SVM và EVM: Hiểu về Máy Ảo Blockchain - Một cái nhìn sâu sắc vào Plutus và nhiều hơn nữa

Các Máy Ảo Blockchain (BVM) là những thành phần thiết yếu cho phép thực thi các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (dApps) trên nhiều mạng blockchain khác nhau, hoạt động như lớp nền tảng của chúng.

Hãy nghĩ về chúng như là hệ điều hành của thế giới blockchain, nơi chúng đảm bảo rằng các khối được xử lý trong một môi trường nhất quán và an toàn. Bằng cách trừu tượng hóa những phức tạp của các giao thức blockchain, các cơ chế đồng thuận và xử lý giao dịch, các máy ảo cho phép các nhà phát triển tập trung vào việc xây dựng ứng dụng mà không phải lo lắng về các chi tiết cấp thấp của hạ tầng mạng.

Các máy ảo blockchain thực thi bytecode, một đại diện gọn nhẹ của logic hợp đồng thông minh. Bytecode này, là một đại diện cấp thấp của logic hợp đồng thông minh, được máy ảo diễn giải và thực thi, đảm bảo việc thực hiện đúng các chức năng của hợp đồng. Mỗi blockchain có máy ảo riêng biệt được thiết kế để phục vụ cho các nhu cầu cụ thể, các chỉ số hiệu suất và các cơ chế đồng thuận của nó. Ví dụ, Máy Ảo Ethereum (EVM) được công nhận rộng rãi vì vai trò của nó trong hệ sinh thái Ethereum, cho phép triển khai và quản lý các hợp đồng thông minh với một bộ chức năng mạnh mẽ.

Một lợi thế chính của các máy ảo blockchain là khả năng nâng cao tính tương thích và khả năng tương tác giữa các chuỗi, điều này rất quan trọng cho việc phát triển các ứng dụng phi tập trung có thể hoạt động trên nhiều mạng blockchain khác nhau, từ đó tăng cường tính hữu dụng và phạm vi của chúng.

Khi hệ sinh thái blockchain tiếp tục phát triển, các nhà phát triển ngày càng tạo ra các giải pháp có thể tương tác với nhiều chuỗi, và một máy ảo được thiết kế tốt có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình này. Bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn và giao thức chung, các máy ảo này giúp tạo ra một môi trường nơi các ứng dụng có thể phát triển và giao tiếp liền mạch giữa các mạng khác nhau.

Khi chúng ta khám phá các máy ảo blockchain khác nhau, bao gồm Máy Ảo Ethereum (EVM), SVM của Solana và Plutus của Cardano, chúng ta sẽ so sánh kiến trúc, chức năng và các tính năng độc đáo ảnh hưởng đến việc phát triển ứng dụng phi tập trung. Dù bạn là một nhà phát triển dày dạn kinh nghiệm hay chỉ mới bắt đầu hành trình vào blockchain, việc hiểu các máy ảo này là rất quan trọng để điều hướng thế giới phức tạp của công nghệ blockchain.

Kiến Trúc và Cơ Chế Hoạt Động của EVM

Máy Ảo Ethereum (EVM) là một thành phần mạnh mẽ và linh hoạt của blockchain Ethereum, được thiết kế để tạo điều kiện cho việc thực thi mã hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (dApps). Ở cốt lõi, EVM là một động cơ tính toán phi tập trung hoạt động như một môi trường để thực thi bytecode. Bytecode này được tạo ra từ các ngôn ngữ lập trình cấp cao như Solidity, cho phép các nhà phát triển viết các ứng dụng phức tạp có thể chạy trên mạng Ethereum mà không cần đến trung gian.

Kiến trúc của EVM

Kiến trúc EVM được xây dựng dựa trên một số thành phần chính:

