擁有通用寄存器，因此堆棧對(duì)于處理計(jì)算至關(guān)重要。相反，堆棧在智能合約執(zhí)行期間充當(dāng)數(shù)據(jù)操作的臨時(shí)內(nèi)存。 

例如，在執(zhí)行加法等數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，EVM 將兩個(gè)數(shù)字推送到堆棧上，將它們相加，然后將結(jié)果存儲(chǔ)回堆棧。

這種基于堆棧的設(shè)計(jì)使得EVM在執(zhí)行智能合約指令時(shí)高效且可預(yù)測(cè)。 

與基于寄存器的系統(tǒng)相比，它簡(jiǎn)化了臨時(shí)數(shù)據(jù)的管理，降低了復(fù)雜性。 

然而，EVM 的堆棧有限制，例如固定深度為 1024 個(gè)項(xiàng)目，這意味著如果超過(guò)此限制，過(guò)于復(fù)雜的操作可能會(huì)導(dǎo)致堆棧溢出錯(cuò)誤。

EVM 的組件

來(lái)源: 研究之門(mén)

以太坊虛擬機(jī)（EVM）由幾個(gè)關(guān)鍵組件組成，它們協(xié)同執(zhí)行智能合約和管理去中心化應(yīng)用進(jìn)程。

代碼執(zhí)行

在以太坊虛擬機(jī) (EVM) 中，智能合約使用 Solidity 等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)。這些合約隨后被編譯成字節(jié)碼，即 EVM 能夠理解的低級(jí)代碼。 

這個(gè)字節(jié)碼存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，每次調(diào)用合約時(shí)，EVM都會(huì)逐步執(zhí)行這個(gè)字節(jié)碼。

當(dāng)執(zhí)行合約時(shí)，EVM 會(huì)逐條運(yùn)行每個(gè)指令，處理計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及與其他合約通信等邏輯。 

例如，如果編寫(xiě)合約以將代幣從一個(gè)用戶轉(zhuǎn)移到另一個(gè)用戶，則 EVM 會(huì)處理字節(jié)碼以更新合約存儲(chǔ)中的余額。 

這確保了轉(zhuǎn)賬遵循合約規(guī)則，并且以太坊網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都達(dá)到相同的結(jié)果。

內(nèi)存和存儲(chǔ)模型

EVM 使用兩種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)： 記憶 與 存儲(chǔ). 

內(nèi)存 是臨時(shí)的，僅在智能合約執(zhí)行期間存在。它用于存儲(chǔ)中間數(shù)據(jù)，例如計(jì)算或臨時(shí)需要的變量。 

例如，在合約中對(duì)兩個(gè)數(shù)字進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，結(jié)果可能會(huì)先存儲(chǔ)在內(nèi)存中，然后再進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于交易結(jié)束后內(nèi)存會(huì)被清除，因此內(nèi)存的使用效率比存儲(chǔ)更高效，成本也更低。

是永久性的，即使在交易完成后仍會(huì)保留數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)用于保存需要長(zhǎng)期保存的重要信息，例如代幣余額或合約狀態(tài)。 

例如，在代幣合約中，每個(gè)用戶的余額都存儲(chǔ)在這里。修改存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)會(huì)消耗更多的 Gas（計(jì)算費(fèi)用），因此開(kāi)發(fā)者的目標(biāo)是節(jié)約使用存儲(chǔ)空間以優(yōu)化成本。

堆

EVM 是一個(gè)基于堆棧的機(jī)器，這意味著它使用一種稱(chēng)為 堆 管理運(yùn)營(yíng)。 

堆棧類(lèi)似于一個(gè)列表，數(shù)據(jù)只能從頂部添加或刪除，遵循“后進(jìn)先出”（LIFO）原則。堆棧中的每個(gè)項(xiàng)目大小為 256 位，與 EVM 的字長(zhǎng)一致。

例如，如果 EVM 需要將兩個(gè)數(shù)字相加，它會(huì)將這些數(shù)字推送到堆棧上。 

然后，它通過(guò)彈出、處理并將結(jié)果推回堆棧來(lái)執(zhí)行加法。堆棧最多可容納 1024 個(gè)項(xiàng)目，如果超過(guò)此限制，則交易失敗。 

堆棧的簡(jiǎn)單性使得 EVM 能夠有效地處理計(jì)算，但這也意味著如果堆棧填滿，過(guò)于復(fù)雜的操作可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。

煤氣費(fèi)

Gas 是 EVM 的基本組成部分，用于確保網(wǎng)絡(luò)保持高效和安全。在 EVM 上執(zhí)行的每個(gè)操作都需要一定量的 Gas，用戶必須使用以太幣（以太坊的原生加密貨幣）支付。Gas 是使用 EVM 計(jì)算資源的手續(xù)費(fèi)，用于防止濫用和垃圾郵件。

例如，像添加兩個(gè)數(shù)字這樣的簡(jiǎn)單操作可能要花費(fèi) 3 個(gè) gas 單位，而像將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)這樣的更復(fù)雜的任務(wù)則要昂貴得多。 

如果交易在完成之前耗盡了 gas，則交易失敗，并且所做的任何更改都將被撤銷(xiāo)，但所花費(fèi)的 gas 不會(huì)退還。 

該 gas 系統(tǒng)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)高效的代碼，并防止低效或惡意操作導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。

EVM 操作碼

操作碼（Operation Code）是 EVM 能夠理解和執(zhí)行的基本指令。每個(gè)操作碼都是一個(gè)簡(jiǎn)單的命令，它告訴 EVM 執(zhí)行什么操作，例如添加數(shù)字、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或跳轉(zhuǎn)到代碼的不同部分。 

EVM 中有超過(guò) 140 個(gè)操作碼，每個(gè)操作碼都有與之相關(guān)的特定 gas 成本。

例如：

• 地址：從堆棧中取出兩個(gè)數(shù)字，將它們相加，然后將結(jié)果壓入堆棧。此操作消耗 3 個(gè) Gas 單位。
• 商店：將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在合約的存儲(chǔ)空間中。這是最昂貴的操作之一，耗費(fèi) 20,000 Gas 單位。

