SVM мен EVM: Blockchain виртуалды машиналарын түсіну - Plutus және басқа да терең зерттеу

Блокчейн виртуалды машиналары (BVM) смарт келісімшарттарды және орталықсыздандырылған қосымшаларды (dApps) әртүрлі блокчейн желілерінде орындауға мүмкіндік беретін маңызды компоненттер болып табылады, олар блокчейннің негізі ретінде қызмет етеді.

Оларды блокчейн әлемінің операциялық жүйелері ретінде қарастырыңыз, мұнда блоктар тұрақты және қауіпсіз ортада өңделеді. Блокчейн протоколдарының, консенсус механизмдерінің және транзакцияларды өңдеудің күрделілігін абстракциялау арқылы виртуалды машиналар әзірлеушілерге желінің инфрақұрылымының төмен деңгейлі мәліметтері туралы алаңдамай, қосымшаларды құруға назар аударуға мүмкіндік береді.

Блокчейн виртуалды машиналары байткодты орындайды, бұл смарт келісімшарт логикасының ықшам көрінісі. Бұл байткод, смарт келісімшарт логикасының төмен деңгейлі көрінісі, виртуалды машина арқылы интерпретацияланып, орындалады, келісімшарттың функционалдық мүмкіндіктерінің дұрыс жүзеге асырылуын қамтамасыз етеді. Әр блокчейннің өзіне тән виртуалды машинасы бар, ол оның нақты қажеттіліктеріне, өнімділік өлшемдеріне және консенсус механизмдеріне сәйкес жобаланған. Мысалы, Ethereum виртуалды машинасы (EVM) Ethereum экожүйесіндегі рөлімен кеңінен танымал, смарт келісімшарттарды орналастыру және басқару үшін мықты функционалдық мүмкіндіктер жиынтығын қамтамасыз етеді.

Блокчейн виртуалды машиналарының басты артықшылығы - олардың кросс-цептік үйлесімділікті және өзара әрекеттесуді арттыру қабілеті, бұл әртүрлі блокчейн желілерінде жұмыс істей алатын орталықсыздандырылған қосымшаларды дамыту үшін маңызды, осылайша олардың пайдалылығын және ауқымын арттырады.

Блокчейн экожүйесі дамып келе жатқанда, әзірлеушілер барған сайын бірнеше тізбектермен өзара әрекеттесетін шешімдер жасап жатыр, ал жақсы жобаланған виртуалды машина бұл процесті едәуір жеңілдетуі мүмкін. Жалпы стандарттар мен протоколдарды пайдалану арқылы, бұл ВМ-дер қосымшалардың гүлденіп, әртүрлі желілер арасында үздіксіз байланыс орнататын орта қалыптастыруға көмектеседі.

Ethereum виртуалды машинасы (EVM), Solana-ның SVM және Cardano-ның Plutus сияқты әртүрлі блокчейн виртуалды машиналарын зерттей отырып, біз олардың архитектураларын, функционалдық мүмкіндіктерін және орталықсыздандырылған қосымша дамуына әсер ететін ерекше ерекшеліктерін салыстырамыз. Сіз тәжірибелі әзірлеуші болсаңыз да, блокчейнге саяхатыңызды жаңа бастаған болсаңыз да, осы виртуалды машиналарды түсіну блокчейн технологиясының күрделі әлемінде навигация жасау үшін маңызды.

EVM Архитектурасы және Операциялық Механикасы

Ethereum виртуалды машинасы (EVM) Ethereum блокчейнінің қуатты және әмбебап компоненті болып табылады, смарт келісімшарттарды және орталықсыздандырылған қосымшаларды (dApps) орындауды жеңілдету үшін жобаланған. EVM-нің негізінде байткодты орындау үшін орта ретінде қызмет ететін орталықсыз есептеу қозғалтқышы жатыр. Бұл байткод жоғары деңгейлі бағдарламалау тілдерінен, мысалы, Solidity-ден жасалады, әзірлеушілерге делдалдарды қажет етпей, Ethereum желісінде жұмыс істей алатын күрделі қосымшаларды жазуға мүмкіндік береді.