1. Ngăn xếp: EVM sử dụng kiến trúc dựa trên ngăn xếp, có nghĩa là nó sử dụng phương pháp vào sau, ra trước (LIFO) để quản lý dữ liệu. Thiết kế này cho phép EVM đẩy và lấy giá trị một cách hiệu quả khi cần trong quá trình thực thi hợp đồng. Khi một thao tác yêu cầu dữ liệu, EVM lấy nó từ đỉnh của ngăn xếp, xử lý nó, và sau đó đẩy kết quả trở lại ngăn xếp.  Ngăn xếp EVM có giới hạn kích thước là 1024 mục, mỗi mục là một từ 256-bit (32 byte).  Một từ 256-bit có thể đại diện cho một phạm vi lớn các số nguyên, cụ thể từ 0 đến 2256−12^{256} - 12256−1. Phạm vi rộng này rất quan trọng cho các ứng dụng mã hóa nơi cần các số ngẫu nhiên lớn hoặc khóa, đảm bảo rằng chúng khó đoán hoặc tấn công bằng brute-force.
2. Bộ nhớ:  EVM có bộ nhớ động, không ổn định cho các biến tạm thời được đặt lại sau mỗi giao dịch, đảm bảo một khởi đầu sạch cho các thao tác tiếp theo.
3. Lưu trữ: Mỗi hợp đồng thông minh có lưu trữ riêng, mà là bền vững và giữ lại dữ liệu qua các giao dịch. Chi phí lưu trữ cao hơn bộ nhớ, khuyến khích các nhà phát triển giảm thiểu việc sử dụng nó để tối ưu hóa chi phí gas.
4. Ngữ cảnh thực thi: EVM duy trì một ngữ cảnh thực thi bao gồm thông tin về giao dịch hiện tại, chẳng hạn như địa chỉ của người gửi, hợp đồng đang được thực thi, và giới hạn gas của giao dịch. Kiến trúc này đảm bảo an toàn trong quá trình thực thi hợp đồng bằng cách ngăn chặn các cuộc tấn công và vòng lặp vô hạn thông qua việc thực thi mã độc lập và xác định.

Các thao tác của EVM

EVM hoạt động bằng cách xử lý một loạt các lệnh (opcode) được định nghĩa trong thông số kỹ thuật của nó. Những opcode này quy định cách dữ liệu được thao tác và các thao tác nào được thực hiện, chẳng hạn như tính toán số học, so sánh logic, và lưu trữ dữ liệu. Khi một hợp đồng thông minh được thực thi, EVM:

1. Xác thực giao dịch: Trước khi thực thi bất kỳ mã hợp đồng nào, EVM xác minh rằng giao dịch là hợp lệ, đảm bảo chữ ký của người gửi là xác thực, định dạng giao dịch tuân thủ các tiêu chuẩn giao thức, và có đủ quỹ cho phí giao dịch, bao gồm việc kiểm tra chữ ký của người gửi và đảm bảo đủ gas được cung cấp.
2. Thực thi mã byte: EVM xử lý mã byte của hợp đồng thông minh từng bước một. Mỗi lệnh được thực thi theo một thứ tự cụ thể, với ngăn xếp và bộ nhớ được cập nhật tương ứng.
3. Quản lý gas: Mỗi thao tác trong EVM tiêu tốn gas, một thước đo công việc tính toán. Hệ thống quản lý gas này ngăn chặn các vòng lặp vô hạn và lạm dụng tài nguyên bằng cách yêu cầu người dùng đặt giới hạn gas cho mỗi giao dịch, từ đó đảm bảo chi phí giao dịch có thể dự đoán và khuyến khích việc sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng. Nếu gas hết, giao dịch sẽ quay lại,  bảo vệ trạng thái của blockchain và bồi thường cho thợ mỏ vì tài nguyên của họ.
4. Tạo sự kiện: Trong quá trình thực thi, EVM có thể phát ra các sự kiện mà các ứng dụng bên ngoài  như dApps, có thể lắng nghe để nhận cập nhật và thông báo theo thời gian thực.
5. Các sự kiện này rất quan trọng đối với dApps, vì chúng cho phép cập nhật theo thời gian thực như thông báo cho người dùng về sự thay đổi trạng thái, kích hoạt các quy trình ngoài chuỗi, hoặc tạo điều kiện cho các tương tác của người dùng dựa trên các sự kiện blockchain.
6. Trả kết quả: Sau khi thực thi hợp đồng, EVM trả về đầu ra, có thể bao gồm các thay đổi đối với trạng thái blockchain và bất kỳ sự kiện nào đã được phát ra trong quá trình thực thi. Nếu giao dịch thành công, các kết quả sẽ được cam kết vào blockchain.

Độ phức tạp và thiết kế tinh tế của EVM rất quan trọng cho chức năng và đổi mới trong hệ sinh thái Ethereum. Kiến trúc và các thao tác của nó cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng phi tập trung mạnh mẽ, tận dụng các thuộc tính độc đáo của công nghệ blockchain. Hiểu biết về EVM là điều cần thiết cho bất kỳ ai muốn tìm hiểu về phát triển Ethereum, vì nó đặt nền tảng cho việc xây dựng các giải pháp đổi mới trong không gian phi tập trung.