EVM 處理智能合約，并通過(guò)逐步執(zhí)行這些操作碼來(lái)確保每條指令在整個(gè)以太坊網(wǎng)絡(luò)中準(zhǔn)確執(zhí)行。

通話數(shù)據(jù)

調(diào)用數(shù)據(jù)是指調(diào)用智能合約時(shí)隨交易發(fā)送的輸入數(shù)據(jù)。它包含有關(guān)要執(zhí)行的函數(shù)以及該函數(shù)所需的任何參數(shù)的信息。 

例如，如果您使用智能合約轉(zhuǎn)移代幣，則調(diào)用數(shù)據(jù)將包括函數(shù)名稱(chēng)（例如， 轉(zhuǎn)讓) 和參數(shù)（收件人地址和轉(zhuǎn)賬金額）。

EVM 讀取此調(diào)用數(shù)據(jù)以了解要執(zhí)行哪個(gè)函數(shù)以及如何處理交易。 

雖然調(diào)用數(shù)據(jù)是交易的一部分，但讀取它并不需要花費(fèi) gas，但是當(dāng)它包含在交易中時(shí)，根據(jù)其大小確實(shí)會(huì)產(chǎn)生 gas 成本。

EVM 中的字長(zhǎng)

EVM 以固定的 字長(zhǎng) 256 位（32 字節(jié)）。這意味著它處理的所有數(shù)據(jù)，無(wú)論是數(shù)字、地址還是指令，長(zhǎng)度都是 256 位。 

這種設(shè)計(jì)選擇與以太坊對(duì)加密安全性的重視相一致，因?yàn)榇蠖鄶?shù)加密操作（例如散列）都需要處理大量數(shù)字。

例如，當(dāng) EVM 處理 32 字節(jié)地址或計(jì)算交易結(jié)果時(shí)，它使用 256 位字大小。 

這種一致的字長(zhǎng)使得 EVM 在處理加密任務(wù)所需的復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)更加安全、高效。 

然而，這也意味著更小的值也會(huì)擴(kuò)展至 256 位，這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理效率低下。

EVM執(zhí)行模型

來(lái)源: 基礎(chǔ)文檔

EVM執(zhí)行模型定義了以太坊的去中心化應(yīng)用進(jìn)程和智能合約在區(qū)塊鏈上運(yùn)行的規(guī)則和流程。

以太坊賬戶模型

以太坊虛擬機(jī)（EVM）使用兩種類(lèi)型的賬戶： 外部擁有賬戶 (EOA) 與 合同賬戶.

• 外部擁有賬戶 (EOA) 由私鑰控制，代表網(wǎng)絡(luò)上的用戶。這些賬戶可以發(fā)送和接收以太幣并發(fā)起交易。
• 合同賬戶另一方面，包含智能合約代碼，只有在 EOA 或其他合約觸發(fā)時(shí)才能執(zhí)行操作。它們沒(méi)有私鑰，但會(huì)響應(yīng)其他賬戶的調(diào)用。

例如，當(dāng)您將以太幣從錢(qián)包發(fā)送到智能合約時(shí)，您的 EOA 會(huì)與合約賬戶進(jìn)行交互，觸發(fā)其代碼執(zhí)行特定功能，例如轉(zhuǎn)移代幣或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

消息調(diào)用和交易

在 EVM 中，賬戶之間的交互通過(guò) 消息調(diào)用 與 交易.

• A 交易 是從 EOA 發(fā)送的簽名數(shù)據(jù)包。它可以轉(zhuǎn)移以太幣或調(diào)用智能合約中的函數(shù)。交易會(huì)被廣播到以太坊網(wǎng)絡(luò)，并由礦工或驗(yàn)證者處理。
• A 留言調(diào)用 發(fā)生在一個(gè)合約與另一個(gè)合約或 EOA 交互時(shí)。與交易不同，消息調(diào)用是內(nèi)部的，不需要使用私鑰簽名。

例如，當(dāng)用戶向去中心化交易所合約發(fā)送交易時(shí)，該合約可以向代幣合約發(fā)出消息調(diào)用，代表用戶轉(zhuǎn)移代幣。

氣體力學(xué)的執(zhí)行

EVM 使用 氣 管理執(zhí)行操作的成本并防止網(wǎng)絡(luò)濫用。Gas 是衡量交易或合約執(zhí)行所需計(jì)算工作量的單位。

EVM 中的每個(gè)操作，從簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，都有固定的 Gas 成本。在執(zhí)行交易之前，用戶必須指定 Gas 限額，該限額決定了用戶愿意為該操作支付的最高 Gas 金額。 

如果交易在完成之前耗盡了 gas，則交易失敗，所有更改都會(huì)被恢復(fù)，但所消耗的 gas 不會(huì)退還。

例如，發(fā)送以太幣需要花費(fèi) 21,000 個(gè) gas 單位，而在合約中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的成本則要高得多，可能超過(guò) 20,000 個(gè) gas 單位。

EVM執(zhí)行周期

EVM 以結(jié)構(gòu)化的 取指-譯碼-執(zhí)行周期。這個(gè)過(guò)程涉及幾個(gè)步驟：

• 取：EVM 從合約的字節(jié)碼中檢索下一條指令（操作碼）。
• 解碼：EVM 解碼指令以幫助您了解要執(zhí)行什么操作。
• 執(zhí)行：EVM 執(zhí)行操作，例如數(shù)學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)檢索或合約調(diào)用。

此循環(huán)不斷重復(fù)，直到所有指令處理完畢或交易耗盡 Gas。執(zhí)行周期確保以太坊網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都處理相同的指令，從而保持共識(shí)。

EVM中的合約生命周期

EVM 中的智能合約遵循特定的生命周期，從部署到最終終止：

• 創(chuàng)建：通過(guò)發(fā)送包含合約字節(jié)碼的交易來(lái)部署合約。部署后，合約將在以太坊網(wǎng)絡(luò)上獲得一個(gè)唯一的地址。
• 互動(dòng)：合約由交易或消息調(diào)用觸發(fā)。一旦觸發(fā)，EVM 就會(huì)執(zhí)行合約代碼，包括讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)、調(diào)用其他合約或轉(zhuǎn)移資金。
• 自我毀滅：合同可以通過(guò)調(diào)用 自毀 操作碼。這將從區(qū)塊鏈中刪除合約，并將任何剩余的以太幣轉(zhuǎn)移到指定的地址。

