以太坊虚拟机[以太坊虚拟机是基于列表的结构吗]-掘金网

以太坊虚拟机[以太坊虚拟机是基于列表的结构吗]

掘金K • 6月 16, 2023 10:01 下午 • 数字经济 • 阅读 28

摘要：本文将详细阐述以太坊虚拟机，以及是否基于列表的结构。以太坊虚拟机是以太坊区块链中最关键的组件之一，是实现以太坊智能合约的运行和交互的核心。本文将从四个方面阐述以太坊虚拟机，包括其概念、架构、指令集和应用场景。

一、概念

以太坊虚拟机是一种为以太坊区块链上的智能合约提供运行环境的虚拟机。它为智能合约提供了一种统一的运行平台，使得用户可以使用以太坊上所支持的任何编程语言来编写智能合约。换言之，以太坊虚拟机可以看作是连接以太坊区块链与智能合约之间的“中间人”，它负责执行智能合约中的指令、管理状态和存储数据等任务。

以太坊虚拟机是完全分布式的，因此没有任何单一的实体控制其运行。以太坊虚拟机中的每个节点都独立地进行智能合约的执行和验证，从而形成了一种去中心化的计算机网络。

二、架构

以太坊虚拟机的架构可分为四个部分：栈、内存、存储和合约。

栈：以太坊虚拟机使用栈来计算操作。栈是一个LIFO（后进先出）结构，其中每个元素都是256位大小的字节序列（bytes）。在进行一次操作之前，以太坊虚拟机会将相关的操作数从栈中弹出，并将计算结果压入栈中。

内存：以太坊虚拟机使用一个无限制的字节数组作为内存空间。当需要加载数据时，以太坊虚拟机将会从内存中读取指定数量的字节，并将它们压入栈中。同样，当需要存储数据时，以太坊虚拟机也会将其从栈中弹出，并将其存储到内存中。

存储：以太坊虚拟机还支持一些持久性存储操作。通过创建一个用于存储数据的键/值映射，智能合约可以跨多次调用执行，保留对存储的访问。这使得智能合约可以保持状态，并允许交互式的状态转换。

合约：以太坊虚拟机中的每个智能合约都有自己的地址，允许其他智能合约以及外部账户调用其功能。如果智能合约创建了其他智能合约，那么每个新智能合约都有其自己的地址和存储空间。

三、指令集

以太坊虚拟机的指令集包含了许多与计算和操作相关的指令，例如算术和位运算、比较和转换、布尔运算、跳转和跳回等。下面是一些常见的指令：

ADD：将两个数相加。
SUB：将一个数从另一个数中减去。
MUL：将两个数相乘。
DIV：将一个数除以另一个数并求商。
MOD：将一个数除以另一个数并求余数。
LT：检查一个数字是否小于另一个数字。
GT：检查一个数字是否大于另一个数字。
EQ：检查两个数字是否相等。
JUMP：跳转到指定的代码位置。
STOP：终止执行。

四、应用场景

以太坊虚拟机最重要的应用场景之一就是智能合约。基本上所有以太坊网络上的合约都是由以太坊虚拟机来执行的。智能合约是一种可以自动执行程序的程序，可以用来执行任何计算机程序员可以想象的任务。它们可以用来执行金融、保险、游戏、仲裁、投票等应用程序。以太坊生态系统中的其他应用程序和工具都依赖于以太坊虚拟机，因此其重要性不言而喻。

此外，以太坊虚拟机还支持分布式应用程序的开发。例如，基于以太坊虚拟机，可以开发出一种称为DApps的分布式应用程序。DApp是一种完全去中心化的应用程序，它不依赖于传统的服务器和数据库，而是通过以太坊网络中的节点来处理和存储数据。在这种情况下，以太坊虚拟机起到了更加重要的作用，因为它不仅仅是执行代码的平台，还是处理和存储数据的平台。