Hiểu biết về mã byte EVM và thực thi 

Khi một hợp đồng thông minh được triển khai trên blockchain Ethereum, nó được biên dịch từ các ngôn ngữ lập trình cấp cao thành một định dạng cấp thấp, có thể đọc được bởi máy móc được gọi là mã byte. Mã byte này là một chuỗi các lệnh mà Máy ảo Ethereum (EVM) có thể thực thi trực tiếp. 

Mã byte rất cần thiết cho tính di động và khả năng tương tác của các hợp đồng Ethereum, vì nó cho phép bất kỳ nút nào chạy một client Ethereum thực thi cùng một mã một cách nhất quán. Bất kỳ nút nào chạy một client Ethereum đều có thể đọc và thực thi cùng một mã byte, đảm bảo rằng các hợp đồng thông minh hoạt động nhất quán trên toàn mạng.

Cấu trúc của mã byte EVM

Mã byte EVM bao gồm một loạt các mã lệnh - các hướng dẫn ngắn gọn xác định các thao tác cụ thể. Ví dụ, mã lệnh 0x60 đẩy một giá trị lên ngăn xếp, trong khi 0x01 cộng hai số từ ngăn xếp. Mỗi mã lệnh được đại diện bởi một số thập lục phân một byte và tương ứng với một thao tác mà EVM có thể thực hiện. Ví dụ:

• 0x60: Đẩy một giá trị lên ngăn xếp

• 0x01: Cộng hai số từ ngăn xếp

• 0xf3: Trả về một giá trị

Khi một hợp đồng được thực thi, EVM đọc các mã lệnh này theo thứ tự và thực hiện các thao tác tương ứng.

Luồng Thực Thi Mã Byte EVM

• Lấy: EVM lấy mã lệnh tiếp theo từ chuỗi mã byte.

• Giải mã: Nó giải mã hướng dẫn, xác định những gì cần phải làm (ví dụ: các thao tác số học, lưu trữ dữ liệu hoặc thực thi logic).

• Thực thi: Dựa trên mã lệnh, EVM thực hiện hành động đã chỉ định. Ví dụ, nếu mã lệnh yêu cầu EVM cộng hai số, nó lấy các giá trị này từ ngăn xếp, thực hiện phép cộng và sau đó lưu kết quả trở lại ngăn xếp.

• Lưu trữ: Một số mã lệnh liên quan đến việc ghi dữ liệu vào bộ nhớ bền vững của hợp đồng hoặc phát ra các sự kiện, có thể được các ứng dụng bên ngoài thu thập sau này.

Chi Phí Gas và Thực Thi Mã Byte

Mỗi mã lệnh trong mã byte có một chi phí gas liên quan, đo lường nỗ lực tính toán cần thiết để thực hiện hướng dẫn cụ thể đó. Các thao tác phức tạp hơn, chẳng hạn như ghi dữ liệu vào bộ nhớ hoặc thực hiện các chức năng mã hóa, tiêu tốn nhiều gas hơn đáng kể so với các tác vụ số học đơn giản hơn. Cấu trúc chi phí gas phân biệt này giúp ưu tiên hiệu quả tính toán và phân bổ token và tài nguyên trong mạng Ethereum và rất quan trọng để duy trì an ninh và hiệu quả. Nó ngăn chặn người dùng độc hại thực hiện các vòng lặp vô hạn hoặc các thao tác tiêu tốn tài nguyên, vì họ sẽ nhanh chóng hết gas, dẫn đến giao dịch thất bại và hoàn lại bất kỳ thay đổi nào đối với trạng thái blockchain.

Cách Mã Byte Hình Thành Các Hợp Đồng Thông Minh

Hiểu mã byte là điều cần thiết cho các nhà phát triển và kiểm toán viên, vì nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách “mã” của một hợp đồng thông minh hoạt động bên trong. Trong khi hầu hết các nhà phát triển sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity, các kiểm toán viên an ninh thường xem xét mã byte trực tiếp để xác định các lỗ hổng tiềm ẩn có thể bị ẩn trong các trừu tượng cấp cao hơn, đảm bảo đánh giá an ninh toàn diện.