例如，管理眾籌活動(dòng)的合同可能會(huì)在活動(dòng)結(jié)束后自毀，確保其無(wú)法再次使用。

編程語(yǔ)言和 EVM

以太坊虛擬機(jī)（EVM）支持多種編程語(yǔ)言，使開(kāi)發(fā)人員能夠無(wú)縫地編寫(xiě)和部署智能合約。

Solidity 和 EVM

來(lái)源: Medium

Solidity 是最廣泛使用的編程語(yǔ)言 聰明的合同 在以太坊上。它是一種專(zhuān)為以太坊虛擬機(jī)（EVM）設(shè)計(jì)的高級(jí)靜態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言。 

Solidity 允許開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)可部署在以太坊區(qū)塊鏈上并與其他合約或外部擁有賬戶 (EOA) 交互的智能合約。 

用 Solidity 編寫(xiě)的代碼被編譯成 EVM字節(jié)碼，這是 EVM 理解和執(zhí)行的低級(jí)機(jī)器代碼。

例如，用于轉(zhuǎn)移代幣的基本 Solidity 合約將定義如下函數(shù) 轉(zhuǎn)移（） 處理用戶之間的代幣移動(dòng)。 

當(dāng)這個(gè)合約被部署時(shí)，它的 Solidity 代碼會(huì)被編譯成字節(jié)碼，每當(dāng)調(diào)用這個(gè)合約時(shí)，EVM 就會(huì)執(zhí)行這個(gè)字節(jié)碼。 

Solidity 支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型和控制結(jié)構(gòu)，可以靈活地創(chuàng)建復(fù)雜的 分布式應(yīng)用進(jìn)程（dApps） 比如去中心化交易所、借貸協(xié)議或代幣標(biāo)準(zhǔn)（例如， ERC-20，ERC-721）。

“超過(guò) 80% 的區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)人員選擇 Solidity 作為他們的主要語(yǔ)言，它可以直接編譯為 EVM 字節(jié)碼。”

其他 EVM 兼容語(yǔ)言

雖然 Solidity 是主流語(yǔ)言，但還有其他 EVM兼容的編程語(yǔ)言 旨在提供不同的功能或滿足特定用例。兩個(gè)值得注意的例子是：

• Vyper的Vyper 是 Solidity 的一個(gè)更簡(jiǎn)單、更安全的替代方案。它旨在通過(guò)提供更少的功能來(lái)降低智能合約的復(fù)雜性，使代碼更易于審計(jì)和理解。Vyper 通常用于安全性至關(guān)重要的應(yīng)用進(jìn)程中，例如 分布式金融（DeFi） 協(xié)議。
• 尤伯：Yul 是一種中間語(yǔ)言，旨在實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的優(yōu)化。它比 Solidity 更底層，允許開(kāi)發(fā)人員微調(diào)性能，從而有助于優(yōu)化 Gas 成本。Yul 通常用于開(kāi)發(fā)人員需要精確控制合約執(zhí)行的情況。

這些語(yǔ)言還可以編譯為 EVM 字節(jié)碼，從而允許它們像基于 Solidity 的合約一樣在以太坊網(wǎng)絡(luò)上部署和執(zhí)行。 

例如，對(duì)于需要嚴(yán)格安全性的項(xiàng)目，可能會(huì)選擇 Vyper，而對(duì)于旨在最大程度降低 gas 費(fèi)用的性能關(guān)鍵型 dApp，可能會(huì)選擇 Yul。

EVM字節(jié)碼

來(lái)源: 信任觀

EVM 字節(jié)碼是以太坊虛擬機(jī) (EVM) 執(zhí)行的低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言。智能合約一旦用 Solidity 或 Vyper 等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，就會(huì)被編譯成字節(jié)碼。 

然后，該字節(jié)碼被存儲(chǔ)在以太坊區(qū)塊鏈上，并在調(diào)用合約時(shí)由 EVM 運(yùn)行。

EVM字節(jié)碼由以下部分組成 操作碼，它們是 EVM 可以理解的單獨(dú)指令，例如算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)命令或控制流指令。 

例如，ADD 操作碼告訴 EVM 在堆棧上添加兩個(gè)數(shù)字，而 SSTORE 操作碼將一個(gè)值存儲(chǔ)在合約的存儲(chǔ)中。 

每個(gè)操作碼都有特定的 gas 成本，優(yōu)化字節(jié)碼的結(jié)構(gòu)可以幫助減少執(zhí)行合約所需的 gas。

例如，設(shè)計(jì)用于處理代幣轉(zhuǎn)移的合約將包括用于檢查余額、更新存儲(chǔ)和發(fā)出事件的字節(jié)碼指令。 

每次調(diào)用合約時(shí)，EVM 都會(huì)讀取并執(zhí)行這些指令，確保以太坊網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都獲得相同的結(jié)果。

“每個(gè) EVM 操作碼都有特定的 gas 成本，加密功能等復(fù)雜操作最多消耗 20,000 個(gè) gas 單位，而簡(jiǎn)單操作僅需 3 個(gè) gas 單位。”

Gas 成本、費(fèi)用和效率

來(lái)源: 精細(xì)學(xué)

Gas 成本和費(fèi)用在決定效率和可擴(kuò)展性方面起著至關(guān)重要的作用 聰明的合同 以及以太坊虛擬機(jī)（EVM）上的 dApps。

氣體計(jì)算與效率

在以太坊虛擬機(jī)（EVM）中， 氣 表示執(zhí)行交易或智能合約所需的計(jì)算成本。EVM 執(zhí)行的每個(gè)操作，無(wú)論是簡(jiǎn)單的加法還是將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)，都需要一定的 Gas 成本。

例如，像添加兩個(gè)數(shù)字這樣的基本操作需要 3 個(gè) gas 單位，而使用 商店 操作碼最多可花費(fèi) 20,000 個(gè) gas 單位。

Gas 以 Ether (ETH) 支付，交易的總 Gas 成本是通過(guò)將交易使用的 Gas 乘以 汽油價(jià)格. 

