บล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนคืออะไรและทำงานอย่างไร?

บล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนคือสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ ซึ่งรัน คำสั่งของสัญญาอัจฉริยะ ตามกฎที่ใช้ร่วมกันของเครือข่าย โดยจะแปลไบต์โค้ดที่ปรับใช้แล้วและอินพุตของธุรกรรมให้เป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะที่แน่นอน ดังนั้นโหนดอิสระสามารถคำนวณยอดคงเหลือ ค่าที่จัดเก็บ บันทึก และผลสำเร็จหรือล้มเหลวได้เหมือนกัน โดยไม่ต้องเชื่อถือคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเพียงเครื่องเดียว

เวอร์ชวลแมชชีนสร้างขอบเขตที่ควบคุมได้ระหว่างโค้ดแอปพลิเคชันและระบบปฏิบัติการทางกายภาพของผู้ตรวจสอบความถูกต้อง โดยกำหนดคำสั่งที่มีให้ใช้ พฤติกรรมของหน่วยความจำ การเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บ ขีดจำกัดทรัพยากร และการจัดการข้อผิดพลาด VM ไม่ได้ตัดสินใจด้วยตัวเองว่าบล็อกใดจะกลายเป็นบล็อกหลัก ฉันทามติจะจัดลำดับและสรุปธุรกรรม ในขณะที่ VM ดำเนินการงานที่จัดลำดับแล้วและส่งคืนสถานะใหม่ตามกฎของโปรโตคอล

บล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนคืออะไร?

บล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนคือสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่รันสัญญาอัจฉริยะและโปรแกรมบนเชนอื่นๆ นักพัฒนาเขียนโค้ดในภาษาการเขียนโปรแกรมที่รองรับ คอมไพล์เป็นรูปแบบที่เวอร์ชวลแมชชีนสามารถรันได้ และปรับใช้กับบล็อกเชน เมื่อธุรกรรมโต้ตอบกับโปรแกรมนั้น โหนดในเครือข่ายจะรันคำสั่งเดียวกันตามกฎของบล็อกเชน

คำว่า เวอร์ชวล หมายความว่าสภาพแวดล้อมการประมวลผลถูกกำหนดโดยซอฟต์แวร์มากกว่าที่จะผูกติดกับคอมพิวเตอร์หรือระบบปฏิบัติการทางกายภาพเครื่องเดียว ตัวอย่างเช่น  Ethereum Virtual Machine (EVM) และ  Solana Virtual Machine (SVM) บล็อกเชน VM ต่างๆ สามารถใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม โมเดลบัญชี ระบบค่าธรรมเนียม และวิธีการประมวลผลที่แตกต่างกัน แต่แต่ละแห่งให้สภาพแวดล้อมที่สอดคล้องกันสำหรับการประมวลผลตรรกะของแอปพลิเคชันทั่วทั้งเครือข่าย

บล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนทำงานอย่างไร?

บล็อกเชน VM ทำงานโดยรับธุรกรรมที่จัดลำดับแล้ว โหลดสถานะบัญชีหรือสัญญาที่อ้างอิง และรันไบต์โค้ดทีละคำสั่งหรือผ่านการแทนค่าที่คอมไพล์แล้วที่เทียบเท่า โอปโค้ดแต่ละตัวทำงานที่กำหนดไว้ เช่น การคำนวณทางคณิตศาสตร์ การเข้าถึงหน่วยความจำ การเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บ การคำนวณทางคริปโตกราฟี การบันทึก หรือการเรียกสัญญาอื่น รันไทม์จะติดตามการใช้ทรัพยากรและหยุดการทำงานเมื่อธุรกรรมเสร็จสมบูรณ์ ย้อนกลับ หรือเกินขีดจำกัด

หากการประมวลผลสำเร็จ โหนดจะสร้างชุดการเปลี่ยนแปลงสถานะและใบเสร็จที่เสนอขึ้นมา โหนดผู้ตรวจสอบคนอื่นๆ จะทำซ้ำการเปลี่ยนแปลงเดียวกันและเปรียบเทียบกับกฎของบล็อก ความแน่นอนต้องการให้ VM จำกัดแหล่งที่มาของความแปรผันในเครื่อง เช่น เวลาของระบบ อินพุตจากอุปกรณ์สุ่ม หรือคำขออินเทอร์เน็ตโดยพลการ ข้อมูลภายนอกมักเข้าสู่ผ่านธุรกรรมที่ลงนามหรือกลไกออราเคิล แทนที่จะเข้าถึงเว็บโดยตรงจากสัญญา กระบวนการเล่นซ้ำนี้ยังช่วยให้โหนดตรวจสอบการประมวลผลในอดีตจากข้อมูลโปรโตคอลได้

ประโยชน์หลักและกรณีการใช้งานของบล็อกเชน VM คืออะไร?