Hơn nữa, mã byte có thể được giải mã trở lại thành mã có thể đọc được bởi con người, cung cấp sự minh bạch và hiểu biết lớn hơn về hành vi của một hợp đồng.

Mã byte EVM là khối xây dựng cơ bản của việc thực thi hợp đồng thông minh trên Ethereum. Nó cho phép các hợp đồng hoạt động nhất quán trên toàn mạng, đảm bảo chúng có thể được tất cả các nút diễn giải và tạo điều kiện cho các hoạt động minh bạch và an toàn trong môi trường EVM. Hiểu mã byte và quy trình thực thi của nó là chìa khóa để hiểu cách các ứng dụng phi tập trung hoạt động trên Ethereum.

Máy Ảo Solana (SVM) 

Máy ảo Solana (SVM) là yếu tố then chốt cho việc thực thi các ứng dụng phi tập trung (dApps) với tốc độ cao và khả năng mở rộng trên blockchain Solana, cơ bản thúc đẩy những lợi thế về hiệu suất của nó. Khác với Máy ảo Ethereum (EVM), vốn dựa trên ngăn xếp, SVM được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất cho kiến trúc độc đáo của Solana, nơi mà trọng tâm là tối đa hóa thông lượng và giảm thiểu độ trễ.

Thực thi song song hiệu suất cao

Một trong những tính năng nổi bật của blockchain Solana là khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây (TPS), và SVM được tối ưu hóa để hỗ trợ điều này. Điểm mạnh cốt lõi của SVM nằm ở khả năng thực thi song song các hợp đồng thông minh và giao dịch. Khác với nhiều blockchain khác xử lý giao dịch theo thứ tự, kiến trúc của Solana tận dụng mô hình thực thi song song, cho phép SVM xử lý nhiều giao dịch đồng thời trên nhiều lõi. Kiến trúc của Solana—cụ thể là cơ chế đồng thuận Proof of History (PoH) của nó—cho phép SVM thực thi các giao dịch đồng thời trên nhiều lõi. Việc phân tán này là chìa khóa cho khả năng mở rộng của Solana, giảm thiểu đáng kể các nút thắt cổ chai và cho phép thông lượng cao mà không hy sinh tính bảo mật.

Tính chất không trạng thái và mô hình tài khoản

Trái ngược với EVM, nơi mỗi hợp đồng thông minh duy trì bộ nhớ lưu trữ vĩnh viễn của riêng nó, mô hình thực thi không trạng thái của SVM đơn giản hóa hiệu suất bằng cách giảm thiểu độ phức tạp trong quản lý trạng thái, nâng cao tốc độ giao dịch tổng thể. Trong mô hình này, các hợp đồng thông minh không trực tiếp giữ bộ nhớ lưu trữ vĩnh viễn. Thay vào đó, chúng tương tác với một hệ thống tài khoản toàn cầu, nơi các tài khoản cụ thể có thể được cập nhật trong quá trình thực thi. Cách tiếp cận này càng nâng cao tốc độ của Solana bằng cách hạn chế độ phức tạp trong việc quản lý các chuyển tiếp trạng thái trong quá trình thực thi hợp đồng. Các hợp đồng thông minh chạy trên SVM đọc và ghi dữ liệu vào các tài khoản này, với quyền sở hữu và quyền hạn rõ ràng được xác định trong hệ thống.

Kiến trúc không trạng thái này cũng giúp ngăn chặn các vấn đề tắc nghẽn thường gặp với các blockchain như Ethereum, nơi sự phình to trạng thái (tăng trưởng liên tục trong dữ liệu lưu trữ) có thể làm chậm mạng theo thời gian.

Tương thích WebAssembly (Wasm)

SVM được xây dựng với hỗ trợ WebAssembly (Wasm), một khung thực thi mạnh mẽ và linh hoạt cho phép nhiều ngôn ngữ lập trình hơn chỉ riêng Solidity. Wasm cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng bằng các ngôn ngữ như Rust và C, rất phù hợp với yêu cầu hiệu suất của Solana. Rust, đặc biệt, được các nhà phát triển Solana ưa chuộng vì tính an toàn bộ nhớ và hiệu suất, phù hợp với mục tiêu của Solana về việc thực thi giao dịch tốc độ cao.

