تعرف إلى آلة الإيثيريوم الإفتراضية والسلاسل المتوافقة معها

تُعد آلة الإيثيريوم الافتراضية (Ethereum Virtual Machine) والتي تُعرف اختصاراً بـ (EVM) جوهر شبكة الإيثيريوم وقلبها النابض لنشر العقود الذكية وتنفيذها. وإذا أردنا التوضيح بشكل أبسط، (EVM) بالنسبة للإيثيريوم (Ethereum) يشبه وحدة المعالجة المركزية لجهاز الكمبيوتر، يمكن اعتبار آلة الإيثيريوم (ETH) الافتراضية آلة شبه كاملة حسب تورنغ. يشير مفهوم الاكتمال حسب تورنغ Turing Completeness إلى نظام من قواعد معالجة البيانات. سُمي هذا المفهوم على اسم آلان تورنغ، مخترع ما يُعرف بـ”آلة تورنغ” Turing Machine.

اقرأ أيضا: كيفية إضافة العملات الرقمية إلى محفظة بينانس

وتُعد لغات البرمجة ووحدات المعالجة المركزية (CPU) أمثلة جيدة على الأنظمة التي يمكنها الوصول إلى البيانات وتعديلها. وفي حال استُخدمت تلك القواعد لتحفيز آلة الحوسبة الافتراضية التي اخترعها تورنغ، فإنَّها تُعد كاملة حسب تورنغ. من الممكن البرهنة رياضياً على أنَّ أي نظام كامل حسب تورنغ لديه القدرة اللازمة لإجراء أي عملية حسابية ممكنة أو برنامج حاسوبي ممكن: بعبارة أخرى، الآلة الكاملة حسب تورنغ قادرة رياضياً على حل أي مسألة حسابية إذا أُدخلت فيها. وعليه، فإنَّ آلة الإيثريوم الافتراضية شبه كاملة حسب تورنغ لأنَّ العمليات الحسابية التي تُجريها هذه الآلة تكون مرتبطة بوقود الإيثيريوم الذي يعمل على الحد من عدد العمليات الحسابية التي يمكن للآلة إجراءها.

الأجهزة الإفتراضية بالمفهوم العام

وهي أجهزة جافا الافتراضية التي تسمى اختصاراً ب (جافا)، فبمجرد كتابة رموز التشفير فيها يتم تجميعها على شكل رموز ثنائية وتنفيذها في آلة جافا الافتراضية، وتعمل الإيثيريوم بنفس الطريقة تماماً حيث يقوم المطورون بتجميع العقود الذكية ثم تحويلها إلى رموز ثنائية وتحميلها على البلوكتشين.

ولربما سمعت عن آلة تورينج من قبل، وهي آلة قادرة على حل أي مشكلة حسابية، وآلة الإيثيريوم الافتراضية شبيهة جداً بآلة تورينج، ونحن نقول بأنها شبيهة بها أو شبه تورينج  لأن آلة الإيثيريوم الافتراضية تتطلب رسوماً عالية تحد من سرعة وكفاءة إنجاز العمليات الحسابية عليها على عكس آلة تورينج.

وتتولى آلة الإيثيريوم الافتراضية تطوير وتنفيذ العقود الذكية، وهي لا تتدخل إلا في حالة وجود معاملات معقدة، فهي تغني عن الأجهزة القوية مما يجعلها مثالية بالنسبة للمبرمجين المبتدئين، وتَستخدم آلة الإيثيريوم الافتراضية بنية قائمة على جهاز تخزين يعرف باسم stack وهو عبارة عن وحدة ذاكرة تحتفظ بالمعلومات اللازمة، ومن ثم يتم تطبيق العمليات كما هو محدد في آلة الإثيريوم الافتراضية أو الرمز الثنائي، وتتكون البيانات فيها من:

1. ذاكرة متقلبة تمت تهيئتها من الصفر.
2. برنامج غير قابل للتغيير ROM.
3. تخزين دائم كجزء من حالة الإيثيريوم.

وقود الإيثيريوم ولغة البرمجة الذكية الخاصة بآلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM)

يمكن النظر إلى أسعار وقود شبكة الإيثيريوم على أنها مكافئة للرسوم، كل معاملة تجرى على شبكة الإيثريوم تتطلب دفع رسوم مرتبطة بها، هذه الرسوم تتخذ شكل أسعار وقود الإيثيريوم. يمكن تقسيم فكرة أسعار وقود الإيثيريوم إلى فئتين: وقود الإيثيريوم وأسعار وقود الإيثيريوم، كالآتي:

• وقود الإيثيريوم: هي بمثابة أداة تُستخدم لتقدير الرسوم المطلوبة لتنفيذ عملية حسابية معينة.   
• أسعار وقود الإيثريوم: هي المبلغ الذي يقبل الأفراد دفعه بعملة الإيثيريوم (ETH) مقابل كل وحدة من وقود الإيثيريوم. تُقاس أسعار وقود الإيثيريوم في أكثر الأحيان بوحدة (وي) (Wei)، وهي أصغر وحدة بعملة الأثير، إذ أن الإيثيريوم الواحدة يساوي 10^18 وي.