EVM архитектурасы

EVM архитектурасы бірнеше негізгі компоненттерге негізделген:

1. Стек: EVM стекке негізделген архитектураны пайдаланады, яғни деректерді басқару үшін соңғы кірген, бірінші шыққан (LIFO) әдісін қолданады. Бұл дизайн EVM-ге келісімшартты орындау кезінде қажетті мәндерді тиімді түрде итеру және шығару мүмкіндігін береді. Операция деректерді қажет еткенде, EVM оны стекдің жоғарғы жағынан алады, өңдейді және нәтижені қайтадан стекке итереді.  EVM стегінің көлемі 1024 элементпен шектелген, әрқайсысы 256 биттік сөз (32 байт).  256 биттік сөз үлкен бүтін сандардың кең ауқымын көрсете алады, нақтырақ айтқанда 0-ден 2256−12^{256} - 12256−1-ге дейін. Бұл кең ауқым криптографиялық қосымшалар үшін маңызды, мұнда үлкен кездейсоқ сандар немесе кілттер қажет, оларды болжау немесе күшпен алу қиындатады.
2. Жад:  EVM уақытша айнымалылар үшін динамикалық, өзгермелі жадты ұсынады, ол әр транзакциядан кейін қалпына келтіріледі, келесі операциялар үшін таза бет қамтамасыз етеді.
3. Сақтау: Әр ақылды келісімшарттың өз сақтау орны бар, ол тұрақты және транзакциялар арасында деректерді сақтайды. Сақтау шығындары жадтан жоғары, бұл әзірлеушілерді газ шығындарын оңтайландыру үшін оның қолданылуын минимизациялауға ынталандырады.
4. Орындау контексті: EVM қазіргі транзакция туралы ақпаратты қамтитын орындау контекстін сақтайды, мысалы, жіберушінің мекенжайы, орындалатын келісімшарт және транзакцияның газ лимиті. Бұл архитектура келісімшартты орындау кезінде шабуылдар мен шексіз циклдарды болдырмау арқылы қауіпсіздікті қамтамасыз етеді, оның оқшауланған және детерминирленген код орындауымен.

EVM операциялары

EVM өз спецификациясында анықталған нұсқаулар (опкодтар) тізбегін өңдеу арқылы жұмыс істейді. Бұл опкодтар деректерді қалай манипуляциялау керектігін және арифметикалық есептеулер, логикалық салыстырулар және деректерді сақтау сияқты қандай операциялардың орындалатынын анықтайды. Ақылды келісімшарт орындалған кезде, EVM:

1. Транзакцияларды тексереді: Кез келген келісімшарт кодын орындаудан бұрын, EVM транзакцияның жарамдылығын тексереді, жіберушінің қолтаңбасының шынайылығын, транзакция форматының протокол стандарттарына сәйкес келуін және транзакция ақысына жеткілікті қаражаттың бар-жоғын тексереді, соның ішінде жіберушінің қолтаңбасын тексеру және жеткілікті газдың қамтамасыз етілуін қамтамасыз етеді.
2. Байткодты орындайды: EVM ақылды келісімшарттың байткодын кезең-кезеңімен өңдейді. Әр нұсқау белгілі бір тәртіппен орындалады, стек пен жад сәйкесінше жаңартылады.
3. Газды басқарады: EVM-дегі әр операция газды тұтынады, бұл есептеу жұмысының өлшемі. Бұл газды басқару жүйесі шексіз циклдар мен ресурстарды теріс пайдалануды болдырмау үшін пайдаланушылардан әр транзакция үшін газ лимитін орнатуды талап етеді, осылайша транзакцияның болжамды құнын қамтамасыз етеді және желі ресурстарын тиімді пайдалануды ынталандырады. Егер газ таусылса, транзакция кері қайтарылады,  блокчейннің күйін қорғап, шахтерлерді олардың ресурстары үшін өтемақы береді.
4. Оқиғаларды генерациялайды: Орындау кезінде EVM сыртқы қосымшаларға  (мысалы, dApps) нақты уақыттағы жаңартулар мен хабарламалар үшін тыңдай алатын оқиғаларды шығара алады.
5. Бұл оқиғалар dApps үшін маңызды, өйткені олар пайдаланушыларды күй өзгерістері туралы хабардар ету, офф-цептік процестерді іске қосу немесе блокчейн оқиғаларына негізделген пайдаланушы өзара әрекеттестіктерін жеңілдету сияқты нақты уақыттағы жаңартуларды қамтамасыз етеді.
6. Нәтижелерді қайтарады: Келісімшартты орындағаннан кейін, EVM шығуды қайтарады, ол блокчейн күйіндегі өзгерістер мен орындау кезінде шығарылған кез келген оқиғаларды қамтуы мүмкін. Егер транзакция сәтті болса, нәтижелер блокчейнге бекітіледі.