Gas 價(jià)格由用戶設(shè)置，代表他們?cè)敢鉃槊繂挝?Gas 支付多少以太幣。如果網(wǎng)絡(luò)擁堵，用戶可以設(shè)置更高的 Gas 價(jià)格，以激勵(lì)礦工或驗(yàn)證者優(yōu)先處理他們的交易。 

高效使用 gas 至關(guān)重要，因?yàn)閮?yōu)化不佳的合約會(huì)導(dǎo)致更高的費(fèi)用，從而使用戶的交易成本更高。

例如，在賬戶之間轉(zhuǎn)移以太幣需要花費(fèi) 21,000 個(gè) gas 單位，但與復(fù)雜的智能合約交互的成本可能會(huì)高得多，尤其是當(dāng)合約涉及多個(gè)存儲(chǔ)更改或函數(shù)調(diào)用時(shí)。

“2021 年，EVM 的 gas 費(fèi)用占以太坊總交易成本的 96%，這推動(dòng)了 Layer 2 解決方案的推出，以緩解擁堵。”

氣體優(yōu)化技術(shù)

Gas 優(yōu)化是智能合約開(kāi)發(fā)者需要考慮的關(guān)鍵因素，因?yàn)闇p少 Gas 用量可以顯著降低交易成本。一些常用的 Gas 優(yōu)化技術(shù)包括：

• 最小化存儲(chǔ)寫(xiě)入：由于在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是最昂貴的操作之一，開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)最大限度地減少將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)的次數(shù)來(lái)優(yōu)化 gas 的使用。 

例如，開(kāi)發(fā)人員可以批量更新以減少存儲(chǔ)操作的次數(shù)，而不是在多次交易期間重復(fù)更新用戶的余額。

• 高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：選擇正確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于降低 Gas 成本。例如，使用較小的數(shù)組或更緊湊的數(shù)據(jù)類(lèi)型可以減少存儲(chǔ)空間的使用，從而降低 煤氣費(fèi). 

開(kāi)發(fā)人員通常更喜歡 單位8 or 單位16 超過(guò) 單位256 如果較小的數(shù)字足以滿足合同的邏輯。

• 循環(huán)和函數(shù)優(yōu)化：循環(huán)和重復(fù)性任務(wù)會(huì)快速增加 Gas 消耗。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)限制循環(huán)迭代次數(shù)或重構(gòu)代碼來(lái)消除不必要的計(jì)算，從而降低 Gas 成本。 

例如，合同應(yīng)該避免在大型數(shù)據(jù)集上進(jìn)行迭代的復(fù)雜循環(huán)，因?yàn)檫@些循環(huán)可能會(huì)變得昂貴。

通過(guò)應(yīng)用這些和其他優(yōu)化技術(shù)，開(kāi)發(fā)人員可以為用戶創(chuàng)建更高效??、更具成本效益的合同。

Gas 限制和 Gas 耗盡場(chǎng)景

每筆以太坊交易都必須包含 氣體限制，它設(shè)置了用戶愿意在該交易中花費(fèi)的最大 gas 量。 

此 gas 限制可確保用戶不會(huì)在運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的交易中意外耗盡所有以太幣。 

如果交易在完成之前超出了 gas 限制，則會(huì)導(dǎo)致 缺氣 錯(cuò)誤，交易失敗。

例如，如果用戶為最終需要 60,000 個(gè) gas 單位的交易設(shè)置了 50,000 個(gè) gas 單位的 gas 限制，則交易將在中途停止，并且不會(huì)對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行任何更改。 

用戶仍然會(huì)損失在交易失敗前用于 Gas 的以太幣。因此，對(duì)于用戶和開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確估算 Gas 限額以避免交易失敗至關(guān)重要。

在復(fù)雜的智能合約中，開(kāi)發(fā)人員通常會(huì)包含 gas 檢查，以確保交易不會(huì)意外耗盡 gas。 

同樣，用戶可以根據(jù)交易的預(yù)期復(fù)雜性調(diào)整其 gas 限制，以確保交易成功完成。

EVM 中的安全性

以太坊虛擬機(jī)（EVM）的安全性對(duì)于確保智能合約和去中心化應(yīng)用進(jìn)程的完整性和安全性至關(guān)重要。

智能合約中的常見(jiàn)漏洞

部署在以太坊虛擬機(jī)（EVM）上的智能合約由于其不可變性和公開(kāi)性而面臨各種漏洞。 

智能合約一旦部署就無(wú)法更改，因此確保其安全性至關(guān)重要。一些最常見(jiàn)的漏洞包括：

• 重入攻擊：重入攻擊是指外部合約在初始執(zhí)行完成之前回調(diào)到原始合約。這允許攻擊者利用合約的狀態(tài)，例如在合約余額更新之前反復(fù)提取資金。 

例如，2016 年臭名昭著的 DAO 黑客攻擊利用了可重入漏洞，導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)以太幣被盜。

• 整數(shù)上溢/下溢：在智能合約中，整數(shù)運(yùn)算必須謹(jǐn)慎管理。如果數(shù)字大于或小于數(shù)據(jù)類(lèi)型所能處理的范圍，就會(huì)導(dǎo)致溢出或下溢。 

這可能導(dǎo)致不正確的合約行為，例如未經(jīng)授權(quán)的代幣鑄造或價(jià)值操縱。

• 拒絕服務(wù)（DoS）：當(dāng)合約被故意壓垮，導(dǎo)致其無(wú)法使用時(shí)，就可能發(fā)生 DoS 攻擊。攻擊者還可以利用 Gas 限制，使合法用戶執(zhí)行合約功能的成本過(guò)高。

這些漏洞可能導(dǎo)致資金損失、合約故障或網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。因此，開(kāi)發(fā)者在部署合約之前必須遵循最佳實(shí)踐并進(jìn)行全面的測(cè)試以降低風(fēng)險(xiǎn)。