VM ที่ใช้ร่วมกันช่วยให้แอปพลิเคชันหลายตัวใช้กฎการประมวลผล การตรวจสอบความปลอดภัย เครื่องมือสำหรับนักพัฒนา และโมเดลการประกอบกันได้แบบเดียวกัน คุณสมบัติที่มีประโยชน์คือการประมวลผลที่ทำซ้ำได้บนโหนดอิสระ ไม่ใช่แค่เพียงว่าโปรแกรมรันในแซนด์บ็อกซ์

1. การประมวลผลที่แน่นอนรองรับการตรวจสอบ โหนดที่สอดคล้องทุกโหนดสามารถเล่นซ้ำธุรกรรมได้อย่างอิสระและยืนยันสถานะที่เกิดขึ้น ทำให้ผู้ใช้ตรวจสอบพฤติกรรมของสัญญาได้โดยไม่ต้องพึ่งพาเซิร์ฟเวอร์ส่วนตัวของแอปพลิเคชันใดแอปพลิเคชันหนึ่ง

2. แซนด์บ็อกซ์จำกัดการเข้าถึงระบบโดยตรง โค้ดสัญญาจะได้รับชุดคำสั่งที่กำหนดไว้และอินเทอร์เฟซที่ควบคุมได้ แทนที่จะเข้าถึงไฟล์ กระบวนการ หน่วยความจำ หรือเครือข่ายภายนอกของผู้ตรวจสอบได้อย่างไม่จำกัด

3. การวัดทรัพยากรช่วยปกป้องความจุที่ใช้ร่วมกัน การคิดค่าธรรมเนียมแก๊สหรือหน่วยคำนวณสำหรับงานที่ทำ และกำหนดขีดจำกัดในการประมวลผล ลดความสามารถของธุรกรรมเดียวในการใช้ทรัพยากรของผู้ตรวจสอบอย่างไม่จำกัด

4. ความหมายร่วมกันช่วยปรับปรุงการประกอบกันได้ สัญญาที่ปรับใช้สำหรับโทเคน การแลกเปลี่ยน การให้ยืม ตัวตน เกม และการกำกับดูแล สามารถเรียกสัญญาที่เข้ากันได้และแลกเปลี่ยนข้อมูลมาตรฐานภายในสภาพแวดล้อมการประมวลผลเดียว

ตัวอย่างของบล็อกเชนเวอร์ชวลแมชชีนมีอะไรบ้าง?

บล็อกเชน VM ต่างๆ มีทางเลือกที่แตกต่างกันเกี่ยวกับไบต์โค้ด การจัดระเบียบสถานะ การประมวลผลแบบขนาน ภาษา และความเข้ากันได้ เครือข่ายอาจปรับใช้ VM ในขณะที่เปลี่ยนฉันทามติหรือการชำระบัญชี ดังนั้นชื่อของรันไทม์ไม่ได้อธิบายสถาปัตยกรรมทั้งหมด

• Ethereum Virtual Machine (EVM). EVM รันไบต์โค้ดแบบสแต็กสำหรับ อีเธอเรียม สัญญาอัจฉริยะ วัดการดำเนินการด้วยแก๊ส และกลายเป็นเป้าหมายความเข้ากันได้สำหรับเครือข่ายอิสระและโรลอัปหลายแห่ง

• Solana Virtual Machine (SVM). SVM รันโปรแกรม sBPF กับบัญชีที่ให้มาแยกกัน และรองรับการจัดตารางแบบขนานเมื่อธุรกรรมไม่ได้ร้องขอสถานะที่เขียนทับซึ่งขัดแย้งกัน

• รันไทม์ที่ใช้ WebAssembly เครือข่ายต่างๆ รวมถึงส่วนหนึ่งของระบบนิเวศ Polkadot และ Cosmos ใช้หรือสนับสนุนการประมวลผลที่ได้มาจาก WebAssembly เพื่อรับประโยชน์จากเครื่องมือคอมไพเลอร์ที่มีอยู่และภาษาต้นทางหลายภาษา

• Move virtual machines. Aptos และ Sui ใช้สภาพแวดล้อมการประมวลผลที่ใช้ Move ซึ่งสร้างขึ้นรอบสินทรัพย์ที่มุ่งเน้นทรัพยากร แม้ว่าการออกแบบวัตถุ บัญชี ฉันทามติ และการประมวลผลแบบขนานของพวกเขาจะไม่เหมือนกันก็ตาม

ข้อจำกัดและความเสี่ยงของบล็อกเชน VM คืออะไร?