EVM-нің күрделілігі мен әдемі дизайны Ethereum экожүйесіндегі функционалдылық пен инновация үшін маңызды. Оның архитектурасы мен операциялары әзірлеушілерге блокчейн технологиясының ерекше қасиеттерін пайдалана отырып, қуатты, орталықсыздандырылған қосымшаларды жасауға мүмкіндік береді. EVM-ді түсіну Ethereum әзірлеуімен айналысқысы келетін кез келген адам үшін маңызды, өйткені ол орталықсыздандырылған кеңістікте инновациялық шешімдер құру үшін негізді қалайды.

EVM байткодын және орындауды түсіну 

Ақылды келісімшарт Ethereum блокчейніне орналастырылғанда, ол жоғары деңгейлі бағдарламалау тілдерінен төмен деңгейлі, машина оқитын байткод деп аталатын форматқа компиляцияланады. Бұл байткод - Ethereum Виртуалды Машинасы (EVM) тікелей орындауға болатын нұсқаулар тізбегі. 

Байткод Ethereum келісімшарттарының портативтілігі мен өзара әрекеттесу үшін маңызды, өйткені ол Ethereum клиентін іске қосатын кез келген түйінге бірдей кодты тұрақты түрде орындауға мүмкіндік береді. Ethereum клиентін іске қосатын кез келген түйін бірдей байткодты оқып, орындай алады, бұл ақылды келісімшарттардың желі бойынша тұрақты түрде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

EVM байткод құрылымы

EVM байт-коды операциялардың нақты түрлерін анықтайтын қысқа нұсқаулардан тұратын опкодтар тізбегінен құралған. Мысалы, 0x60 опкоды мәнді стекке жүктейді, ал 0x01 екі санды стектен қосады. Әр опкод бір байттық он алтылық санмен көрсетіледі және EVM орындауға қабілетті операцияға сәйкес келеді. Мысалы:

• 0x60: Мәнді стекке жүктеу

• 0x01: Стектен екі санды қосу

• 0xf3: Мәнді қайтару

Шарт орындалғанда, EVM осы опкодтарды ретімен оқиды және сәйкес операцияларды орындайды.

EVM байт-кодының орындалу ағыны

• Алыну: EVM байт-код тізбегінен келесі опкодты алады.

• Декодтау: Нұсқауды декодтайды, не істеу керектігін анықтайды (мысалы, арифметикалық операциялар, деректерді сақтау немесе логикалық орындау).

• Орындау: Опкодқа негізделе отырып, EVM көрсетілген әрекетті орындайды. Мысалы, егер опкод EVM-ге екі санды қосуды бұйырса, ол осы мәндерді стекке алады, қосу операциясын орындайды, содан кейін нәтижені қайтадан стекке сақтайды.

• Сақтау: Кейбір опкодтар деректерді шарттың тұрақты сақтау орнына жазуды немесе оқиғаларды шығаруын қамтиды, олар кейін сыртқы қосымшалармен алынуы мүмкін.

Газ шығындары және байт-кодтың орындалуы

Байт-кодтағы әр опкодтың газ шығыны бар, ол осы нақты нұсқауды орындау үшін қажетті есептеу күшін өлшейді. Деректерді сақтау немесе криптографиялық функцияларды орындау сияқты күрделі операциялар қарапайым арифметикалық тапсырмаларға қарағанда айтарлықтай көп газ тұтынады. Бұл дифференциалды газ шығындары құрылымы есептеу тиімділігін және Ethereum желісіндегі токендер мен ресурстарды бөлуін басымдыққа алуға көмектеседі және қауіпсіздік пен тиімділікті сақтау үшін маңызды. Бұл зиянды пайдаланушылардың шексіз циклдар немесе ресурстарды көп қажет ететін операцияларды орындауына жол бермейді, себебі олар тез арада газдан шығып, транзакцияның сәтсіздікке ұшырауына және блокчейн күйіндегі кез келген өзгерістерді қайтаруына әкеледі.

Байт-кодтың ақылды шарттарды қалай қалыптастыратыны

Байт-кодты түсіну әзірлеушілер мен аудит жүргізушілер үшін маңызды, себебі ол ақылды шарттың «кодының» ішкі жұмысын түсінуге мүмкіндік береді. Көптеген әзірлеушілер Solidity сияқты жоғары деңгейлі тілдерді қолданса, қауіпсіздік аудиторы көбінесе жоғары деңгейлі абстракцияларда жасырын болуы мүмкін осалдықтарды анықтау үшін байт-кодты тікелей қарап шығады, бұл жан-жақты қауіпсіздік бағалауларын қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар, байт-код адам оқитын кодқа қайта декомпиляциялануы мүмкін, бұл шарттың мінез-құлқын түсінуді және ашықтықты арттырады.

