اتریومآیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز چگونه در شبکه اتریوم نوشته و اجرا می‌شوند؟ برای یافتن پاسخ این سوال، تا انتهای مقاله با ما همراه باشید. در این مقاله، قصد داریم به بررسی مفهوم مهمی به نام ماشین مجازی اتریوم (EVM) بپردازیم. پس از آشنایی با تعریف EVM، نحوه کارکرد، برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند و امنیت آن مورد بحث قرار خواهد گرفت.
بیشتر بخوانید: ارز دیجیتال اتریوم چیست؟
همان‌طور که می‌دانید، مجموعه‌ای از داده‌ها و کدهای نوشته شده، برای تعریف شرایط مختلف و انجام تراکنش‌های مالی را قراردادهای هوشمند می‌نامند؛ این قراردادهای هوشمند، پس از قرار گرفتن بر روی نودهای (کامپیوترها) شبکه، توسط ماشین مجازی اتریوم، اجرا می‌شوند.
نودها به عنوان یک شبکه توزیع‌شده، اطلاعات بلاک‌چین را تایید نموده و به اجرای ماشین مجازی کمک می‌کنند. در واقع، EVM، قراردادهای هوشمند را برای جلوگیری از تقلب و سوءاستفاده بررسی می‌کند؛ بدین‌منظور، برای یکپارچه‌سازی شبکه، اجرای کد در همه‌ی نودها باید منجر به نتایج یکسان شود.
EVM یا ماشین مجازی اتریوم یک محیط محاسباتی است که قراردادهای هوشمند را بر روی شبکه اتریوم اجرا می‌کند. زمانی که یک حساب با مالکیت خارجی (EOA) یک تراکنش را آغاز می‌کند، تراکنش باید به کل نودهای شبکه توزیع شود. هر یک از نودها می‌تواند درخواستی برای اجرای تراکنش در EVM ارسال کند.
قبل از ارسال قرارداد هوشمند به EVM، ابتدا باید کد، از زبان برنامه‌نویسی سطح بالا به زبان بایت‌کد کامپایل شود. برای اجرای تراکنش، EVM از کارمزدهایی با عنوان گس استفاده می‌کند، که تنظیمات آن باید انجام شود.
شبکه‌های متعددی با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند؛ آوالانچ (Avalanche)، بایننس اسمارت چین (Binance Smart Chain)، پالیگان (Polygon)، فانتوم (Fantom)، پالس‌چین (Pulsechain) و کاردانو (Cardano) چند نمونه از شبکه‌هایی هستند که قادر به اجرای قراردادهای هوشمند می‌باشند.
قراردادهای هوشمند اغلب با استفاده از زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی (Solidity) نوشته می‌شوند. سالیدیتی، یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا است که ما آن را درک می‌کنیم، اما ماشین توانایی درک آن را ندارد. به عبارت دیگر، کد توسعه داده شده با کمک این زبان، متشکل از یک سری حروف انگلیسی و اعداد بوده که EVM یا همان محیط محاسباتی، قادر به خواندن و اجرای آن‌ها نخواهد بود.
بنابراین، نیاز است که این قرارداد هوشمند به یک زبان قابل فهم برای EVM تبدیل شود. این کار معمولا با استفاده از یک کامپایلر (مترجم) مانند Remix انجام می‌شود. با کامپایل قرارداد هوشمند در Remix، یک کد قابل اجرا در EVM بدست می‌آید که اصطلاحا به آن بایت‌کد (Bytecode) گفته می‌شود. بایت‌کد، یک سری از دستورات بیتی (صفر و یک) است که توسط ماشین مجازی اتریوم قابل اجرا هستند. زبان بایت کد قابلیت ارتباط با حافظه و داده‌های ذخیره شده در بلاک‌چین اتریوم را دارا میباشد.
در واقع، بایت‌کد به عنوان یک واسط بین زبان برنامه‌نویسی پرکاربرد مانند سالیدیتی (یا زبان‌های دیگر مورد استفاده برای توسعه قراردادهای هوشمند) و ماشین مجازی اتریوم عمل کرده و امکان اجرای قراردادها و تراکنش‌های مختلف را فراهم می‌کند. پس از کامپایل قرارداد هوشمند، بایت‌کد تولید شده در نودهای مختلف توزیع می‌گردد.
در شبکه اتریوم، هر کامپیوتر یا سرور که نرم‌افزار اتریوم را اجرا می‌کند، یک نود یا گره نامیده می‌شود. این نودها با اجرای نرم‌افزارهای client اجرایی و client اجماع در ارتباط با یکدیگر هستند. client اجرایی وظیفه اجرای تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند را دارد و client اجماع به تامین امنیت شبکه و اعتبارسنجی تراکنش‌ها می‌پردازد. نودها نقش مهمی در اطمینان از اجرای تراکنش‌ها، تایید بلاک‌ها و حفظ امنیت شبکه ایفا می‌کنند.