Hiệu quả và phí gas thấp

Nhờ vào thiết kế có thể mở rộng của Solana, SVM có khả năng thực thi các hợp đồng thông minh với phí giao dịch cực kỳ thấp so với các mạng khác như Ethereum. Hiệu quả của Solana được thúc đẩy bởi sự kết hợp của PoH, SVM hiệu suất cao và khả năng thực thi nhiều giao dịch song song. Kết quả là, phí gas được giữ ở mức tối thiểu, làm cho nó trở nên hấp dẫn hơn cho các dApps cần giao dịch vi mô thường xuyên hoặc cần hoạt động ở quy mô mà không phải chịu chi phí cản trở.

Vai trò của SVM trong khả năng tương tác chuỗi chéo

Mặc dù SVM của Solana là khác biệt, những nỗ lực đang diễn ra nhằm nâng cao khả năng tương thích với các máy ảo khác, bao gồm cả EVM. Khả năng tương tác chuỗi chéo này rất quan trọng cho sự phát triển của hệ sinh thái, cho phép các nhà phát triển chuyển dApps giữa các nền tảng và tận dụng hiệu suất vượt trội của Solana mà không cần viết lại toàn bộ mã.

Máy ảo Plutus của Cardano 

Máy ảo Plutus (PVM) là trung tâm của môi trường thực thi hợp đồng thông minh của Cardano, thu hút các nhà đầu tư quan tâm đến hợp đồng thông minh an toàn và có thể mở rộng. Được thiết kế đặc biệt cho blockchain Cardano, PVM cho phép thực thi các hợp đồng thông minh được viết bằng Plutus, một ngôn ngữ được xây dựng với mục đích tận dụng sức mạnh lập trình hàm của Haskell. PVM hoạt động khác với các máy ảo phổ biến hơn như EVM, vì nó tập trung vào các phương pháp chính thức, an ninh và khả năng mở rộng, phù hợp với tầm nhìn dài hạn của Cardano về việc cung cấp một nền tảng an toàn và bền vững cho các ứng dụng phi tập trung (dApps).

Lập trình hàm với Haskell và Plutus

Một trong những khía cạnh chính của PVM là việc sử dụng Plutus, dựa trên Haskell, một ngôn ngữ lập trình hàm thuần túy. Điều này trái ngược với các ngôn ngữ như Solidity (được sử dụng bởi Ethereum), vốn là ngôn ngữ mệnh lệnh. Các ngôn ngữ lập trình hàm như Haskell nhấn mạnh tính bất biến và độ chính xác toán học, điều này rất có lợi cho sự an toàn và độ tin cậy của các hợp đồng thông minh.

Các hợp đồng thông minh được viết bằng Plutus bao gồm mã trên chuỗi, chạy trong PVM, và mã ngoài chuỗi, chạy bên ngoài blockchain và tương tác với người dùng và các hệ thống bên ngoài. Kiến trúc này cho phép các nhà phát triển tạo ra logic phức tạp trong khi vẫn duy trì hiệu quả, vì chỉ những phần cần thiết của mã được thực thi trên chuỗi.

Mô hình thực thi của PVM và khung UTXO

Khác với mô hình dựa trên tài khoản của Ethereum, Cardano sử dụng mô hình UTXO mở rộng (eUTXO), mang lại những lợi thế đáng kể về khả năng mở rộng và an ninh. PVM được thiết kế để thực thi các hợp đồng thông minh trong khung eUTXO này. Mỗi UTXO (Đầu ra giao dịch chưa chi tiêu) trong Cardano không chỉ có thể giữ giá trị mà còn có thể chứa dữ liệu, cho phép các hợp đồng thông minh phong phú và phức tạp hơn, mặc dù mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, yêu cầu cấu trúc giao dịch cẩn thận.

Mô hình này cũng giúp định nghĩa việc thực thi hợp đồng theo cách xác định, nơi kết quả của việc thực thi một hợp đồng là có thể dự đoán và không phụ thuộc vào trạng thái mạng hoặc các vấn đề về thời gian, giảm thiểu các vectơ tấn công tiềm năng như frontrunning.

Xác minh chính thức và an ninh

Cách tiếp cận của Cardano đối với an ninh hợp đồng thông minh thông qua PVM là điều đặc biệt đáng chú ý. Plutus hỗ trợ xác minh chính thức, cho phép các nhà phát triển chứng minh toán học tính chính xác của mã hợp đồng thông minh nếu họ thiết kế chúng với xác minh chính thức trong tâm trí. Việc xác minh này đảm bảo rằng các hợp đồng thông minh hoạt động chính xác như mong muốn, giảm thiểu rủi ro về lỗi và lỗ hổng.

