Tất Tần Tật Về Máy Ảo Ethereum (EVM)

Khi Vitalik Buterin xây dựng Ethereum, anh muốn vượt qua ranh giới của công nghệ blockchain. Bitcoin đã truyền cảm hứng cho Buterin, nhưng anh cảm thấy công nghệ này nên làm được nhiều việc hơn là chỉ xử lý các giao dịch. Kết quả là, chàng thanh niên người nga ấy đã xây dựng mạng blockchain Ethereum. Ethereum có tất cả các tính năng của Bitcoin. Ethereum có thể xử lý các giao dịch ngang hàng và lưu trữ giao dịch theo cách bất biến và phi tập trung, cũng có thể làm một số điều mà Bitcoin không thể, chẳng hạn như chạy các hợp đồng thông minh.

Vậy một blockchain chạy hợp đồng thông minh như thế nào? Trong trường hợp của Ethereum, câu trả lời là Máy ảo Ethereum (EVM). EVM chính là xương sống trong cách thức hoạt động của mạng Ethereum. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu thảo luận về định nghĩa, cách thức hoạt động, lợi ích, và các trường hợp sử dụng của EVM. Nhưng trước khi tìm đi sâu tìm hiểu, chúng ta hãy nói qua về hợp đồng thông minh.

Hợp đồng thông minh là gì?

Hợp đồng thông minh là các chương trình hoặc ứng dụng máy tính chạy tự động trên mạng blockchain, bao gồm các mã dữ liệu mà các nhà phát triển triển khai để thực hiện các hướng dẫn cụ thể. Người dùng không kiểm soát các hợp đồng thông minh khi các hợp đồng này chạy như được lập trình.

Mạng Ethereum là blockchain đầu tiên triển khai hợp đồng thông minh. Kết quả là, ngày nay có hàng triệu hợp đồng thông minh được mã hóa và triển khai trên blockchain Ethereum. EVM đã đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được kỳ tích đó.

Máy ảo Ethereum (EVM) là gì?

EVM được tích hợp vào trung tâm giao thức của Ethereum. Như tên gọi, EVM là một máy ảo hoặc phần mềm kỹ thuật số cung cấp năng lượng cho mạng Ethereum. Phần mềm máy ảo này có thể thực thi các chương trình, lưu trữ dữ liệu, kết nối với mạng và thực hiện các tác vụ tính toán khác. EVM cũng chịu trách nhiệm thực thi mã và triển khai các hợp đồng thông minh.

EVM hoạt động như thế nào

Vì Ethereum không chỉ xử lý các giao dịch giá trị ngang hàng, nên nó yêu cầu một hệ thống tính toán phức tạp. Vì vậy, thay vì gọi mạng này là sổ cái phân tán, các nhà phát triển Ethereum gọi nó là “unbounded state machine”, tạm dịch là “máy trạng thái không giới hạn”. Và đó là mô tả cơ bản về cách thức hoạt động của EVM. Do đó, mạng Ethereum bao gồm hai trạng thái: world state, tạm dịch là “trạng thái thế giới”, và machine state, tạm dịch là “trạng thái máy”.

World state (trạng thái thế giới)

Trạng thái thế giới là nơi Ethereum lưu trữ số dư tài khoản và hợp đồng thông minh. Tương tự như sổ cái của Bitcoin, trạng thái này được phân cấp, không thay đổi và mọi người đều có thể truy cập trực tuyến. EVM cập nhật lớp này mỗi khi một giao dịch được hoàn thành một. Điều đó có nghĩa là bất kỳ ai có trình khám phá khối đều có thể xem blockchain Ethereum và xem cùng một dữ liệu trong thời gian thực.

Machine state (trạng thái máy)

Trạng thái máy là nơi EVM thực hiện xử lý từng bước các giao dịch. Đây thường được gọi là sandbox của Ethereum dành cho các nhà phát triển. Mạng Ethereum xử lý hai loại giao dịch. Loại đầu tiên là “cuộc gọi tin nhắn” — khi một tài khoản chuyển token ETH sang tài khoản khác. Trong trường hợp này, EVM di chuyển token ETH từ địa chỉ ví này sang địa chỉ ví khác. Sau đó cập nhật giao dịch trên trạng thái thế giới. Người gửi bị tính phí gas cho các tính toán đã hoàn thành khi gửi giao dịch.

Loại giao dịch thứ hai được gọi là “tạo hợp đồng”, đề cập đến việc khi một nhà phát triển muốn thực hiện một hợp đồng thông minh trên Ethereum. Trong trường hợp này, người gửi cung cấp phí gas và nhập “mã byte hợp đồng thông minh”.

