以太坊虛擬機 (EVM)
这 以太坊虛擬機 以太坊虛擬機器 (EVM) 是一個去中心化的虛擬環境，它能夠在所有以太坊節點上以一致且安全的方式執行程式碼。節點運行 EVM 來執行智能合約，使用“氣衡量操作所需的運算量，確保高效率的資源分配和網路安全。
條件：
要理解EVM，需要對常見的電腦科學術語有一定的了解，例如位元組、記憶體和堆疊。此外，熟悉密碼學和區塊鏈的概念，例如雜湊函數和默克爾樹，也會有所幫助。
從帳本到狀態機
像比特幣這樣的區塊鏈通常被描述為“分散式帳本”，它維護著一份活動記錄，並遵循一套規則來控制修改。例如，一個比特幣地址花費的比特幣數量不能超過其收到的比特幣數量。這些規則是比特幣以及許多其他區塊鏈上所有交易的基礎。
雖然以太坊擁有自己的原生加密貨幣（以太幣），規則也類似，但它也支援一項更強大的功能： 智能合約為了更好地理解這一點，可以將以太坊描述為一個分散式狀態機。以太坊的狀態是一個龐大的資料結構，它不僅保存所有帳戶和餘額，還包含一個機器狀態，該狀態可以根據預先定義的規則在區塊之間發生變化，並執行任意機器代碼。 EVM（以太坊虛擬機器）定義了這些狀態變化的規則。
EVM和以太坊有什麼差別？
乙太坊 以太坊是一個平台，它允許用戶在去中心化的電腦網路上創建和運行應用程式。它擁有自己的數位貨幣，稱為以太幣 (ETH)，用於在網路上進行支付。您可以將以太坊想像成一台巨大的共享計算機，任何人都可以用它來構建和運行自己的應用程序，而無需中央機構的控制。
这 以太坊虛擬機 它就像這台巨型計算機內部的引擎。它確保網路中的所有應用程式和智慧合約（自動協定）在每台電腦上以相同的方式運作。為了保持公平和高效，EVM 使用一種名為「gas」的系統來衡量每個任務所需的運算能力，從而確保資源不會被浪費。
簡單來說，以太坊是一個完整的平台，它允許你建立和使用去中心化應用程式和合約，而 以太坊虛擬機 它是運行這些應用程式和合約的平台的一部分，確保網路中所有電腦都能流暢、一致地運行。這就是 EVM 和以太坊的差別。
以太坊狀態轉換函數
EVM 的行為類似於數學函數：給定一個輸入，它會產生一個確定性的輸出。這可以正式地描述為一個狀態轉移函數：
\[ Y(S, T) = S' \]
給定一個舊的有效狀態 \( S \) 和一組新的有效交易 \( T \)，以太坊狀態轉換函數 \( Y(S, T) \) 產生一個新的有效輸出狀態 \( S' \)。
州
在以太坊中，狀態是一個龐大的資料結構，稱為改進的 Merkle Patricia Trie，它透過雜湊值將所有帳戶連結起來，並將它們簡化為儲存在區塊鏈上的單一根雜湊值。
交易
交易是帳戶發出的經過加密簽名的指令，分為兩類：一類是訊息調用，另一類是合約創建。合約建立會產生一個新的合約帳戶，其中包含已編譯的智慧合約字節碼。當另一個帳戶向該合約發出訊息呼叫時，就會執行其字節碼。
電子投票機使用說明
EVM 以堆疊式機器的形式運行，深度為 1024 項，每項為 256 位元字，選擇此深度是為了相容於 256 位元加密技術（例如 Keccak-256 雜湊或 secp256k1 簽章）。在執行過程中，EVM 維護一個臨時記憶體（一個字尋址的位元組數組），該記憶體不會在交易之間持久存在。合約擁有一個與帳戶關聯的 Merkle Patricia 儲存樹（一個字尋址的字數組），該儲存樹也是全域狀態的一部分。
編譯後的智能合約字節碼執行如下： 以太坊虛擬機 操作碼，執行標準堆疊操作，如 XOR、AND、ADD、SUB 等，以及區塊鏈特定操作，如 ADDRESS、BALANCE 和 BLOCKHASH。
EVM實施
所有 EVM 實作都必須遵循以太坊黃皮書規範。在以太坊的發展歷程中，EVM 經歷了多次修訂，最終形成了多種程式語言的實現，其中包括：
- Py-EVM（Python）
- evmone（C++）
- ethereumjs-vm（JavaScript）
- eEVM（C++）
- revm（Rust）
這些實作措施確保 EVM 在不同的平台上保持一致性和安全性。