Khung Plutus cũng hỗ trợ các dApps có độ tin cậy cao hơn, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mà sự an toàn và chính xác là rất quan trọng, chẳng hạn như trong dịch vụ tài chính, chăm sóc sức khỏe và các lĩnh vực khác yêu cầu các biện pháp an ninh nghiêm ngặt.

Phi tập trung và quản trị

PVM hoạt động trong khung phi tập trung của Cardano, hưởng lợi từ cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS) của mạng, cụ thể là giao thức Ouroboros. Việc thực thi hợp đồng thông minh trong PVM được thiết kế để bền vững và có thể mở rộng, đảm bảo rằng khi mạng phát triển, nó có thể xử lý nhu cầu ngày càng tăng mà không gặp phải tắc nghẽn.

Mô hình quản trị của Cardano, cho phép các chủ sở hữu ADA tham gia vào các quy trình ra quyết định, đảm bảo rằng sự phát triển trong tương lai của PVM và hệ sinh thái Plutus phù hợp với nhu cầu của người dùng và cộng đồng, tạo ra một nền tảng bền vững và do cộng đồng điều hành cho dApps.

Tổng thể, Máy ảo Plutus (PVM) của Cardano cung cấp một môi trường thực thi hợp đồng thông minh rất an toàn, có thể mở rộng và mạnh mẽ về mặt toán học. Sự nhấn mạnh của nó vào các phương pháp chính thức và lập trình hàm khiến nó nổi bật trong không gian blockchain, đặc biệt đối với các nhà phát triển tập trung vào việc tạo ra các ứng dụng với các đảm bảo mạnh mẽ về tính chính xác. Điều này khiến PVM khác biệt với các máy ảo khác, như EVM, và định vị Cardano như một nhà lãnh đạo trong các ứng dụng blockchain có độ tin cậy cao.

Máy ảo dựa trên Wasm của Polkadot 

Polkadot sử dụng WebAssembly (Wasm) làm nền tảng cho môi trường máy ảo của mình. Wasm là một tiêu chuẩn rất linh hoạt và hiệu quả cho phép thực thi mã một cách an toàn, nhanh chóng và di động trên nhiều nền tảng khác nhau. Bằng cách tận dụng Wasm, Polkadot đảm bảo rằng blockchain của mình có thể xử lý một loạt các ứng dụng đa dạng trong khi vẫn duy trì hiệu suất mạnh mẽ và khả năng tương tác giữa các chuỗi khác nhau. 

Tại sao chọn Wasm cho Polkadot?

Wasm được chọn cho Polkadot vì nó hỗ trợ một loạt các ngôn ngữ lập trình, cho phép phát triển các ứng dụng đa dạng trong bối cảnh công nghệ blockchain. Rust chủ yếu được sử dụng cho phát triển dựa trên Substrate và cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng thông minh bằng các ngôn ngữ như Rust, C++ hoặc Go, sau đó có thể được biên dịch thành mã byte Wasm. Sự linh hoạt này mở ra cánh cửa cho một cộng đồng nhà phát triển rộng lớn hơn ngoài các ngôn ngữ cụ thể cho blockchain như Solidity.

Cách tiếp cận của Polkadot đối với việc thực thi hợp đồng thông minh được xây dựng trên khung Substrate của nó, một khung mô-đun cho phép các nhà phát triển tạo ra các blockchain tùy chỉnh, được gọi là parachains. Mỗi parachain có thể định nghĩa logic và thời gian chạy riêng của nó, được thực thi trong môi trường dựa trên Wasm. Khả năng tùy chỉnh logic thời gian chạy này là điều làm cho Polkadot khác biệt so với các hệ thống blockchain đơn lẻ cứng nhắc hơn.

Thực thi và Hiệu quả

Môi trường Wasm trong Polkadot không chỉ hỗ trợ hợp đồng thông minh mà còn toàn bộ thời gian chạy của blockchain, có nghĩa là tất cả logic điều khiển hoạt động của blockchain được thực thi trong một sandbox Wasm. Điều này mang lại một số lợi thế:

• Hiệu suất và Hiệu quả: Wasm được thiết kế cho tốc độ và tính gọn nhẹ, cho phép thực thi hiệu quả các hợp đồng thông minh trong khi giảm thiểu chi phí tính toán.
• Bảo mật: Môi trường sandbox đảm bảo rằng việc thực thi mã được cách ly và an toàn, ngăn chặn các hợp đồng độc hại ảnh hưởng đến mạng lưới rộng lớn hơn.
• Khả năng di động: Vì mã byte Wasm có thể chạy trong bất kỳ môi trường nào hỗ trợ WebAssembly, nó nâng cao khả năng tương tác giữa các chuỗi và khả năng di chuyển ứng dụng giữa các chuỗi.