EVM安全機(jī)制

以太坊虛擬機(jī)集成了多種安全機(jī)制，以幫助保護(hù)合約并確保交易的完整性。這些機(jī)制包括：

• 氣體限制：Gas 系統(tǒng)可作為防止無(wú)限循環(huán)或過(guò)度計(jì)算的保護(hù)層。每筆交易都受到用戶提供的 Gas 數(shù)量的限制，從而確保合約不會(huì)無(wú)限期運(yùn)行或消耗過(guò)多資源。 

這有助于防止網(wǎng)絡(luò)濫用，并保護(hù)合約免受因無(wú)限循環(huán)而導(dǎo)致的 DoS 攻擊。

• 隔離度：EVM 將智能合約彼此隔離。合約在沙盒環(huán)境中運(yùn)行，這意味著它們只能通過(guò)明確定義的函數(shù)與其他合約和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。 

這確保了即使一個(gè)合約被破壞，它也不能直接干擾其他合約的執(zhí)行或存儲(chǔ)在單獨(dú)賬戶中的數(shù)據(jù)。

• 簽名驗(yàn)證：EVM 確保外部賬戶發(fā)起的交易使用加密密鑰進(jìn)行正確簽名。這可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)或操縱交易，因?yàn)橹挥兴借€的所有者才能從其賬戶發(fā)起交易。

雖然這些機(jī)制提供了基礎(chǔ)級(jí)別的安全性，但開(kāi)發(fā)人員仍然有責(zé)任保護(hù)他們的合約邏輯并避免已知的漏洞。

審計(jì)智能合約以確保 EVM 安全

審計(jì)是確保智能合約在以太坊網(wǎng)絡(luò)上部署之前的安全的關(guān)鍵步驟。 

智能合約審計(jì)包括審查合約的代碼庫(kù)、識(shí)別潛在漏洞并確保其遵循最佳實(shí)踐。審計(jì)流程通常側(cè)重于：

• 代碼審查：審計(jì)人員逐行審查合約代碼，以檢測(cè)錯(cuò)誤、漏洞和低效邏輯。這有助于發(fā)現(xiàn)整數(shù)溢出、不當(dāng)訪問(wèn)控制或易受攻擊的外部調(diào)用等問(wèn)題。
• 測(cè)試與驗(yàn)證：審計(jì)人員對(duì)合約進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)測(cè)試。這包括針對(duì)單個(gè)函數(shù)的單元測(cè)試和模擬測(cè)試，以評(píng)估合約在各種場(chǎng)景（例如高交易量或極端情況）下的表現(xiàn)。
• 正式驗(yàn)證在某些情況下，形式化方法用于數(shù)學(xué)證明智能合約行為的正確性。這可以提供更高級(jí)別的保證，尤其是對(duì)于去中心化金融 (DeFi) 應(yīng)用中使用的高風(fēng)險(xiǎn)合約。

CertiK 和 OpenZeppelin 等審計(jì)公司專(zhuān)門(mén)對(duì)智能合約進(jìn)行深入審查，以識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)并提出改進(jìn)建議。全面的審計(jì)有助于最大限度地減少漏洞，確保合約在 EVM 上安全運(yùn)行。

EVM用例

以太坊虛擬機(jī) (EVM) 在支持各種區(qū)塊鏈應(yīng)用（從去中心化金融 (DeFi) 到 NFT 和智能合約）方面發(fā)揮著重要作用。

去中心化應(yīng)用進(jìn)程（dApps）

來(lái)源: 藍(lán)色侏儒鳥(niǎo)

去中心化應(yīng)用進(jìn)程 (dApps) 是在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的軟件進(jìn)程，通常使用智能合約作為其后端邏輯。 

以太坊虛擬機(jī) (EVM) 在執(zhí)行這些 dApp 中發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗试S它們以安全和分散的方式與區(qū)塊鏈交互。

例如，Uniswap（去中心化交易所）和Aave（去中心化借貸平臺(tái)）等流行的 dApp 使用 EVM 來(lái)處理交易、貸款和其他交互，而無(wú)需依賴中央權(quán)威。 

您可以直接與區(qū)塊鏈交互，EVM 確保所有交易都按照智能合約代碼執(zhí)行。這種去中心化的方式增強(qiáng)了安全性、透明度以及用戶對(duì)其資金或數(shù)據(jù)的控制。

智能合同

智能合約是自動(dòng)執(zhí)行的協(xié)議，合約條款直接寫(xiě)入代碼。EVM 負(fù)責(zé)執(zhí)行這些合約，確保它們?cè)诓渴鸷竽軌蛲耆凑疹A(yù)期運(yùn)行。 

這些合約可以自動(dòng)化各種流程，從簡(jiǎn)單的代幣轉(zhuǎn)移到復(fù)雜的金融協(xié)議，并且是許多基于以太坊的服務(wù)的基礎(chǔ)。

例如，可以使用智能合約創(chuàng)建托管服務(wù)，資金將被保留，直到滿足預(yù)定義的條件為止。 

一旦這些條件得到驗(yàn)證（例如貨物交付），EVM 就會(huì)自動(dòng)將資金發(fā)放給賣(mài)方，從而無(wú)需中介機(jī)構(gòu)。智能合約的使用降低了成本，提高了效率，并實(shí)現(xiàn)了各方之間無(wú)需信任的交互。

DeFi平臺(tái)

去中心化金融（DeFi） 平臺(tái)利用 EVM 創(chuàng)建不依賴傳統(tǒng)金融中介機(jī)構(gòu)的金融產(chǎn)品和服務(wù)。 

這些平臺(tái)直接在區(qū)塊鏈上為用戶提供各種金融工具，例如借貸、交易和收益耕作。

例如，Compound 和 MakerDAO 是兩個(gè)基于以太坊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的 DeFi 平臺(tái)，它們?cè)试S用戶無(wú)需銀行即可借出或借入加密貨幣。 

EVM 確保借貸協(xié)議安全執(zhí)行，自動(dòng)計(jì)算利率、抵押要求和其他因素。 

您可以通過(guò)智能合約與這些平臺(tái)互動(dòng)來(lái)賺取利息或獲得貸款，而 EVM 可確保所有條款都得到執(zhí)行。

不可替代令牌（NFT）

不可替代令牌（NFT） 是代表特定物品或內(nèi)容（例如藝術(shù)品、音樂(lè)或收藏品）所有權(quán)的獨(dú)特?cái)?shù)字資產(chǎn)。 