EVM байт-коды Ethereum-да ақылды шарттарды орындаудың негізгі құрылыс блогы болып табылады. Ол шарттардың желі бойынша тұрақты жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, олардың барлық түйіндермен интерпретациялануын қамтамасыз етеді және EVM ортасында ашық және қауіпсіз операцияларды жеңілдетеді. Байт-кодты және оның орындалу процесін түсіну Ethereum-да орталықтандырылмаған қосымшалардың қалай жұмыс істейтінін түсінудің кілті болып табылады.

Solana-ның Виртуалды Машинасы (SVM) 

Solana виртуалды машинасы (SVM) Solana блокчейнінде орталықтандырылмаған қосымшаларды (dApps) жоғары жылдамдықпен және масштабталатын орындауды қамтамасыз ету үшін маңызды, оның өнімділік артықшылықтарын негізінен қозғайды. Ethereum виртуалды машинасынан (EVM) айырмашылығы, ол стекке негізделген, SVM Solana-ның ерекше архитектурасына өнімділікті оңтайландыру үшін жасалған, мұнда өткізу қабілетін максимизациялау және кідірісті минимизациялауға назар аударылады.

Жоғары өнімді параллель орындау

Solana блокчейнінің ерекшелігі - секундына мыңдаған транзакцияларды (TPS) өңдеу қабілеті, және SVM осыны қолдау үшін оңтайландырылған. SVM-нің негізгі күші - смарт келісімшарттар мен транзакцияларды параллель орындауда. Көптеген басқа блокчейндер транзакцияларды тізбектеп өңдейтін болса, Solana-ның архитектурасы параллель орындау моделін пайдаланады, бұл SVM-ге бірнеше транзакцияларды бір уақытта бірнеше ядро бойынша өңдеуге мүмкіндік береді. Solana-ның архитектурасы - нақты айтқанда, оның Proof of History (PoH) консенсус механизмі - SVM-ге бірнеше ядро бойынша транзакцияларды бір уақытта орындауға мүмкіндік береді. Бұл параллелизация Solana-ның масштабталу қабілетінің кілті болып табылады, шектеулерді едәуір азайтып, қауіпсіздікті құрбан етпей жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз етеді.

Мемлекетсіз табиғат және есептік модель

EVM-мен салыстырғанда, мұнда әрбір смарт келісімшарт өз тұрақты сақтауын ұстайды, SVM-нің мемлекетсіз орындау моделі күйді басқару күрделілігін минимизациялау арқылы өнімділікті оңтайландырады, жалпы транзакция жылдамдығын арттырады. Бұл модельде смарт келісімшарттар тікелей тұрақты сақтау ұстамайды. Оның орнына, олар орындалу кезінде нақты есептік жүйемен әрекеттеседі, мұнда нақты есептер орындалу кезінде жаңартылуы мүмкін. Бұл тәсіл смарт келісімшарттарды орындау кезінде күй ауысымдарын басқару күрделілігін шектей отырып, Solana-ның жылдамдығын одан әрі арттырады. SVM-да жұмыс істейтін смарт келісімшарттар осы есептерге деректерді оқып, жазады, жүйеде анықталған меншік және рұқсаттармен.

Бұл мемлекетсіз архитектура сонымен қатар Ethereum сияқты блокчейндермен байланысты тығыздық мәселелерін болдырмауға көмектеседі, мұнда күйдің ұлғаюы (сақталған деректердің үздіксіз өсуі) уақыт өте келе желіні баяулатуы мүмкін.

WebAssembly (Wasm) үйлесімділігі

SVM WebAssembly (Wasm) қолдауымен жасалған, бұл Solidity-ден басқа бағдарламалау тілдерін пайдалануға мүмкіндік беретін қуатты және икемді орындау фреймворкы. Wasm әзірлеушілерге Rust және C сияқты тілдерде келісімшарттар жазуға мүмкіндік береді, олар Solana-ның өнімділік талаптарына жақсы сәйкес келеді. Rust, әсіресе, Solana әзірлеушілері арасында жад қауіпсіздігі мен өнімділігі үшін танымал, Solana-ның жоғары жылдамдықтағы транзакцияларды орындау мақсаттарына сәйкес келеді.

