A Ethereum Virtual Machine (EVM) é o ambiente operacional para contratos inteligentes
Cada nó participante da rede executa o EVM como parte do protocolo de validação de bloco . Eles verificam as transações listadas no bloco que está sendo validado e executam o código acionado por transações no EVM
EVM não é apenas sandbox, mas também completamente isolado, o que significa que o código em execução no EVM não pode acessar a rede, sistema de arquivos e outros processos, e até mesmo o acesso entre contratos inteligentes é restrito
Os contratos existem no blockchain no formato bytecode (EVM bytecode)
O contrato geralmente é escrito em uma linguagem de alto nível (solidez), compilado em bytecode pelo compilador EVM e, finalmente, implantado na rede blockchain por meio do cliente
EVM e contas
Existem dois tipos de contas no Ethereum: contas externas e contas de contrato , que compartilham o mesmo espaço de endereço no EVM
Quer a conta armazene ou não o código, esses dois tipos de contas são tratados exatamente da mesma forma para o EVM
Cada conta possui um armazenamento persistente na forma de pares chave-valor no EVM . Entre eles, o comprimento da chave e do valor é de 256 bits, o que é chamado de espaço de armazenamento (armazenamento)
EVM e transações
Uma transação pode ser vista como uma mensagem enviada de uma conta para outra, pode conter dados binários ( payload ) e ether
Se a conta de destino contiver code , esse código será executado no EVM e o payload será usado como parâmetro de entrada, que é a chamada do contrato
Se a conta de destino for uma conta zero (o endereço da conta é 0), esta transação criará um novo contrato , e a carga útil da transação usada para criar o contrato será convertida em bytecode EVM e executada, e a saída da execução será permanentemente armazenado como o código do contrato
EVM e gás
Quando um contrato é invocado por uma transação, a instrução será executada em todos os nós de toda a rede: isso requer o consumo de custos de cálculo; a execução de cada instrução tem um consumo específico e o gás usa essa quantificação para representar esse consumo de custo
Uma vez criada, cada transação é pré-paga com uma certa quantidade de gás, o objetivo é limitar a quantidade de trabalho necessária para executar a transação e pagar a taxa de transação pela transação
Quando o EVM realizar uma transação, o gás será consumido gradativamente de acordo com regras específicas
O preço do gás é um valor definido pelo remetente da transação como o preço unitário da taxa de transação pré-paga do remetente. Caso haja sobra após a efetivação da transação, o gás será devolvido pela rota original
Não importa onde seja executado, assim que o gás acabar (como cair para um valor negativo), uma exceção de falta de gás será acionada. Todas as modificações de estado feitas pelo quadro de chamada atual ( quadro de chamada ) serão revertidas
armazenamento de dados EVM
Armazenar
Cada conta possui um espaço de armazenamento persistente, chamado storage, que é uma área de armazenamento de chave-valor que mapeia palavras de 256 bits para palavras de 256 bits, que podem ser entendidas como um banco de dados de contratos
Armazenado permanentemente no blockchain, uma vez que as variáveis de estado do contrato são salvas permanentemente, a sobrecarga de gás para leitura e gravação também é a maior
Memória
Para cada chamada de mensagem, o contrato obterá temporariamente um espaço de memória limpo
O ciclo de vida ocorre apenas durante a execução de todo o método e é reciclado após a chamada da função. Como apenas variáveis temporárias são salvas, a sobrecarga de gás para leitura e gravação é relativamente pequena
Pilha
O EVM não é baseado em registro, mas sim em pilha, portanto todos os cálculos são realizados em uma área chamada de pilha (stack)
Armazena algumas variáveis de tipo de valor local, quase liberando memória, mas há um limite no número
conjunto de instruções EVM
Todas as instruções operam no tipo de dados básico de "palavra de 256 bits (palavra)"
Possui operações comuns de aritmética, bit, lógica e comparação, e também pode executar saltos condicionais e incondicionais
Os contratos podem acessar propriedades relevantes do bloco atual, como a altura do bloco e o carimbo de data/hora
Chamadas de mensagem (Chamadas de mensagem)
Os contratos podem chamar outros contratos ou enviar ether para contas sem contrato chamando
Um contrato pode decidir quanto do gás restante deve enviar e manter em suas chamadas de mensagens internas
Se ocorrer uma exceção de falta de gás (ou qualquer outra exceção) em uma chamada de mensagem interna, isso será indicado por um valor de erro empurrado para a pilha; neste ponto, apenas o gás enviado com a chamada de mensagem interna será consumido
Delegar chamada (Delegatecall)
Um tipo especial de chamada de mensagem
O código no endereço de destino será executado no contexto do contrato de chamada, e msg.sender e msg.value permanecerão inalterados
A "biblioteca" pode ser realizada desta forma: a biblioteca de código reutilizável pode ser colocada no armazenamento de um contrato e o código correspondente pode ser introduzido através da chamada do delegado
Criação de contrato e autodestruição
Ao chamar create calls com uma mensagem especial , os contratos podem criar outros contratos (em vez de simplesmente chamar zero endereços)
A única maneira de o código do contrato ser removido do blockchain é o contrato realizar uma operação de autodestruição no endereço do contrato ; o ether restante na conta do contrato é enviado para o destino especificado e, em seguida, seu armazenamento e código são removido do estado