VM จำกัดการประมวลผลแต่ไม่สามารถทำให้ตรรกะสัญญาที่ไม่ปลอดภัยถูกต้องได้ ข้อกำหนด การนำไคลเอนต์ไปใช้ ตารางแก๊ส กระบวนการอัปเกรด และโมเดลสถานะโดยรอบ ล้วนสามารถสร้างความเสี่ยงด้านความปลอดภัยหรือความเข้ากันได้

1. บั๊กในสัญญายังคงเป็นโค้ดที่บังคับใช้ได้ VM จะรันตรรกะการอนุญาต การบัญชี การอัปเกรด หรือออราเคิลที่บกพร่องอย่างซื่อสัตย์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนความผิดพลาดของนักพัฒนาให้กลายเป็นการสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับได้หรือสถานะแอปพลิเคชันที่ถูกล็อก

2. ความแน่นอนจำกัดคุณสมบัติซอฟต์แวร์ทั่วไป สัญญาไม่สามารถอ่านเว็บไซต์ เรียกใช้บริการระบบปฏิบัติการภายในเครื่อง หรือสร้างความสุ่มที่เชื่อถือได้อย่างอิสระ ดังนั้นแอปพลิเคชันจึงต้องพึ่งพากลไกออราเคิลและคริปโตกราฟีที่ออกแบบมาอย่างระมัดระวัง

3. กฎการวัดอาจเปลี่ยนเศรษฐศาสตร์ การอัปเกรดโปรโตคอลอาจกำหนดราคาคำสั่งใหม่หรือเพิ่มขีดจำกัดใหม่ ส่งผลต่อต้นทุนของสัญญาและเปิดเผยแอปพลิเคชันที่สันนิษฐานว่าการดำเนินการหนึ่งจะยังคงมีราคาถูก

4. ความแตกต่างของไคลเอนต์อาจคุกคามฉันทามติ หากการนำไปใช้สองแบบตีความกรณีขอบแตกต่างกัน โหนดอาจคำนวณรูตสถานะที่ขัดแย้งกัน ทำให้การทดสอบและข้อกำหนดที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความปลอดภัยของเครือข่าย

เวอร์ชวลแมชชีนแตกต่างจากโหนดบล็อกเชนอย่างไร?

เวอร์ชวลแมชชีนเป็นองค์ประกอบที่ใช้กฎการประมวลผล ในขณะที่โหนดบล็อกเชนเป็นระบบซอฟต์แวร์ที่กว้างกว่าซึ่งสื่อสารกับเพื่อน รับบล็อกและธุรกรรม จัดเก็บข้อมูลบัญชีแยกประเภท ตรวจสอบฉันทามติ และอาจเปิดอินเทอร์เฟซ RPC โหนดมักฝังหรือเรียกใช้ VM แต่ยังทำหน้าที่อื่นๆ นอกเหนือจากการประมวลผลสัญญา ความแตกต่างนี้สำคัญเพราะการปรับปรุงความเร็วของ VM ไม่ได้ปรับปรุงการทำงานของเครือข่าย ฉันทามติ การจัดเก็บ หรือ ความพร้อมใช้งานของข้อมูลโดยอัตโนมัติ

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

1. สัญญาอัจฉริยะคืออะไร?

2. แก๊สคืออะไร?

3. โหนดคืออะไร?

4. ไบต์โค้ดคืออะไร?

อ่านเพิ่มเติม

1. Ethereum Virtual Machine: ขับเคลื่อนสัญญาอัจฉริยะและแอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์

2. สัญญาอัจฉริยะคืออะไร? รากฐานของโลกบล็อกเชน

3. โปรเจกต์ Solana Virtual Machine (SVM) ชั้นนำปี 2025 มีอะไรบ้าง?

4. Eclipse (ES) คืออะไร เลเยอร์ 2 บน Ethereum ที่ขับเคลื่อนด้วย SVM แห่งแรก?