A essência da rede Ethereum reside na sua Máquina Virtual (EVM), uma plataforma que capacita desenvolvedores a conceber e executar Aplicações Descentralizadas (DApps).
Mesmo com a existência de outras blockchains, a Ethereum persiste como a opção predileta entre a comunidade de desenvolvimento. A lentidão nas transações e os custos elevados de gás não diminuíram o interesse pela plataforma.
A maturidade consolidada do ecossistema Ethereum funciona como um catalisador de confiança para os desenvolvedores, oferecendo também uma vasta gama de recursos e ferramentas para o desenvolvimento.
O universo das criptomoedas tem presenciado o surgimento de diversos ecossistemas blockchain inovadores. Contudo, a Ethereum lidera o mercado com uma capitalização superior a 368 bilhões de dólares.
Compreendendo a importância da blockchain Ethereum, vamos aprofundar nosso conhecimento sobre a EVM.
Introdução à EVM
A Máquina Virtual Ethereum (EVM) consiste em um computador virtual que viabiliza o desenvolvimento de aplicações descentralizadas (DApps). Além disso, os desenvolvedores utilizam esta máquina virtual para implementar e executar contratos inteligentes na rede Ethereum.
Um contrato inteligente pode ser entendido como um programa computacional que opera na blockchain Ethereum. Esses contratos executam suas funcionalidades de forma autônoma, baseados em acordos predefinidos entre os usuários.
Através de contratos inteligentes, é possível estabelecer regras ou condições específicas. Uma vez que essas condições sejam satisfeitas, o contrato é executado automaticamente.
Para entender a EVM, é crucial compreender dois conceitos fundamentais: Máquina Virtual e Completude de Turing.
Máquinas Virtuais
Máquinas virtuais são programas projetados para simular o comportamento de um computador. Estas máquinas virtuais atuam como unidades de processamento e armazenamento de dados.
As máquinas virtuais operam de maneira similar ao software em nossos computadores. No entanto, ao contrário dos computadores convencionais, as máquinas virtuais têm a capacidade de executar operações mais complexas.
Completude de Turing
Em homenagem ao matemático britânico Alan Turing, a Completude de Turing garante que uma máquina seja capaz de realizar qualquer tipo de cálculo. Com memória e tempo adequados, uma máquina com Completude de Turing pode efetuar qualquer computação complexa.
A EVM, combinando as características de uma máquina virtual e a Completude de Turing, proporciona um ambiente ideal para desenvolvedores de DApps.
A EVM também desempenha um papel fundamental na segurança da blockchain Ethereum, permitindo a execução rápida de cálculos complexos.
Para otimizar a velocidade de execução, a EVM é instalada no sistema operacional, atuando como uma camada intermediária entre este e os contratos inteligentes.
Propósito da EVM
O objetivo principal da EVM é impulsionar a funcionalidade das DApps. Além disso, a máquina virtual tem o papel de mitigar grandes interrupções na rede Ethereum.
Conforme mencionado anteriormente, os desenvolvedores utilizam contratos inteligentes para executar funções na rede blockchain. Estes contratos e DApps são convertidos em bytecode.
Bytecode é uma linguagem de programação que resulta da compilação do código-fonte, sendo utilizada para operar em máquinas virtuais. Esta linguagem está em formato compreensível pela máquina.
Após a conversão, os bytecodes são implementados na EVM, sendo posteriormente distribuídos para todos os nós da rede Ethereum.
Além do bytecode, a EVM usa “opcodes”, um conjunto de instruções que auxiliam na execução de diversas tarefas.
Mais de 140 opcodes são utilizados para habilitar diferentes tipos de processos na EVM. Basicamente, os opcodes simplificam as instruções de programação para a EVM.
A EVM desempenha um papel vital para assegurar que todos os contratos inteligentes funcionem corretamente, além de garantir que os dados das transações sejam atualizados na rede Ethereum.
O Gás e Seu Impacto no Desempenho da EVM
O gás pode ser entendido como o combustível da EVM, representando as taxas necessárias para realizar as operações dos contratos inteligentes da Ethereum.
O custo do gás varia conforme a complexidade do opcode, sendo pago em Wei, a menor fração de Ether (ETH).
O gás também tem um papel essencial na segurança da rede Ethereum. Taxas mais elevadas protegem a rede contra possíveis ataques.
Validadores de transações recebem o gás como recompensa, sendo que a complexidade das operações resulta em recompensas maiores.
O mecanismo de gás auxilia os validadores a filtrar transações com taxas mais altas ou baixas, podendo selecionar opcodes mais desafiadores para obterem um retorno maior.
As tarifas de gás sofrem grande influência da atividade da rede. O remetente recebe de volta o gás não utilizado após a conclusão da transação.
Compreendida a importância do gás, vamos agora examinar o processo de armazenamento de dados na EVM.
Armazenamento de Dados na EVM
Dados são considerados um recurso valioso, e por isso, o armazenamento adequado é essencial na EVM.
Inicialmente, é importante entender como os dados são armazenados na Ethereum.
Ethereum utiliza estruturas de dados conhecidas como “tries” para organizar dados. Através dessas estruturas, a Ethereum gerencia tanto dados temporários quanto permanentes.