Тиімділік және төмен газ ақысы

Solana-ның масштабталатын дизайнының арқасында, SVM смарт келісімшарттарды Ethereum сияқты басқа желілермен салыстырғанда өте төмен транзакциялық ақымен орындауға мүмкіндік береді. Solana-ның тиімділігі PoH, жоғары өнімді SVM және бірнеше транзакцияларды параллель орындау қабілетінің комбинациясымен қамтамасыз етіледі. Нәтижесінде, газ ақысы минималды деңгейде сақталады, бұл жиі микро-транзакцияларды қажет ететін немесе ауқымды операцияларды жүргізу үшін шектен тыс шығындарсыз жұмыс істеуді қажет ететін dApps үшін тартымды етеді.

SVM-нің кросс-цепочка өзара әрекеттестік рөлі

Solana-ның SVM-і ерекше болса да, басқа виртуалды машиналармен, соның ішінде EVM-мен үйлесімділікті арттыруға бағытталған үздіксіз күш-жігер бар. Бұл кросс-цепочка өзара әрекеттестік экожүйенің өсуі үшін маңызды, әзірлеушілерге платформалар арасында dApps-ты порттауға және Solana-ның жоғары өнімділігін толық кодты қайта жазбай-ақ пайдалануға мүмкіндік береді.

Cardano-ның Plutus Виртуалды Машинасы 

Plutus виртуалды машинасы (PVM) Cardano-ның смарт келісімшарттарды орындау ортасының негізінде жатыр, қауіпсіз және масштабталатын смарт келісімшарттарға қызығушылық танытқан инвесторларды тартады. Cardano блокчейні үшін арнайы әзірленген PVM Plutus тілінде жазылған смарт келісімшарттарды орындауға мүмкіндік береді, бұл функционалды бағдарламалау күшін Haskell-ден пайдаланатын мақсатты тіл. PVM EVM сияқты кеңінен танымал виртуалды машиналардан өзгеше жұмыс істейді, себебі ол формальды әдістерге, қауіпсіздікке және масштабталуға назар аударады, Cardano-ның децентрализовандық қосымшалар (dApps) үшін қауіпсіз және тұрақты платформаны қамтамасыз ету жөніндегі ұзақ мерзімді көзқарасына сәйкес келеді.

Haskell және Plutus-пен функционалды бағдарламалау

PVM-нің негізгі аспектілерінің бірі Plutus-ті пайдалану болып табылады, ол Haskell-ге негізделген, таза функционалды бағдарламалау тілі. Бұл Ethereum-да қолданылатын Solidity сияқты императивті тілдермен салыстырғанда. Haskell сияқты функционалды бағдарламалау тілдері өзгермейтіндікке және математикалық дәлдікке баса назар аударады, бұл смарт келісімшарттардың қауіпсіздігі мен сенімділігі үшін өте пайдалы.

Plutus тілінде жазылған смарт келісімшарттар PVM ішінде жұмыс істейтін on-chain кодтан және блокчейннен тыс жұмыс істейтін off-chain кодтан тұрады, бұл пайдаланушылармен және сыртқы жүйелермен өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. Бұл архитектура әзірлеушілерге тиімділікті сақтай отырып, күрделі логиканы жасауға мүмкіндік береді, себебі кодтың тек қажетті бөліктері on-chain-да орындалады.

PVM-нің орындау моделі және UTXO құрылымы

Ethereum-ның есептік модельінен өзгеше, Cardano кеңейтілген UTXO (eUTXO) моделін пайдаланады, бұл масштабтылық пен қауіпсіздік тұрғысынан елеулі артықшылықтар ұсынады. PVM осы eUTXO құрылымында смарт келісімшарттарды орындау үшін әзірленген. Cardano-дағы әрбір UTXO (шығындалмаған транзакция шығымы) тек құнды ғана емес, сонымен қатар деректерді де сақтай алады, бұл бай және күрделі смарт келісімшарттарды жасауға мүмкіндік береді, бірақ әрбір UTXO тек бір рет қана жұмсалуы мүмкін, бұл транзакцияларды мұқият құрылымдауды талап етеді.

Бұл модель келісімшарттың орындалуын детерминирленген түрде анықтауға көмектеседі, мұнда келісімшартты орындаудың нәтижесі болжамды және желі күйіне немесе уақыт мәселелеріне тәуелді емес, бұл алдыңғы орынға шығу сияқты ықтимал шабуыл векторларын азайтады.

Формальды тексеру және қауіпсіздік

Cardano-ның PVM арқылы смарт келісімшарттардың қауіпсіздігіне көзқарасы ерекше назар аударады. Plutus формальды тексеруді қолдайды, бұл әзірлеушілерге смарт келісімшарт кодын формальды тексеруді ескере отырып жобаласа, математикалық дәлелдемелермен дәлдігін дәлелдеуге мүмкіндік береді. Бұл тексеру смарт келісімшарттардың дәл жоспарланғандай жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, қателіктер мен осалдықтар тәуекелдерін азайтады.

