EVM là một phần quan trọng của hệ sinh thái Ethereum và là nền tảng quyết định cho việc thực hiện các hợp đồng thông minh trên mạng blockchain Ethereum. Tuy nhiên, EVM vẫn đang phải đối mặt với thách thức nhất định? Vậy EVM là gì? Hãy cùng Coin68 tìm hiểu về Ethereum Virtual Machine và thách thức EVM cần phải đối mặt qua bài viết dưới đây nhé!
Ethereum Virtual Machine (EVM) là gì? Tìm hiểu về những thách thức mà EVM gặp phải trong quá trình mở rộng
Ethereum Virtual Machine là gì?
Ethereum Virtual Machine (EVM), hay còn được gọi là máy ảo cho Ethereum, là công cụ tính toán được phát triển để quản lý trạng thái blockchain và cho phép tích hợp với các smart contract. Mỗi một node của Ethereum sẽ được tích hợp 1 EVM riêng để đảm bảo tính bảo mật của phi tập trung của blockchain.
EVM chịu trách nhiệm duy trì trạng thái của blockchain Ethereum, bao gồm số dư của tất cả các tài khoản và mã của tất cả các hợp đồng thông minh. Khi một giao dịch được gửi đến Ethereum, nó được thực thi bởi EVM trên tất cả các node trong mạng. EVM đảm bảo rằng tất cả các giao dịch được thực hiện một cách đồng nhất và hoạt động của blockchain luôn cập nhật.
Xem thêm: Cách nạp tiền vào ví Metamask
EVM là kiến trúc quan trọng của Ethereum, cho phép tạo ra các ứng dụng phi tập trung. Dapp là ứng dụng chạy trên blockchain Ethereum và không được kiểm soát bởi bất kỳ tổ chức nào. Dapp có thể được sử dụng để tạo ra nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm dịch vụ tài chính, trò chơi và các nền tảng truyền thông xã hội.
Mô hình hoạt động của EVM
Blockchain và những token thuộc blockchain đó có những quy tắc cố định để giúp dự án đó quản lý và vận hành một cách bảo mật và minh bạch.
Ví dụ: Người dùng không thể chi tiêu nhiều đề hơn số lượng token có sẵn trong ví blockchain và không thể tự tạo ra token mới.
Những quy tắc này đóng vai trò cốt lõi cho mọi giao dịch trên nhiều blockchain khác nhau.
Phương thức Hoạt động của EVM
Mặc dù Ethereum cũng có native token riêng là ETH và cũng tuân theo gần như các quy tắc tương tự, nhưng nó mở rộng khả năng sử dụng một tính năng mạnh mẽ hơn nhờ vào hợp đồng thông minh (smart contract).
Để hỗ trợ cho tính năng này, Ethereum áp dụng một phương thức phức tạp hơn. Thay vì chỉ là một cuốn sổ cái phân tán, Ethereum thực sự là máy trạng thái phân tán (machine state). Trạng thái của Ethereum không chỉ chứa tài khoản và số dư, mà còn là một trạng thái máy tính có khả năng thay đổi theo từng khối, tuân theo các quy tắc đã định và có khả năng thực thi các đoạn code. Các quy tắc cụ thể để thay đổi trạng thái từ khối này sang khối khác được xác định bởi EVM.
EVM hoạt động như hàm toán học: Dựa trên trạng thái hiện tại (S) và một tập hợp các giao dịch hợp lệ mới (T), nó tạo ra một trạng thái mới hợp lệ (S'). Để mô tả chính thức hơn, có thể hiểu rằng Ethereum có chức năng chuyển đổi trạng thái (state transition function) như sau:
Hàm số
Trạng thái (State)
Trong định nghĩa của Ethereum, trạng thái là một cấu trúc dữ liệu khổng lồ được gọi là Merkle Patricia Trie. Nó bao gồm tất cả tài khoản và số dư và có thể được tóm tắt thành một giá trị băm duy nhất lưu trữ trên blockchain.
Giao dịch (Transactions)
Giao dịch là hoạt động trao đổi được mã hóa từ các tài khoản và được ký bởi mật mã. Có hai loại giao dịch: Giao dịch gửi tin nhắn (message) và giao dịch tạo hợp đồng (contract).
Giao dịch tạo hợp đồng tạo ra một tài khoản hợp đồng mới chứa mã bytecode của hợp đồng thông minh. Khi một tài khoản khác gửi tin nhắn đến hợp đồng đó, nó thực thi mã bytecode của hợp đồng.
Quá trình thực thi của EVM
Quá trình thực thi của EVM được hình dung như một máy tính xếp chồng với 1024 mục (item) cho mỗi quy trình. Mỗi mục là một từ 256 bit, được thiết kế để phù hợp với lược đồ băm SHA-3-256.