EVM 支持通過(guò)遵循 ERC-721 或 ERC-1155 等標(biāo)準(zhǔn)的智能合約創(chuàng)建和傳輸 NFT。

例如，OpenSea 和 Rarible 等平臺(tái)使用 EVM 來(lái)鑄造、購(gòu)買(mǎi)和出售 NFT。當(dāng)用戶購(gòu)買(mǎi) NFT 時(shí)，EVM 會(huì)在以太坊區(qū)塊鏈上記錄所有權(quán)轉(zhuǎn)移，確保買(mǎi)家擁有可驗(yàn)證且不可篡改的所有權(quán)記錄。 

NFT 改變了數(shù)字藝術(shù)和游戲等行業(yè)，它允許創(chuàng)作者將他們的作品代幣化并直接出售給收藏家，所有交易均由 EVM 處理和保護(hù)。

跨鏈和多鏈 EVM 實(shí)現(xiàn)

以太坊虛擬機(jī) (EVM) 不再局限于以太坊，因?yàn)樗F(xiàn)在通過(guò)以下方式為跨多個(gè)區(qū)塊鏈的應(yīng)用進(jìn)程提供支持： 交叉鏈 以及多鏈實(shí)現(xiàn)。

其他區(qū)塊鏈上的 EVM

以太坊虛擬機(jī)（EVM）已被以太坊以外的各種區(qū)塊鏈采用，允許開(kāi)發(fā)人員在其他網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建和運(yùn)行與以太坊兼容的智能合約。 

這些區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)了 EVM，以支持相同的基于 Solidity 的應(yīng)用進(jìn)程，使開(kāi)發(fā)人員能夠更輕松地跨多個(gè)平臺(tái)部署 dApp。示例包括：

• 幣安智能鏈（BSC）：BSC 是一個(gè)兼容 EVM 的區(qū)塊鏈，允許開(kāi)發(fā)者以極少的改動(dòng)移植以太坊 dApp。與以太坊相比，BSC 的交易速度更快，手續(xù)費(fèi)更低，因此對(duì)某些去中心化應(yīng)用（例如去中心化交易所 (DEX) 和收益挖礦平臺(tái)）頗具吸引力。
• 多邊形（以前為Matic）：Polygon 是以太坊的 Layer 2 擴(kuò)容解決方案，支持 EVM，使以太坊 dApp 能夠以更低的交易費(fèi)用和更快的處理速度運(yùn)行。它廣泛應(yīng)用于游戲、NFT 市場(chǎng)和 DeFi 應(yīng)用。
• 雪崩和幻影：Avalanche 和 Fantom 都是實(shí)現(xiàn) EVM 的高性能區(qū)塊鏈，為以太坊開(kāi)發(fā)人員提供了以更快的速度和更低的成本將其應(yīng)用進(jìn)程擴(kuò)展到新網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。

這些與 EVM 兼容的鏈通過(guò)提供具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)（例如可擴(kuò)展性和可負(fù)擔(dān)性）的替代平臺(tái)來(lái)增強(qiáng)以太坊的生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)保持與基于以太坊的 dApp 的兼容性。

EVM 和 Layer 2 解決方案

來(lái)源: 英國(guó)證券交易所

第2層解決方案 創(chuàng)建在以太坊之上，以幫助擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)、降低交易費(fèi)用并提高吞吐量，而無(wú)需改變基礎(chǔ)層（第 1 層）。 

許多 Layer 2 解決方案都設(shè)計(jì)為與 EVM 兼容，以確保已在以太坊上運(yùn)行的 dApp 能夠無(wú)縫過(guò)渡。主要示例包括：

• 樂(lè)觀匯總：Optimism 和 Arbitrum 等解決方案使用 Optimistic Rollup 在鏈下批量處理多筆交易，并向以太坊主鏈提交單一證明。它們與 EVM 兼容，允許開(kāi)發(fā)者以極少的調(diào)整即可遷移其智能合約。
• zk匯總：zk-Rollups（例如由 zkSync 開(kāi)發(fā)的版本）使用零知識(shí)證明來(lái)驗(yàn)證鏈下交易的有效性。這些 rollups 也兼容 EVM，旨在在保證安全性的同時(shí)減少以太坊的計(jì)算負(fù)載。

第 2 層解決方案顯著降低了 gas 費(fèi)用并提高了以太坊網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，同時(shí)仍然使用 EVM 執(zhí)行合約，這對(duì)以太坊的可擴(kuò)展性策略至關(guān)重要。

EVM的演變

隨著時(shí)間的推移，EVM 已經(jīng)適應(yīng)并克服了其局限性，以太坊 2.0 和第 2 層解決方案等發(fā)展有望實(shí)現(xiàn)更高效的虛擬機(jī)。

EVM 的局限性

事實(shí)證明，以太坊虛擬機(jī)是去中心化應(yīng)用進(jìn)程的強(qiáng)大工具，但它也有一定的局限性：

• 性能瓶頸：EVM 會(huì)按順序處理交易，這會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間緩慢，尤其是在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)。這會(huì)導(dǎo)致 Gas 費(fèi)用高昂，交易確認(rèn)延遲。
• 天然氣效率低下：某些 EVM 操作的 Gas 成本較高，尤其是在存儲(chǔ)和某些算術(shù)運(yùn)算方面。這限制了智能合約的復(fù)雜性，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)者必須不斷優(yōu)化 Gas 效率，以避免交易成本過(guò)高。
• 缺乏并行化：EVM 的當(dāng)前設(shè)計(jì)不支持交易的并行執(zhí)行，這意味著所有操作必須一次處理一個(gè)。這限制了可擴(kuò)展性和吞吐量，尤其是在以太坊網(wǎng)絡(luò)需求不斷增長(zhǎng)的情況下。