Plutus құрылымы жоғары сенімді dApps-ті де қолдайды, бұл қауіпсіздік пен дәлдік маңызды болатын қаржы қызметтері, денсаулық сақтау және басқа да қатаң қауіпсіздік шараларын талап ететін секторлар үшін өте қолайлы.

Децентрализация және басқару

PVM Cardano-ның децентрализовандық құрылымында жұмыс істейді, желінің Proof of Stake (PoS) консенсус механизмінен, атап айтқанда Ouroboros протоколынан пайда көреді. PVM ішіндегі смарт келісімшарттарды орындау тұрақты және масштабталатын етіп жобаланған, желі өскен сайын, ол сұраныстың артуын бөгетсіз өңдей алады.

Cardano-ның басқару моделі ADA иелеріне шешім қабылдау процестеріне қатысуға мүмкіндік береді, бұл PVM мен Plutus экожүйесінің болашақ дамуы пайдаланушылар мен қауымдастықтың қажеттіліктеріне сәйкес келуін қамтамасыз етеді, dApps үшін тұрақты және қауымдастық басқаратын платформаны құрады.

Жалпы, Cardano-ның Plutus виртуалды машинасы (PVM) смарт келісімшарттарды орындау үшін өте қауіпсіз, масштабталатын және математикалық тұрғыдан мықты орта ұсынады. Формальды әдістер мен функционалды бағдарламалауға баса назар аударуы оны блокчейн кеңістігінде ерекшелендіреді, әсіресе дәлдік кепілдігі мықты қосымшаларды жасауға бағытталған әзірлеушілер үшін. Бұл PVM-ді EVM сияқты басқа виртуалды машиналардан ерекшелендіреді және Cardano-ны жоғары сенімді блокчейн қосымшаларында көшбасшы ретінде орналастырады.

Polkadot-тың Wasm негізіндегі Виртуалды Машинасы 

Polkadot өзінің виртуалды машина ортасының негізі ретінде WebAssembly (Wasm) пайдаланады. Wasm - кодты әртүрлі платформаларда қауіпсіз, жылдам және портативті түрде орындауға мүмкіндік беретін өте әмбебап және тиімді стандарт. Polkadot Wasm-ды пайдалану арқылы өзінің блокчейні әртүрлі қосымшаларды өңдей алатынына және әртүрлі тізбектер арасында күшті өнімділік пен өзара әрекеттесуді сақтайтынына кепілдік береді. 

Неге Polkadot үшін Wasm?

Wasm Polkadot үшін таңдалды, себебі ол кең ауқымды бағдарламалау тілдерін қолдайды, бұл блокчейн технологиясы контекстінде әртүрлі қосымшаларды дамытуға мүмкіндік береді. Rust негізінен Substrate негізіндегі даму үшін қолданылады және әзірлеушілерге Rust, C++ немесе Go сияқты тілдерде смарт-келісімшарттарды жазуға мүмкіндік береді, олар кейін Wasm байт-кодына компиляцияланады. Бұл икемділік блокчейнге тән тілдерден тыс кеңірек әзірлеушілер қауымдастығына жол ашады.

Polkadot-тың смарт-келісімшарттарды орындау тәсілі оның Substrate фреймворкінде құрылған, бұл әзірлеушілерге парачейндер деп аталатын арнайы блокчейндер жасауға мүмкіндік беретін модульдік фреймворк. Әр парачейн өз логикасы мен орындау уақытын анықтай алады, ол Wasm негізіндегі ортада орындалады. Орындау логикасын теңшеу мүмкіндігі Polkadot-ты қатал, бір блокчейн жүйелерінен ерекшелендіреді.

Орындау және тиімділік

Polkadot-тың Wasm ортасы тек смарт-келісімшарттарды ғана емес, сонымен қатар блокчейннің барлық орындау уақытын қолдайды, яғни блокчейн операцияларын басқарушы барлық логика Wasm құмсалғышында орындалады. Бұл бірнеше артықшылықтарды әкеледі:

• Өнімділік және тиімділік: Wasm жылдамдық пен ықшамдылық үшін жасалған, смарт-келісімшарттарды тиімді орындауға мүмкіндік береді, сонымен қатар есептеу жүктемесін азайтады.
• Қауіпсіздік: Құмсалғыш орта кодтың орындалуын оқшаулап, қауіпсіз етеді, зиянды келісімшарттардың кең желіге әсер етуіне жол бермейді.
• Портативтілік: Wasm байт-коды WebAssembly-ді қолдайтын кез келген ортада орындалуы мүмкін, бұл кросс-цепті өзара әрекеттестікті және қосымшаларды тізбектер арасында көшіру мүмкіндігін арттырады.