Sự linh hoạt của Substrate và Thời gian chạy của Polkadot

Tại trung tâm thiết kế của Polkadot là khái niệm về nâng cấp không cần fork. Điều này có thể thực hiện được vì các blockchain dựa trên Substrate, bao gồm Polkadot, có thể nâng cấp thời gian chạy của chúng mà không cần phải fork cứng. Thời gian chạy dựa trên Wasm của Polkadot, kết hợp với quản trị trên chuỗi của nó, cho phép nâng cấp thời gian chạy mà không cần fork cứng, vì các thay đổi có thể được bỏ phiếu và phê duyệt bởi cộng đồng.

Môi trường Wasm cũng nâng cao khả năng tương tác giữa các chuỗi của Polkadot bằng cách đảm bảo rằng các parachains khác nhau có thể thực thi hợp đồng và giao tiếp một cách liền mạch, ngay cả khi chúng được xây dựng trên các kiến trúc hoặc mô hình đồng thuận hoàn toàn khác nhau.

Máy ảo của Avalanche

Nền tảng của Avalanche hỗ trợ máy ảo Avalanche (AVM) như một trong những thành phần cốt lõi của nó, hoạt động trên Mạng Chính, bao gồm ba blockchain: X-Chain, P-Chain và C-Chain. Mỗi chuỗi này có vai trò khác nhau trong mạng, với C-Chain nổi bật vì hỗ trợ hợp đồng thông minh, đặc biệt thông qua khả năng tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM).

Các tính năng cốt lõi của AVM 

1. C-Chain tương thích với EVM: C-Chain của Avalanche cho phép các nhà phát triển triển khai và thực thi mã hợp đồng thông minh Ethereum trên mạng Avalanche mà không cần sửa đổi, nhờ vào khả năng tương thích hoàn toàn với EVM. Điều này cho phép các nhà phát triển Ethereum chuyển các ứng dụng phi tập trung (dApps) của họ sang Avalanche một cách liền mạch trong khi hưởng lợi từ thông lượng cao và phí giao dịch thấp của mạng.

2. Máy ảo tùy chỉnh: Một trong những tính năng đặc trưng của Avalanche là hỗ trợ cho các máy ảo tùy chỉnh. Các nhà phát triển có thể tạo ra các VM của riêng họ trên Avalanche, được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể của họ, sử dụng kiến trúc Avalanche Subnet, mặc dù điều này yêu cầu kiến thức kỹ thuật sâu và thường được thực hiện cho các trường hợp sử dụng chuyên biệt. Sự linh hoạt này cho phép triển khai các cơ chế đồng thuận hoặc mô hình dữ liệu hoàn toàn khác ngoài thiết lập EVM tiêu chuẩn.

3. Đồng thuận Avalanche: Dưới AVM là giao thức đồng thuận Avalanche, cho phép xác nhận nhanh chóng (các giao dịch được xác nhận trong vòng vài giây) và khả năng mở rộng (mạng có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây). Đây là một cải tiến đáng kể so với các hệ thống proof-of-work truyền thống như Ethereum 1.0.

4. AVM của X-Chain: X-Chain của Avalanche cũng hoạt động với máy ảo Avalanche (AVM) của riêng nó, được tối ưu hóa cho việc tạo và giao dịch tài sản. X-Chain cho phép phát hành, chuyển nhượng và quản lý các tài sản kỹ thuật số mới với các quy tắc tùy chỉnh, cung cấp một nền tảng linh hoạt cho tài chính phi tập trung (DeFi) và các trường hợp sử dụng khác.

Lợi ích chính của VM của Avalanche

• Hiệu suất: Avalanche tự hào có thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn so với nhiều nền tảng blockchain khác nhờ vào cơ chế đồng thuận độc đáo và xử lý song song trên nhiều subnet và máy ảo.

