Wat is Ethereum Virtual Machine?

Korte samenvatting

✔️ De Ethereum Virtual Machine is een enkele entiteit die wordt onderhouden door duizenden computers waarop een Ethereum client draait.

✔️ Het Ethereum protocol heeft zijn eigen munt, Ether (ETH), die bijna dezelfde regels volgt als Bitcoin, maar ook krachtige functies mogelijk maakt, zoals slimme contracten.

✔️ Alle implementaties van de EVM moeten zich houden aan de specificaties die in de Ethereum Yellow Paper staan en er zijn uitvoeringsclients beschikbaar voor JavaScript, C++ en Python.

Wat is Ethereum Virtual Machine?

De Ethereum Virtual Machine is een enkele entiteit die onderhouden wordt door duizenden verbonden computers die een Ethereum client runnen. Iedereen kan dit netwerk onderhouden door een node te worden. Je downloadt wat software voor op je PC en voilà. Dan ben je nog geen validator, dus het levert slechts voordelen op voor het Ethereum netwerk, je krijgt geen transactiekosten en mag geen nieuwe blocks maken met een node.

Het Ethereum protocol heeft als enige doel het bewaren van de continue, ononderbroken en onveranderbare werkzaamheid van deze “special state machine”. Hierin “leven” alle Ethereum accounts en smart contracts. Elk block in de blockchain heeft slechts één canonical state en de EVM definieert wat de regels zijn voor het berekenen van een nieuwe valide state van block tot block.

Gedistribueerd grootboek Ethereum

De analogie van een gedistribueerd grootboek (distributed ledger) wordt vaak gebruikt om blockchains als Bitcoin te omschrijven. Hiermee kun je een gedecentraliseerde currency fundamentele tools voor cryptografie laten gebruiken. Het grootboek houdt bij wat iemand wel en niet kan doen om het te veranderen, bijvoorbeeld het verbieden van meer uitgeven dan je gekregen hebt.

Native coin ETH

Ethereum heeft zijn eigen munt, Ether of ook wel ETH genoemd, die vrijwel exact dezelfde regels volgt, maar maakt ook een veel krachtigere functie mogelijk: smart contracts. Bij Ethereum kun je de analogie van de gedistribueerde machine state gebruiken. Ethereum’s state is een grote datastructuur die niet alleen alle accounts en balansen bevat, maar ook een machine state die van block tot block kan veranderen volgens een vooraf vastgestelde set regels en die willekeurige machinecode kan uitvoeren. De specifieke regels om de staat te veranderen van block tot block worden gedefinieerd door de EVM.

EVM en wiskunde

De EVM gedraagt zich als een wiskundige functie: gegeven een bepaalde input genereert het een deterministische output. Ethereum heeft een “state transition function”. Als je een oude geldige staat hebt van het netwerk en een nieuwe set van geldige transacties, dan zorgt de state transition function ervoor dat er een nieuwe geldige output state wordt gegenereerd van het Ethereum netwerk.

Met hun “modified Merkle Patricia Trie” zorgt Ethereum voor sterke efficiëntie in hun database.

De EVM voert een “stack machine” uit met een diepte van 1024 items. Elk van deze items is een 256 bit woord dat gekozen is om mee te werken. Standaardwoorden kun je in de onderstaande tekening zien, zoals storage en gas.

Programmering van de EVM

EVM “opcodes”, zoals AND, OR, ADD en dergelijke worden hierbij gebruikt om standaard wiskundige mogelijkheden te openen. Verder worden er woorden gebruikt die specifiek zijn voor de Ethereum blockchain, zoals ADDRESS of BALANCE.

Alle implementaties van de Ethereum Virtual Machine moeten gehoorzamen aan de specificaties die de Ethereum Yellow Paper heeft beschreven. Ethereum execution clients zijn er voor JavaScript, C++ en Python.

Smart contracts voor de EVM worden over het algemeen geschreven in Solidity of Vyper.