Substrate және Polkadot-тың орындау уақытындағы икемділігі

Polkadot-тың дизайнының негізінде форксыз жаңартулар концепциясы жатыр. Бұл Substrate негізіндегі блокчейндер, соның ішінде Polkadot, өздерінің орындау уақыттарын қатал форксыз жаңарта алатындықтан мүмкін. Polkadot-тың Wasm негізіндегі орындау уақыты, оның тізбектегі басқаруымен біріктірілген, қатал форксыз орындау уақытын жаңартуға мүмкіндік береді, себебі өзгерістер қауымдастықпен дауыс беріліп, мақұлдана алады.

Wasm ортасы Polkadot-тың кросс-цепті өзара әрекеттестігін де арттырады, әртүрлі парачейндердің келісімшарттарды орындап, бір-бірімен кедергісіз байланысуын қамтамасыз етеді, тіпті олар мүлдем әртүрлі архитектуралар немесе консенсус модельдерінде құрылса да.

Avalanche-тың Виртуалды Машинасы

Avalanche-тың платформасы Avalanche виртуалды машинасын (AVM) негізгі компоненттерінің бірі ретінде қолдайды, ол үш блокчейннен тұратын Негізгі Желіде жұмыс істейді: X-Chain, P-Chain және C-Chain. Бұл тізбектердің әрқайсысы желідегі әртүрлі рөлдерге ие, C-Chain смарт-келісімшарттарды, әсіресе Ethereum Виртуалды Машинасының (EVM) үйлесімділігі арқылы қолдауы үшін ерекшеленеді.

AVM-ның Негізгі Ерекшеліктері 

1. EVM-мен үйлесімді C-Chain: Avalanche-тың C-Chain әзірлеушілерге Ethereum смарт-келісімшарт кодын Avalanche желісінде өзгеріссіз орналастыруға және орындауға мүмкіндік береді, толық EVM үйлесімділігінің арқасында. Бұл Ethereum әзірлеушілеріне өздерінің орталықтандырылмаған қосымшаларын (dApps) Avalanche-қа кедергісіз көшіруге мүмкіндік береді, желінің жоғары өткізу қабілеті мен төмен транзакциялық алымдарынан пайда алады.

2. Арнайы Виртуалды Машиналар: Avalanche-тың ерекшелігі - арнайы виртуалды машиналарды қолдауы. Әзірлеушілер Avalanche-те өздерінің VMs-ін, арнайы қажеттіліктеріне сәйкес, Avalanche Subnet архитектурасын пайдалана отырып, жасай алады, бірақ бұл терең техникалық білімді талап етеді және әдетте арнайы қолдану жағдайлары үшін жүзеге асырылады. Бұл икемділік стандартты EVM конфигурациясынан тыс мүлдем басқа консенсус механизмдерін немесе деректер модельдерін орналастыруға мүмкіндік береді.

3. Avalanche Консенсусы: AVM-ның негізінде Avalanche консенсус протоколы жатыр, ол жылдам аяқталуды (транзакциялар секундтар ішінде расталады) және масштабталуды (желілер секундына мыңдаған транзакцияларды өңдей алады) қамтамасыз етеді. Бұл Ethereum 1.0 сияқты дәстүрлі proof-of-work жүйелеріне қарағанда елеулі жетістік.

4. X-Chain-ның AVM: Avalanche-тың X-Chain-ы да өзінің Avalanche Виртуалды Машинасымен (AVM) жұмыс істейді, ол активтерді жасау және саудалау үшін оңтайландырылған. X-Chain жаңа цифрлық активтерді шығару, беру және басқару үшін теңшелетін ережелермен қамтамасыз ете отырып, орталықтандырылмаған қаржы (DeFi) және басқа қолдану жағдайлары үшін икемді платформаны ұсынады.

Avalanche-тың VM-нің негізгі артықшылықтары

• Өнімділік: Avalanche өзінің ерекше консенсус механизмі мен бірнеше подсеттар мен виртуалды машиналар арасында параллель өңдеу арқасында көптеген блокчейн платформаларынан жоғары өткізу қабілеті мен төмен кідіріс ұсынады.