• Tính linh hoạt: Hỗ trợ máy ảo tùy chỉnh của Avalanche cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng phi tập trung với các chức năng cụ thể, phục vụ cho các trường hợp sử dụng mà có thể không khả thi trên các nền tảng giới hạn ở một loại máy ảo duy nhất. Môi trường cách ly của các máy ảo này đảm bảo an toàn trong quá trình thực thi mã, ngăn chặn các cuộc tấn công và vòng lặp vô hạn.

• Tính tương tác: Với khả năng tương thích EVM của C-Chain, Avalanche hoàn toàn tương tác được với Ethereum và bộ công cụ dApps và phát triển của nó như MetaMask, Remix, và Truffle. Điều này giúp việc di chuyển giữa Avalanche và Ethereum trở nên suôn sẻ và đơn giản.

Các trường hợp sử dụng và sự phát triển của hệ sinh thái

AVM của Avalanche là phần không thể thiếu trong hệ sinh thái đang phát triển của nó, đặc biệt trong lĩnh vực DeFi, thu hút các nhà đầu tư quan tâm đến công nghệ blockchain. Các dự án phổ biến như Aave, Curve, và SushiSwap đã triển khai trên Avalanche nhờ vào thông lượng cao và cơ sở hạ tầng tiết kiệm chi phí. Thêm vào đó, kiến trúc VM tùy chỉnh của Avalanche thu hút các nhà phát triển muốn đổi mới vượt ra ngoài các triển khai EVM tiêu chuẩn.

Tóm lại, kiến trúc máy ảo của Avalanche được thiết kế cho khả năng mở rộng, tính linh hoạt và tính tương tác, với C-Chain tương thích EVM đóng vai trò trung tâm trong việc thúc đẩy sự chấp nhận từ các nhà phát triển Ethereum. Khả năng lưu trữ các VM tùy chỉnh mở ra cánh cửa cho các triển khai blockchain chuyên biệt, góp phần vào sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái trong DeFi và hơn thế nữa.

Kết luận   

Sự phát triển của công nghệ blockchain đã mang đến một loạt các máy ảo đa dạng, mỗi máy được thiết kế để tối ưu hóa việc thực thi, nâng cao khả năng mở rộng và hỗ trợ một loạt các ứng dụng phi tập trung (dApps) đang phát triển. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các máy ảo blockchain khác nhau, tóm tắt các tính năng và đổi mới chính của chúng. Tuy nhiên, những thách thức đang diễn ra như các tiêu chuẩn tương tác đang phát triển và các giải pháp mở rộng sẽ tiếp tục định hình tương lai của các hệ sinh thái blockchain. Máy ảo Ethereum (EVM) đã thiết lập một nền tảng vững chắc, là nền tảng được sử dụng rộng rãi nhất cho phát triển hợp đồng thông minh. Kiến trúc, hoạt động và cơ chế thực thi bytecode của nó đã đặt ra tiêu chuẩn cho các máy ảo khác.

Máy ảo của Solana (SVM) là ví dụ điển hình cho sự đổi mới trong khả năng mở rộng với khả năng xử lý giao dịch song song, cho phép thông lượng cao và độ trễ thấp. Trong khi đó, Máy ảo Plutus của Cardano giới thiệu một mô hình lập trình hàm nâng cao tính bảo mật và độ chính xác, thu hút các nhà phát triển tìm kiếm các khung dApp mạnh mẽ. Máy ảo dựa trên Wasm của Polkadot nổi bật với tính tương tác, cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng chuỗi chéo, trong khi Máy ảo của Avalanche nhấn mạnh tầm quan trọng của tốc độ và hiệu quả trong việc thực hiện giao dịch.

Khi cảnh quan blockchain tiếp tục trưởng thành, sự tương tác giữa các máy ảo này có thể định hình tương lai của các hệ sinh thái phi tập trung. Bằng cách hiểu rõ sức mạnh và khả năng của từng máy ảo, các nhà phát triển có thể tận dụng tốt hơn những công nghệ này để tạo ra các giải pháp có khả năng mở rộng, hiệu quả và đổi mới nhằm giải quyết các thách thức trong thế giới thực. Cuối cùng, những tiến bộ liên tục trong các máy ảo blockchain báo hiệu một tương lai hứa hẹn cho các công nghệ phi tập trung, mở đường cho việc áp dụng ngày càng tăng và các ứng dụng chuyển đổi trong nhiều ngành công nghiệp.