Trong quá trình thực thi, EVM duy trì một bộ nhớ tạm thời (được địa chỉ hóa như một mảng byte), nhưng bộ nhớ này không tồn tại qua các giao dịch.
Hợp đồng thông minh có thể chứa 3 lưu trữ Merkle Patricia, được liên kết với các tài khoản và một phần của trạng thái toàn cầu. Mã bytecode của hợp đồng thông minh được thực thi dưới dạng các mã opcodes EVM, thực hiện các phép toán ngăn xếp tiêu chuẩn như XOR, AND, ADD, SUB,...
Ngoài ra, EVM cũng có các mã opcodes đặc biệt cho blockchain, chẳng hạn như ADDRESS, BALANCE, SHA3, BLOCKHASH,...
Thách thức của EVM
Tình hình hiện tại
Trên thị trường blockchain hiện nay, các nền tảng hợp đồng thông minh (Smart Contract Platform) dựa trên Ethereum Virtual Machine (EVM) đang chiếm một phần lớn thị phần. Điều này chủ yếu xuất phát từ việc các blockchain EVM có nhiều ưu điểm giúp chúng thu hút cả người dùng và các nhà phát triển từ Ethereum.
Bên cạnh đó, không chỉ Ethereum và các Layer 2, mà các blockchain EVM phát triển độc lập như BNB Chain, Polygon, Avalanche C-Chain và nhiều khác cũng đã có sự tăng trưởng mạnh mẽ trong năm 2021 và thu hút một lượng lớn người dùng và giá trị tổng TVL (Total Value Locked). Tuy nhiên, các blockchain này đang cố gắng thay đổi cơ chế đồng thuận của mình để gia tăng thông lượng mạng vào năm 2023. Vậy tại sao lại như vậy?
Vấn đề
Vấn đề quan trọng nằm ở việc các blockchain EVM hiện tại có một hạn chế lớn, đó là việc xử lý các giao dịch theo thứ tự, hiện tượng này có thể hình thành điểm nút thắt cổ chai. Điều này có nghĩa rằng mỗi khi một giao dịch được xử lý, các giao dịch khác phải chờ đợi trong mempool (bộ nhớ tạm thời), tức là chúng bị tạm dừng cho đến khi giao dịch hiện tại được xử lý hoàn toàn. Thậm chí, điều này xảy ra ngay cả khi các giao dịch đó hoàn toàn độc lập với nhau.
Ví dụ: Khi một người muốn chuyển tiền từ BNB Chain sang Ethereum, một người khác muốn chuyển tiền từ Polygon sang Ethereum, thì EVM của Ethereum vẫn phải xử lý từng giao dịch và điều này đã tạo ra một rào cản đáng kể đối với khả năng mở rộng của các mạng này.
Hậu quả
Việc buộc phải xử lý các giao dịch theo thứ tự là một trong những hạn chế lớn của các blockchain, gây tắc nghẽn trong việc xử lý giao dịch. Điều này dẫn đến việc các giao dịch trong các khối mất nhiều thời gian để hoàn thành và làm tăng thời gian tạo khối. Thậm chí, điều này còn hạn chế số lượng giao dịch có thể được đưa vào từng khối. Tổng cộng, nó tạo ra hạn chế đối với khả năng mở rộng của mạng lưới.
Hậu quả của việc này đối với người dùng tương đối lớn, bao gồm việc phí gas tăng lên đáng kể, đặc biệt là trong các thời điểm cao điểm hoặc khi có sự kiện lớn diễn ra.
Ví dụ điển hình là Ethereum, trong những lúc cao điểm, phí gas có thể lên đến hàng trăm USD. Hơn nữa, nó còn dẫn đến việc các node phải tiêu tốn nhiều năng lượng hơn trong quá trình vận hành mạng lưới, tạo ra một tải áp lực không nhỏ.
Tổng kết
Qua bài viết trên, Coin68 đã cung cấp cho các bạn thông tin tổng quan về Ethereum Virtual Machine và vấn để EVM đang gặp phải. Tuy nhiên, EVM là máy ảo có tính năng xác thực trạng thái của mạng, thực hiện hợp đồng thông minh và tham gia vào quá trình tạo khối nhằm tạo điều kiện mở rộng và phát triển của toàn hệ sinh thái. EVM đánh dấu một bước quan trọng trong việc xây dựng một tương lai phi tập trung và có thể thay đổi cách chúng ta tương tác và làm việc với dữ liệu và ứng dụng trực tuyến.
Lưu ý: Thông tin trong bài viết không được xem là lời khuyên đầu tư, Coin68 không chịu trách nhiệm với bất kỳ quyết định đầu tư nào của các bạn. Chúc các bạn thành công và kiếm được thật nhiều lợi nhuận từ thị trường tiềm năng này.