• Икемділік: Avalanche-тың тапсырыс бойынша виртуалды машиналарды қолдауы әзірлеушілерге нақты функционалдылықтары бар орталықтандырылмаған қосымшаларды жасауға мүмкіндік береді, бұл бір VM түрімен шектелген платформаларда мүмкін болмайтын қолдану жағдайларына жауап береді. Бұл виртуалды машиналардың құмсалғыш ортасы кодты орындау кезінде қауіпсіздікті қамтамасыз етеді, шабуылдар мен шексіз циклдардың алдын алады.

• Интероперабельділік: C-Chain-нің EVM үйлесімділігімен Avalanche Ethereum-мен және оның dApps және даму құралдары, мысалы, MetaMask, Remix және Truffle-мен толық үйлесімді. Бұл Avalanche мен Ethereum арасында көшу процесін жеңіл әрі түсінікті етеді.

Қолдану жағдайлары мен экожүйенің өсуі

Avalanche-тың AVM-і оның өсіп келе жатқан экожүйесінің маңызды бөлігі, әсіресе DeFi кеңістігінде, блокчейн технологиясына қызығушылық танытқан инвесторларды тартады. Aave, Curve және SushiSwap сияқты танымал жобалар Avalanche-қа жоғары өткізу қабілеті мен тиімді инфрақұрылымы үшін орналастырылды. Сонымен қатар, Avalanche-тың тапсырыс бойынша VM архитектурасы стандартты EVM іске асыруларынан тыс инновация жасауға ұмтылатын әзірлеушілерді тартады.

Қорытындылай келе, Avalanche-тың виртуалды машина архитектурасы масштабталуға, икемділікке және интероперабельділікке арналған, оның EVM-мен үйлесімді C-Chain Ethereum әзірлеушілерінің қабылдауын арттыруда орталық рөл атқарады. Тапсырыс бойынша VMs орналастыру мүмкіндігі мамандандырылған блокчейн іске асыруларына жол ашады, бұл DeFi және одан тыс жылдам өсіп келе жатқан экожүйесіне үлес қосады.

Қорытынды   

Блокчейн технологиясының эволюциясы әртүрлі виртуалды машиналарды шығарды, олардың әрқайсысы орындауды оңтайландыру, масштабталуды арттыру және орталықтандырылмаған қосымшалардың (dApps) өсіп келе жатқан ауқымын қолдауға арналған. Бұл мақала әртүрлі блокчейн виртуалды машиналарының шолуын ұсынады, олардың негізгі ерекшеліктері мен инновацияларын қорытындылайды. Дегенмен, дамып келе жатқан интероперабельділік стандарттары мен масштабтау шешімдері сияқты ағымдағы қиындықтар блокчейн экожүйелерінің болашағын қалыптастыруды жалғастырады. Ethereum Виртуалды Машинасы (EVM) мықты негіз құрды, ол смарт келісімшарттарды дамыту үшін ең кеңінен қолданылатын платформа болып табылады. Оның архитектурасы, операциялары және байт-кодты орындау механизмдері басқа виртуалды машиналар үшін стандартты белгілейді.

Solana-ның Виртуалды Машинасы (SVM) параллель транзакцияларды өңдеу мүмкіндіктерімен масштабталудағы инновацияны көрсетеді, бұл жоғары өткізу қабілеті мен төмен кідірісті қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, Cardano-ның Plutus Виртуалды Машинасы қауіпсіздік пен дұрыстылықты арттыратын функционалдық бағдарламалау парадигмасын енгізеді, бұл мықты dApp фреймворктарын іздейтін әзірлеушілерге тартымды. Polkadot-тың Wasm негізіндегі Виртуалды Машинасы интероперабельділікті атап көрсетеді, әзірлеушілерге кросс-цептік қосымшаларды жасауға мүмкіндік береді, ал Avalanche-тың Виртуалды Машинасы транзакцияларды орындауда жылдамдық пен тиімділіктің маңыздылығын көрсетеді.

Блокчейн ландшафты жетілдірілген сайын, осы виртуалды машиналар арасындағы өзара әрекеттестік орталықтандырылмаған экожүйелердің болашағын қалыптастыруы мүмкін. Әрбір виртуалды машинаның күштері мен мүмкіндіктерін түсіну арқылы әзірлеушілер осы технологияларды тиімді, масштабталатын және инновациялық шешімдер жасау үшін жақсы пайдалана алады, олар нақты әлемдегі қиындықтарды шешуге бағытталған. Ақырында, блокчейн виртуалды машиналарындағы үздіксіз жетілдірулер орталықтандырылмаған технологиялардың жарқын болашағын білдіреді, әртүрлі салаларда қабылдауды арттыру мен трансформациялық қосымшаларға жол ашады.