這些限制正在推動(dòng)持續(xù)的研究和開(kāi)發(fā)，旨在改進(jìn)或替換 EVM 的部分功能，以提高其性能、可擴(kuò)展性和效率。

以太坊 2.0 和 EVM 的未來(lái)

隨著過(guò)渡到 以太坊2.0 （ETH2），以太坊網(wǎng)絡(luò)正在從工作量證明（PoW）轉(zhuǎn)向 權(quán)益證明（PoS） 共識(shí)機(jī)制。

此次升級(jí)旨在提高可擴(kuò)展性、安全性和能源效率。然而，EVM 本身不會(huì)被取代，而是會(huì)不斷演進(jìn)，以適應(yīng)新的生態(tài)系統(tǒng)。

• 碎片鏈：以太坊 2.0 引入了分片技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)較小的鏈（分片），并行處理交易。這可以緩解擁堵并降低 Gas 費(fèi)用，但這需要調(diào)整 EVM 與這些分片鏈的交互方式。
• 執(zhí)行環(huán)境：在以太坊 2.0 中，有計(jì)劃創(chuàng)建 執(zhí)行環(huán)境，它將與 EVM 協(xié)同工作，支持更復(fù)雜的應(yīng)用進(jìn)程，并使其他虛擬機(jī)能夠在以太坊上共存。 

這可以為智能合約的執(zhí)行提供更大的靈活性，并在不從根本上改變 EVM 的情況下提高性能。

以太坊 2.0 路線圖標(biāo)志著 EVM 在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)作用，但可擴(kuò)展性和適應(yīng)性得到增強(qiáng)。

EVM 的創(chuàng)新和升級(jí)

目前，我們正在進(jìn)行多項(xiàng)升級(jí) EVM 的工作，以使其更加高效、功能更加豐富。一些值得注意的創(chuàng)新包括：

• EVM 384：本提案旨在擴(kuò)展 EVM 的原生數(shù)據(jù)類(lèi)型，以實(shí)現(xiàn)更高效的加密操作，而這些操作目前非常耗費(fèi) Gas。通過(guò)擴(kuò)展 EVM 的字長(zhǎng)，可以簡(jiǎn)化某些計(jì)算，從而降低復(fù)雜操作的成本。
• eWASM（以太坊 WebAssembly）：eWASM 是一項(xiàng)旨在用 WebAssembly (WASM) 取代 EVM 的計(jì)劃，WASM 是一種更現(xiàn)代、更通用的虛擬機(jī)。WASM 速度更快，支持并行執(zhí)行，并且在區(qū)塊鏈應(yīng)用之外得到廣泛應(yīng)用。 

如果全面實(shí)施，eWASM 將使以太坊能夠更有效地處理合約，并向熟悉主流編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)人員開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。

• 帳戶抽象：本次升級(jí)旨在簡(jiǎn)化賬戶和合約與網(wǎng)絡(luò)的交互方式。通過(guò)抽象化與簽名驗(yàn)證和交易管理相關(guān)的某些復(fù)雜性，本次升級(jí)將允許更靈活、更人性化的智能合約設(shè)計(jì)，從而增強(qiáng) EVM 的功能。

這些創(chuàng)新旨在確保 EVM 保持競(jìng)爭(zhēng)力并能夠支持以太坊的長(zhǎng)期增長(zhǎng)。

EVM 生態(tài)系統(tǒng)和工具

以太坊虛擬機(jī)（EVM）擁有不斷壯大的工具生態(tài)系統(tǒng)，旨在幫助開(kāi)發(fā)人員有效地構(gòu)建、測(cè)試和優(yōu)化智能合約。

EVM 的開(kāi)發(fā)者工具

已經(jīng)構(gòu)建了各種各樣的開(kāi)發(fā)工具，以使以太坊虛擬機(jī)（EVM）的使用更加高效和用戶友好。 

這些工具可幫助開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)、編譯、部署和測(cè)試智能合約，確保其性能和安全性得到優(yōu)化。一些最受歡迎的工具包括：

• 混音IDERemix 是一個(gè)基于 Web 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，用于編寫(xiě)和測(cè)試智能合約。它支持 Solidity（以太坊智能合約的主要編寫(xiě)語(yǔ)言），并提供一套調(diào)試和部署工具。由于其易用性和靈活性，它被初學(xué)者和經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)人員廣泛使用。
• Truffle Suite：Truffle 是一個(gè)開(kāi)發(fā)框架，可簡(jiǎn)化構(gòu)建去中心化應(yīng)用進(jìn)程 (dApp) 的過(guò)程。它包含一組用于管理合約、運(yùn)行自動(dòng)化測(cè)試以及與以太坊區(qū)塊鏈交互的庫(kù)。Truffle 還與其他工具（例如 Ganache）集成，后者可在本地模擬區(qū)塊鏈以進(jìn)行測(cè)試。
• Hardhat：Hardhat 是另一個(gè)流行的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它提供了豐富的功能，用于編譯智能合約、調(diào)試和運(yùn)行測(cè)試。它支持 Solidity，并提供靈活的插件，例如能夠在本地運(yùn)行 EVM，以便在開(kāi)發(fā)過(guò)程中快速迭代。

這些工具簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程，并有助于確保開(kāi)發(fā)人員能夠有效地構(gòu)建、測(cè)試和部署基于 EVM 的應(yīng)用進(jìn)程。

EVM調(diào)試和測(cè)試

鑒于區(qū)塊鏈交易的不可變性，調(diào)試和測(cè)試是智能合約開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵步驟。 

智能合約一旦部署，錯(cuò)誤就很難輕易修復(fù)，因此嚴(yán)格的測(cè)試至關(guān)重要。一些用于調(diào)試和測(cè)試的關(guān)鍵工具包括：

