虚拟机：为区块链提供动力的隐藏引擎

介绍

虽然操作系统 (OS) 是互斥的，因为它只能是 Windows、MacOS 或 Linux 等，但有时可以在一个操作系统上运行另一个操作系统。例如，可以在 MacOS 上运行 Windows 操作系统，在 Windows 操作系统上运行 Android 操作系统。堆叠操作系统的目的是测试操作系统，将一些有风险的软件与主操作系统隔离，运行旧版本的操作系统，或者在多个平台上开发和测试代码。EVM 在区块链中被使用，因为它提供了一种通用的、可靠的方式来运行智能合约，并确保网络上的每个节点以完全相同的方式执行交易。

什么是虚拟机？

虚拟机(VM)本质上是一个生活在您现有计算机内部的不同计算机。只需几次点击，您就可以在不需要任何额外物理硬件的情况下进行设置。一旦运行，它就像一台完整的计算机。您可以安装操作系统、存储文件、运行应用程序，甚至浏览互联网，这一切都可以在那个虚拟空间内完成。在加密货币的世界中，区块链上的智能合约是在虚拟机上开发和运行的。其中最常见的是以太坊虚拟机(EVM)。

在幕后，您的主计算机（称为主机）使这一切成为可能。为了保持虚拟机的顺利运行，主机共享其自身的资源，如内存、处理能力和存储。这种设置在您需要使用仅在与主机上安装的操作系统不同的操作系统上运行的软件时非常有用。

虚拟机的工作原理

那么虚拟机到底是如何工作的呢？整个过程的核心是一种特殊的软件，称为虚拟机监控器。虚拟机监控器就像一个管理者，利用您计算机的物理资源。这些资源包括处理器 (CPU)、内存 (RAM) 和存储。它们被高效地划分，以便一个或多个虚拟机可以同时运行。

虚拟机监控程序通常有两种设置方式。一些虚拟机监控程序直接安装在硬件上，这就是为什么它们通常出现在数据中心和云环境中，在这些地方速度和效率最为重要。其他虚拟机监控程序则运行在您的正常操作系统之上，几乎就像任何其他应用程序。这种方式在日常使用、测试或开发工作中更为常见。例如，您可以通过安装应用程序 BlueStacks 在 Windows 操作系统上享受 Android 生态系统。

一旦虚拟机监控器完成其工作并且您的虚拟机准备就绪，您可以像对待物理计算机一样对待它。您可以启动它，然后安装程序、使用互联网，甚至在那个虚拟空间内构建和运行应用程序。

区块链网络中的虚拟机

大多数使用区块链应用程序的人从未考虑过使一切顺利运行的隐形基础设施。无论您是在去中心化交易所交换代币、铸造NFT，还是在Layer 2区块链上发送资金，一个重要的组件在后台执行所有繁重的任务。这个组件就是区块链虚拟机。

在传统技术世界中，虚拟机(VM)基本上是一个隔离的沙盒。它允许开发人员在一个有限和受控的环境中运行软件。该软件与底层硬件是分离的。然而，在区块链网络中，虚拟机的作用则大相径庭。它们作为智能合约的执行引擎，智能合约是能够让去中心化应用程序24/7顺利运行的自执行代码代理。如果没有虚拟机，成千上万的独立计算机在全球范围内将无法可靠地就合同的执行方式达成一致。

以太坊虚拟机

以太坊虚拟机(EVM)是区块链虚拟机中最著名的一个例子。开发者可以使用Solidity、Vyper或Yul等语言编写合约并将其部署在以太坊及其他兼容EVM的区块链上。EVM确保每个节点以完全相同的方式处理智能合约，因为它有助于维护网络的一致性和安全性。

区块链世界中的其他虚拟机

但以太坊并不是唯一拥有虚拟机的区块链。不同的区块链网络设计自己的模型，以满足特定要求的目标。NEAR 和 Cosmos 依赖于基于 WebAssembly 的虚拟机，以其灵活性而闻名。这些允许智能合约使用多种编程语言编写，从而降低了不想学习全新内容的开发者的门槛。同时，MoveVM 被 Sui 等区块链使用，更加重视 Move 语言，以优先考虑交易执行的安全性。Solana 则采取不同的路线，采用其 Solana 虚拟机，经过优化以同时处理许多交易。

尽管大多数用户从未直接与它们互动，虚拟机（VM）在后台不断工作。当您在像 Uniswap 这样的去中心化金融平台上进行代币交换时，EVM 正在执行合约。如果您铸造一个新的 NFT，虚拟机会更新账本以显示谁拥有它。即使是像 zk-rollups 这样的高级扩展解决方案也依赖于专门的虚拟机，如 zkEVM，这些虚拟机将智能合约执行与密码学证明结合在一起，以提高效率和安全性。

虚拟机的缺陷

然而，虚拟机也有一些缺点。虚拟机在借用的组件上运行代码和管理智能合约，这使得相较于直接在硬件上运行，过程变得更慢。维护大型网络上的虚拟机导致了操作复杂性，需要不断更新和专业知识。兼容性也是一个缺点。为以太坊编写的合约在没有 substantial 更改的情况下无法在 Solana 上运行。这给希望覆盖多个生态系统的开发者增加了额外的工作。

尽管面临这些挑战，区块链虚拟机仍然是去中心化技术创新的核心。它们是无名英雄，使用户更容易信任代码而不是中介。虚拟机创造了金融产品、数字资产和去中心化社区的世界。虽然你可能永远看不到它们，但虚拟机是推动区块链经济发展的无声引擎。

结论

简而言之，虚拟机可能不被注意，但它们在现代技术中发挥着至关重要的作用。通过在幕后简化和安全化事物，它们帮助我们构建和使用新型计算机程序，并改变我们信任和共享信息的方式。无论它们是在为最新的区块链工具提供动力，还是让人们在受保护的空间中运行软件，虚拟机都在悄然进步。它们的真正力量在于如何从后台支持一切，表明使技术表现最佳的许多因素往往是不可见的。