Ngôn ngữ lập trình solidity

Ngôn ngữ máy tính được sử dụng rộng rãi nhất để tạo hợp đồng thông minh Ethereum là Solidity. Giống như Javascript, đây là ngôn ngữ cấp cao phù hợp với con người, nhưng máy móc không hiểu được ngôn ngữ này. Do đó, khi các nhà phát triển viết một hợp đồng thông minh trong Solidity, họ phải dịch nó sang ngôn ngữ máy hoặc mã byte bằng trình biên dịch Máy ảo Ethereum như solc.

Thực hiện hợp đồng thông minh

Khi EVM thực thi mã, nguồn cung cấp gas sẽ giảm theo chi phí gas của các tính toán được thực hiện. Nếu tại bất kỳ thời điểm nào, nguồn cung cấp gas giảm xuống 0 trước khi giao dịch hoàn tất, thì EVM sẽ ngay lập tức dừng lại, từ bỏ giao dịch và không thay đổi trạng thái thế giới. Mạng Ethereum sẽ không bị ảnh hưởng, nhưng số dư ETH của người gửi sẽ giảm xuống để thanh toán cho các tính toán được sử dụng để thực thi mã đến điểm tạm dừng. Tuy nhiên, nếu quá trình thực thi hoàn tất thành công, EVM sẽ cập nhật trạng thái thế giới để khớp với phiên bản trạng thái máy.

Phí gas Ethereum

Như chúng ta có thể thấy ở trên, phí gas đóng một vai trò quan trọng trong việc xử lý các giao dịch trên blockchain Ethereum. Khi Ethereum sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), việc xử lý một giao dịch cần có phần cứng và điện, đồng thời những người khai thác cần có động cơ khuyến khích để thực hiện các nhiệm vụ của mình. Trong trường hợp xử lý chuyển token ETH, phí gas sẽ khác nhau tùy thuộc vào tình trạng tắc nghẽn của nhóm.

Khi thực hiện hợp đồng thông minh, phí gas đảm nhận một vai trò khác. Tại thời điểm thực thi, mã byte của Hợp đồng thông minh được chia thành các phần nhỏ hơn được gọi là “opcodes”. Opcodes là viết tắt của Operational Codes và là hướng dẫn mà EVM sử dụng để thực hiện tính toán. Mỗi opcode được chỉ định một khoản phí gas — opcode càng phức tạp thì chi phí càng cao. Bước này rất cần thiết để giữ an toàn cho blockchain Ethereum khỏi các cuộc tấn công độc hại. Ví dụ, nếu người dùng triển khai một cuộc tấn công DDos, EVM sẽ tiếp tục thực hiện hợp đồng thông minh ở trạng thái máy. EVM sẽ tính phí gas cho mỗi lần tính toán và khi người gửi hết gas, giao dịch sẽ bị loại bỏ.

Lợi ích của EVM là gì?

Như đã mô tả ở trên, EVM ngăn chặn các hoạt động độc hại tấn công mạng. Do đó, EVM cho phép thực hiện các hợp đồng thông minh và các dịch vụ tự động khác trong một nền tảng an toàn và đáng tin cậy.

Mạng Ethereum có hệ sinh thái tiền điện tử lớn nhất. Đó là tiêu chuẩn vàng để tạo Dapp và triển khai hợp đồng thông minh. Nhiều blockchain khác đã tạo chuỗi bên cho phép các nhà phát triển Ethereum chuyển ứng dụng của họ mà không cần thay đổi code.

EVM cũng được phi tập trung hóa, nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể tạo hợp đồng thông minh trên Ethereum mà không cần phải được cấp phép. EVM cũng cho phép các nhà phát triển xây dựng và triển khai các dịch vụ và ứng dụng phi tập trung gần đây đang trở nên phổ biến rộng rãi.

Các trường hợp sử dụng của EVM

Với việc Máy ảo Ethereum thực thi các hợp đồng thông minh, nhiều phát minh mới đã xuất hiện trong không gian blockchain. Dưới đây là năm trường hợp sử dụng phổ biến nhất của EVM:

Token ERC-20

Token ERC-20 được tạo ra bởi hợp đồng thông minh sử dụng cấu trúc dữ liệu được xác định trước. Cấu trúc dữ liệu chịu trách nhiệm đặt tên cho token, phân phối và theo dõi token. Năm 2017, khi các đơt phát hành tiền ảo lần đầu (ICO) trở nên phổ biến, nhiều loại tiền điện tử mới đã được tung ra bằng cách sử dụng token ERC-20. Ngày nay, việc sử dụng token ERC-20 tốt nhất là dành cho stablecoin, như USDT.

Sàn giao dịch phi tập trung (DEX)

Sàn giao dịch phi tập trung (DEX) cho phép người dùng mua, bán hoặc giao dịch tiền điện tử bằng cách triển khai các hợp đồng thông minh. Các sàn giao dịch như Uniswap và ShushiSwap cũng sử dụng các ứng dụng tạo thị trường tự động (AMM), cho phép người dùng truy cập vào nhóm thanh khoản của token mà không có sự can thiệp của bên thứ ba.