A blockchain Ethereum emprega três tipos de tries:
- State Trie: A State Trie global da Ethereum é constantemente atualizada e contém um valor e uma chave para cada conta Ethereum.
- Storage Trie: Esta trie armazena os dados específicos de cada contrato e existe em todas as contas Ethereum.
- Transaction Trie: Esta trie armazena todas as transações de cada bloco, permitindo que transações específicas sejam localizadas.
A organização de dados em três tries facilita o armazenamento e gerenciamento de grandes volumes de dados pela Ethereum. Além disso, esse mecanismo de armazenamento garante maior segurança e facilidade de acesso aos dados.
Na EVM, os dados são categorizados em dados efêmeros e permanentes:
- Dados efêmeros: São dados que sofrem alterações conforme novas transações ocorrem, como o saldo de uma carteira.
- Dados permanentes: Estes dados são armazenados de forma permanente na estrutura de dados da Ethereum, não podendo ser alterados ou modificados.
Existem algumas similaridades notáveis entre a EVM e a CPU de um dispositivo computacional.
Desenvolvedores da Ethereum criam DApps de forma análoga ao desenvolvimento de software para computadores.
A diferença principal é que, ao invés de linguagens como C++ ou Java, o Solidity é a linguagem de programação utilizada no Ethereum. Esse código Solidity é então distribuído entre outros nós da rede.
Similarmente aos computadores, a EVM não possui uma CPU física. A EVM é, na verdade, uma CPU virtual distribuída por uma rede global.
Benefícios da EVM
Vamos analisar algumas das vantagens da EVM:
Descentralização
A EVM é fundamental para restringir o poder de uma autoridade central, garantindo que nenhuma entidade possa controlar as transações na rede Ethereum.
Além disso, uma vez implementadas, as DApps não podem ser removidas, o que oferece aos desenvolvedores liberdade para criar projetos inovadores.
Baixas Barreiras de Entrada
A EVM simplifica o processo para que desenvolvedores criem DApps sem grandes restrições, permitindo que implementem contratos inteligentes que atendam seus objetivos específicos.
Execução Simplificada de Contratos Inteligentes Complexos
A EVM é capaz de lidar com tarefas complexas definidas em contratos inteligentes, permitindo que estes sejam executados em diferentes plataformas.
Segurança
O mecanismo complexo da EVM garante a execução de transações sem falhas. O desenvolvedor tem controle sobre o impacto do contrato inteligente, com base em sua complexidade.
Segurança de Dados
A EVM protege os dados dos desenvolvedores, incentivando a experimentação de diferentes tipos de códigos.
Ao usar códigos não confiáveis, os dados pessoais permanecem protegidos, e o processo computacional não afeta outras funções do sistema.
Desvantagens da EVM
Custo Elevado do Gás
Para realizar transações, é necessário pagar taxas em tokens ETH, sendo que o custo do gás depende da complexidade da transação.
Além da complexidade, a velocidade e o tipo de transação também influenciam o custo do gás. Existem calculadoras online que podem auxiliar na estimativa do gás necessário.
O congestionamento da rede pode aumentar o custo do gás, resultando em tarifas elevadas.
Armazenamento Elevado de Dados
O armazenamento e o gerenciamento de dados são essenciais para o bom funcionamento da EVM. A complexidade de uma transação também impacta o volume de dados a serem armazenados.
Semelhantemente às taxas de gás, os custos de armazenamento podem ser elevados.
Necessidade de Conhecimento Técnico
Contratos inteligentes implantados não podem ser alterados, requerendo que desenvolvedores possuam conhecimento técnico para a sua criação.
Como um sistema com Completude de Turing, a EVM possibilita que desenvolvedores utilizem diferentes linguagens de programação. No entanto, scripts de programação mal feitos podem comprometer todo o projeto.
O Futuro da EVM
A tecnologia blockchain e as EVMs ainda estão em estágios iniciais de desenvolvimento. Espera-se que a velocidade e eficiência da EVM aumentem nos próximos anos.
A velocidade das transações e as altas taxas de gás são desafios importantes que precisam ser superados para garantir o futuro da EVM.
A EVM será fundamental na descentralização de várias indústrias, causando um impacto transformador em setores como bancos, jogos, segurança cibernética, logística, saúde, armazenamento em nuvem e imóveis.
A visão do fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, de criar um ecossistema multi-rollup também terá um impacto positivo na EVM, aumentando sua funcionalidade.
A interoperabilidade é outra mudança significativa que irá afetar a EVM, permitindo que DApps em diferentes blockchains interajam entre si.
A possibilidade de operações interativas incentivará a colaboração entre projetos de criptomoedas, atraindo mais desenvolvedores para utilizar a EVM em seus contratos inteligentes.
Nota do Autor
As máquinas virtuais Ethereum são essenciais para a criação de um ecossistema descentralizado, dando mais liberdade e ferramentas para os desenvolvedores de DApps.
A Ethereum se apresenta como uma plataforma robusta para o desenvolvimento de DApps, o que indica um futuro promissor para a EVM.
Embora a EVM não seja perfeita e possua algumas desvantagens, com o avanço da tecnologia, a EVM continua a evoluir em direção a uma versão melhor.
Em seguida, você pode explorar as melhores carteiras Ethereum.