• 伽納徹Ganache 是 Truffle 套件的一部分，它是一個(gè)本地區(qū)塊鏈模擬器，允許開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建個(gè)人以太坊網(wǎng)絡(luò)。它模擬區(qū)塊鏈，使開(kāi)發(fā)者無(wú)需支付 Gas 費(fèi)用或等待以太坊主網(wǎng)絡(luò)的確認(rèn)即可測(cè)試智能合約。這使得它非常適合在各種條件下測(cè)試合約的功能。
• 安全帽調(diào)試器Hardhat 提供內(nèi)置調(diào)試工具，允許開(kāi)發(fā)者逐步檢查智能合約的執(zhí)行情況。這使得開(kāi)發(fā)者更容易識(shí)別邏輯問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn) Gas 效率低下的地方。該工具支持在本地網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，從而降低部署存在錯(cuò)誤或效率低下的合約的風(fēng)險(xiǎn)。
• Solidity 覆蓋率Solidity Coverage 是一款用于衡量智能合約代碼測(cè)試程度的工具。它確保測(cè)試涵蓋關(guān)鍵功能和邊緣情況，從而降低已部署合約中存在未發(fā)現(xiàn)漏洞的風(fēng)險(xiǎn)。

使用這些工具進(jìn)行徹底的測(cè)試有助于防止實(shí)際合同中出現(xiàn)代價(jià)高昂的錯(cuò)誤和安全漏洞。

EVM 仿真器和模擬器

EVM 模擬器和仿真器允許開(kāi)發(fā)人員在本地機(jī)器上模擬以太坊網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行環(huán)境。 

這些工具有助于在智能合約部署到主網(wǎng)之前進(jìn)行測(cè)試、性能調(diào)整和調(diào)試。一些廣泛使用的模擬器和仿真器包括：

• 伽納徹：作為區(qū)塊鏈模擬器，Ganache 允許開(kāi)發(fā)者運(yùn)行本地以太坊區(qū)塊鏈，以便在受控環(huán)境中測(cè)試交易、部署合約并監(jiān)控 Gas 消耗。開(kāi)發(fā)者可以模擬現(xiàn)實(shí)世界的交互，從而幫助他們微調(diào) dApp 和合約。
• EVM 游樂(lè)場(chǎng)：EVM Playground 是一款基于瀏覽器的工具，允許開(kāi)發(fā)者直接在沙盒環(huán)境中編寫(xiě)、編譯和執(zhí)行 EVM 字節(jié)碼。這對(duì)于想要探索特定 EVM 操作碼的行為方式或排查底層合約問(wèn)題的開(kāi)發(fā)者尤其有用。
• 以太坊：EthFiddle 是一款輕量級(jí)的在線工具，允許用戶實(shí)時(shí)測(cè)試 Solidity 代碼片段。開(kāi)發(fā)者可以快速共享和測(cè)試代碼片段，使其成為調(diào)試和測(cè)試小段代碼的協(xié)作工具。

這些模擬器和仿真器對(duì)于確保智能合約在部署前按預(yù)期運(yùn)行至關(guān)重要，從而節(jié)省開(kāi)發(fā)過(guò)程中的時(shí)間和資源。

結(jié)語(yǔ)

以太坊虛擬機(jī) (EVM) 是以太坊區(qū)塊鏈的支柱，為去中心化應(yīng)用進(jìn)程、智能合約、DeFi 平臺(tái)和 NFT 提供支持。 

它的跨鏈兼容性和在第 2 層解決方案中的作用凸顯了它在更廣泛的區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中的重要性。 

然而，它也面臨著一些限制，例如 gas 效率低下和缺乏并行化，以太坊 2.0 等正在進(jìn)行的升級(jí)和 eWASM 等創(chuàng)新旨在解決這些問(wèn)題。 

憑借強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具、調(diào)試系統(tǒng)和模擬器生態(tài)系統(tǒng)，EVM 不斷發(fā)展，確保它仍然是推動(dòng)以太坊日益增長(zhǎng)的去中心化格局的關(guān)鍵引擎。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)步，EVM 將不斷適應(yīng)和增強(qiáng)，推動(dòng)跨平臺(tái)去中心化應(yīng)用進(jìn)程和智能合約的未來(lái)。

以太坊虛擬機(jī)（EVM）常見(jiàn)問(wèn)題解答 

此常見(jiàn)問(wèn)題解答部分解答了一些常見(jiàn)問(wèn)題，可以幫助您縮小選擇范圍：

EVM 可以在其他區(qū)塊鏈上運(yùn)行嗎？

是的，EVM 與多個(gè)其他區(qū)塊鏈兼容，例如幣安智能鏈、Avalanche 和 Polygon，允許它們運(yùn)行基于以太坊的應(yīng)用進(jìn)程。

EVM 使用什么編程語(yǔ)言？

EVM 使用的主要編程語(yǔ)言是 Solidity，它編譯成 EVM 字節(jié)碼以在以太坊網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行。

EVM 如何計(jì)算 gas 費(fèi)？

EVM 根據(jù)每筆交易或智能合約執(zhí)行所需的計(jì)算資源來(lái)計(jì)算 gas 費(fèi)用，更復(fù)雜的操作需要更高的 gas。

EVM 可以運(yùn)行任何類(lèi)型的代碼嗎？

是的，EVM 是圖靈完備的，這意味著只要有足夠的時(shí)間和資源，它就可以運(yùn)行任何計(jì)算算法。

第 2 層解決方案如何改進(jìn) EVM？

第 2 層解決方案通過(guò)從主以太坊網(wǎng)絡(luò)卸載交易、減少擁堵并降低 gas 費(fèi)用來(lái)改進(jìn) EVM。

所有基于以太坊的應(yīng)用進(jìn)程都使用 EVM 嗎？

是的，以太坊網(wǎng)絡(luò)上的所有去中心化應(yīng)用進(jìn)程（dApp）和智能合約都是使用 EVM 執(zhí)行的。

EVM如何處理智能合約安全？

EVM 通過(guò)在隔離環(huán)境中執(zhí)行智能合約來(lái)增強(qiáng)安全性，防止惡意代碼影響其他合約或網(wǎng)絡(luò)。

什么是 EVM 操作碼？

EVM 操作碼是 EVM 執(zhí)行的低級(jí)指令，用于執(zhí)行智能合約中的數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和控制流等任務(wù)。

到此這篇關(guān)于什么是以太坊虛擬機(jī)(EVM)？架構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制與生態(tài)系統(tǒng)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)以太坊虛擬機(jī)詳細(xì)介紹內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持腳本之家！