NFT

NFT là tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật số được lưu trữ trên blockchain. Chúng được xác thực quyền sở hữu và không thể sao chép được. Những người đam mê blockchain sử dụng hợp đồng thông minh để tạo và đúc các bộ sưu tập NFT. Một số bộ sưu tập NFT đắt nhất bao gồm Bored Ape Yacht Club (BAYC) và Cryptopunks. Chủ sở hữu có thể chuyển nhượng hoặc giao dịch NFT trên các thị trường như OpenSea.

Cho vay DeFi

Cho vay tài chính phi tập trung (DeFi) đề cập đến các nền tảng cho phép người dùng cho vay hoặc mượn tiền điện tử mà không cần sử dụng bên thứ ba. Hợp đồng thông minh chi phối các giao thức vay và cho vay. Các khoản vay được phát hành ngay lập tức cho người vay và đôi khi giúp người cho vay nhận được tiền lãi hàng ngày.

Tổ chức tự trị phi tập trung

Một tổ chức tự trị phi tập trung (DAO) là một thực thể chung không có cơ quan trung ương. Trong DAO, các thành viên cá nhân cùng nhau đưa ra quyết định quản lý liên quan đến dự án. Các quy tắc của DAO được thiết lập bởi các thành viên cộng đồng cốt lõi và được thực hiện thông qua các hợp đồng thông minh.

Hạn chế của EVM

EVM có hai hạn chế đáng kể. Thứ nhất, EVMyêu cầu người dùng phải có kiến thức trước về Solidity và kỹ năng code. Số lượng người dùng không biết về code là rất nhiều nên không ít người dùng khó tạo và tương tác với các hợp đồng thông minh.

Hạn chế thứ hai của EVM là phí gas có thể trở nên rất đắt khi tạo hợp đồng thông minh hoặc triển khai ứng dụng mạng Ethereum.

Những loại tiền điện tử nào tương thích với EVM?

Các blockchain tương thích với EVM là một giải pháp đơn giản để giải quyết vấn đề phí gas đắt đỏ. Các nhà phát triển đã mượn một số phần nhất định của mạng Ethereum và tạo DApps cho phép người dùng di chuyển tài sản giữa bất kỳ mạng EVM nào một cách nhanh chóng và dễ dàng. Nhiều blockchain phổ biến nhất được sử dụng ngày nay tuân theo phương pháp tương thích với EVM này, một số cái tên nổi bật nhất là:

• Chuỗi thông minh Binance
• Avalanche
• Fantom
• Cardano
• Polygon
• Tron

Tương lai của EVM

Dựa trên nền tảng cơ bản của Bitcoin, tầm nhìn của Vitalik Buterin là tạo ra một siêu máy tính phi tập trung mà hầu như tất cả mọi người đều có thể truy cập được. Máy ảo Ethereum đã đóng một vai trò to lớn trong việc biến tầm nhìn đó thành hiện thực. Kể từ khi hình thành, EVM đã có một số nâng cấp và tiếp tục phát triển và cải tiến. Với việc các ứng dụng hợp đồng thông minh đã thúc đẩy các xu hướng lớn gần đây, thật đáng kinh ngạc khi tưởng tượng những gì công nghệ này sẽ mở khóa được trong tương lai.

Câu hỏi thường gặp

EVM trong tiền điện tử là gì?

EVM là viết tắt của Máy ảo Ethereum. Đây là phần mềm kỹ thuật số cho phép mạng Ethereum thực hiện và triển khai các hợp đồng thông minh.

Những loại tiền điện tử nào sử dụng EVM?

Nhiều blockchain phổ biến nhất được sử dụng ngày nay tuân theo phương pháp tương thích với EVM này, bao gồm:

• Chuỗi thông minh Binance
• Avalanche
• Fantom
• Cardano
• Polygon
• Tron

Solana có dựa trên EVM không?

Không. Solana không tương thích với EVM. Solana sử dụng cơ sở hạ tầng độc nhât, bộ công cụ dành cho nhà phát triển và tiêu chuẩn token của riêng mình.

Lợi ích của EVM là gì?

• EVM là một môi trường an toàn cho phép các nhà phát triển tạo và triển khai các hợp đồng thông minh, miễn nhiễm với tin tặc.
• EVM có thể tương tác, nghĩa là các nhà phát triển có thể dễ dàng và nhanh chóng chuyển các ứng dụng của họ sang các blockchain khác nhau mà không cần thay đổi code.
• EVM được phi tập trung hóa, cho phép mọi người tạo và tương tác với các hợp đồng thông minh mà không cần sự cho phép.