گس (Gas) در ماشین مجازی اتریوم به عنوان یک واحد هزینه یا کارمزد برای اجرای عملیات‌های مختلف در قراردادهای هوشمند اتریوم استفاده می‌شود. در واقع، گس نشان‌دهنده میزان تلاش محاسباتی مورد نیاز برای انجام عملیات خاص در شبکه اتریوم بوده و در هر عملیات، گس مقدار متفاوتی دارد؛ به عنوان مثال، برای جمع دو عدد، نسبت به ذخیره کردن یک مقدار در ذخیره‌ساز، به مقدار کمتری گس نیاز است.
یکی از اهداف پرداخت گس، جلوگیری از اجرای عملیات‌های بسیار زیاد و پیچیده است که منجر به از کار افتادن شبکه می‌شود. همچنین، باعث تشویق به نوشتن قراردادهای هوشمند بهینه و کارآمد می‌گردد.
هزینه گس با استفاده از اتر، پرداخت می‌شود. قبل از اجرای یک تراکنش، فرستنده باید حداکثر مقدار گسی که آماده است بپردازد را مشخص کند.
گس شامل دو بخش کارمزد پایه (base fee) و کارمزد اولویت (priority fee) است؛ کارمزد پایه توسط شبکه تعیین می‌شود و کمترین مقدار کارمزدی است که برای تایید صحت تراکنش، باید پرداخت شود. کارمزد اولویت، که به کارمزد پایه اضافه می‌شود، عاملی برای جذب و تشویق ولیدیتورها است که تراکنش را در بلاک بعد قرار دهند.
EVM یک محیط مجازی غیرمتمرکز است. هیچ نود یا سازمان خاصی توانایی کنترل شبکه را ندارد و همه نودها به صورت دموکراتیک در تصمیم‌گیری‌ها شرکت می‌کنند. EVM با تایید همگام‌سازی حالت بین تمام نودهای شبکه از همخوانی و توافق بین آن‌ها اطمینان حاصل می‌کند. شبکه اتریوم همچنین، دارای الگوریتم‌های رمزگذاری پیشرفته است که از حملات سایبری و تغییر داده‌ها جلوگیری می‌کند.
EVM یک محیط اجرای قابل اعتماد و محافظت شده برای اجرای قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم میباشد؛ با این حال، همچنان با چالش‌های امنیتی مختلفی روبرو است که می‌تواند منجر به خطاهای نرم‌افزاری، سوءاستفاده‌ی هکرها و از دست رفتن دارایی‌های دیجیتال شود. در این بخش، برخی از چالش‌ها و راه‌حل‌های امنیتی در EVM بررسی شده‌اند.
یکی از چالش‌های اصلی در EVM، نحوه نگارش قراردادهای هوشمند است. زبان‌های برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند مانند Solidity و Vyper، بسیار پویا و در عین حال پیچیده هستند و ممکن است کد نوشته شده با نقص‌ها و آسیب‌پذیری‌های فنی همراه باشد. برای جلوگیری از این آسیب‌پذیری‌ها، توسعه‌دهندگان قراردادهای هوشمند باید به دقت کدهای خود را بررسی، تست و تایید کنند. همچنین، برای توسعه قرارداد هوشمند باید از الگوها و استانداردهای برنامه‌نویسی و ابزارها و فریمورکهای مناسب استفاده شود.
چالش دیگر در EVM مربوط به گس است. توسعه‌دهندگان قرارداد هوشمند برای کاهش کارمزد اجرای قراردادهای هوشمند و بهبود عملکرد آن باید از کدهای ساده و کارآمد استفاده کنند و از اجرای عملیات‌های غیرضروری و تکراری خودداری کنند.
اتریوم 2.0 یک نسخه بهبود یافته از شبکه اتریوم است که اهدافی چون افزایش سرعت، ارتقای امنیت و توسعه مقیاس‌پذیری را در پیش گرفته است. برای دستیابی به این اهداف، اتریوم 2.0 قصد دارد EVM را با یک ماشین مجازی جدید به نام eWASM جایگزین نماید.
eWASM یک ماشین مجازی مبتنی بر WebAssembly است و ویژگی‌های زیر را دارا میباشد:
این تغییرات اهمیت زیادی در بهبود کارکرد و امکانات شبکه اتریوم دارند.
EVM نمادی از پیشرفت تکنولوژی در دنیای بلاک‌چین است و نقش مهمی در توسعه آن و ایجاد برنامه‌های غیرمتمرکز دارد. EVM یک سیستم نرم‌افزاری تشکیل شده از تعداد زیادی نود است که قراردادهای هوشمند و تراکنش‌ها در شبکه اتریوم را اجرا و پیاده‌سازی می‌کند.
تنوع و امکانات منحصر به فرد EVM، یک فرصت بزرگ برای ایجاد ایده‌های نوآورانه و اجرای آن‌ها در دنیای بلاک‌چین فراهم کرده است. از این رو، ادامه تحقیقات و توسعه در این زمینه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
شیما یزدانی نویسنده محتوا و معامله‌گر (تریدر) در زمینه ارزهای دیجیتال هستم. دارای مدرک دکتری مکانیک (گرایش تبدیل انرژی) از دانشگاه حکیم سبزواری و 4 سال سابقه در امر ...