من ثم، لكي تنفذ أي معاملة على شبكة الإيثيريوم، لابد أن يحدد المرسل الحد الأقصى لوقود الإيثيريوم وسعر وقود الإيثيريوم المرتبط بالمعاملة. وفي حال لم يكن المرسل يمتلك ما يكفي من وقود الإيثيريوم لإجراء المعاملة، يقال إن (الوقود قد نفد) من المعاملة وأصبحت غير صالحة.

يحد وقود الإيثيريوم من عدد العمليات الحسابية التي يمكن لآلة الإيثيريوم الافتراضية إجراءها بعدة طرق، من بينها:

• أن هناك حداً أقصى لوقود الإيثيريوم المرتبط بالبلوكات المعدنة على بلوكتشين شبكة الإيثيريوم، أي أن وقود الإيثيريوم المستخدم من جميع المعاملات الموجودة داخل بلوك واحد لا يمكن أن يتجاوز مقدار معين.
• لوقود الإيثيريوم أسعار مرتبطة به، بغض النظر عمّا إذا كانت قيود الحد الأقصى للوقود قد رُفعت وأصبحت الآلة نظرياً من حل أي مسألة حسابية تستقبلها أم لا، فبعض المعاملات قد تكون بالغة التعقيد وغير عملية من الناحية الاقتصادية.

كذلك، لآلة الإيثريوم الافتراضية لغة برمجة خاصة بها تُعرف باسم (بايت كود) (EVM bytecode)، عند كتابة أي كود بلغات البرمجة رفيعة المستوى مثل لغة سوليدتي Solidity الخاصة بالعقود الذكية لشبكة الإيثيريوم، يمكن بعد ذلك تجميع هذا الكود بلغة بايت كود الخاصة بآلة الإيثيريوم الافتراضية لكي تتمكن الآلة من فهم المكتوب.

ما هو الغرض من الآلة الافتراضية للإيثيريوم؟

تُحدد آلة الإيثيريوم الافتراضية الحالة العامة للإيثيريوم في كل كتلة في البلوكتشين، ومثل الشبكات الأخرى القائمة على البلوكتشين فإن الإيثيريوم تستخدم دفتر حسابات موزع أيضاً، من أجل الحفاظ على قاعدة بيانات للمعاملات وفرض القواعد على الشبكة، كما أن كفاءة العقد الذكي تعني أن الإيثيريوم لديها طبقة وظيفية إضافية تسمى بآلة الحالة الموزعة.

وتُعرف حالة الإيثيريوم على أنها قاعدة بيانات تتكون من جميع أرصدة وحسابات ETH، وهي أيضاً حالة آلة يمكن أن تتغير مع كل كتلة جديدة، وفقاً لقواعد محددة مسبقاً قادرة على تنفيذ أي رمز آلة، بحيث يتم تحديد تلك القواعد من خلال آلة الإيثيريوم الافتراضية مع كل كتلة جديدة.

مزايا آلة الإيثيريوم الافتراضية

1. يمكن لأي شخص تقريباً إنشاء تطبيق لامركزي من خلال آلة الإيثيريوم الافتراضية، وهناك العديد من حالات الاستخدام لهذه التقنية وهي ليست مقتصرة على مجموعة محددة من الأفراد.
2. توفر العقود الذكية العديد من الفوائد أيضاً، وأحد الأمثلة على ذلك هو الرموز غير القابلة للاستبدال NFTs التي استحوذت على الفضاء الرقمي.

عيوب آلة الإيثيريوم الافتراضية

1. آلة الإيثيريوم الافتراضية ليست لامركزيةً بالكامل، حيث يتم استضافة العديد من العُقد على خوادم سحابية مركزية مثل Amazon Web Services، مما يعني أنه إذا قرر أحد هذه الخوادم إغلاق العُقد فإنها تستطيع إتلاف الشبكة بالكامل.
2. الرسوم مرتفعة خاصة عند وجود ازدحام على الشبكة، والجدير بالذِكر أن المستخدمين الذين يرسلون معاملات كبيرة لن يتأثروا بتلك الرسوم مقارنة مع بأصحاب المعاملات الأصغر على الشبكة.

ما هو الفرق بين السلاسل المتوافقة مع آلة الإيثيريوم الافتراضية والسلاسل غير المتوافقة معها

سنعدد أهم 10 سلاسل عامة متوافقة مع آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM):

وهي أربيتروم (Arbitrum)،

الإيثيريوم (Ethereum)،

بينانس (Binance)

أفالانش (Avalanche)،

فانتوم (Fantom)،

بوليغون (Polygon)،

ترون (Tron)

كرونوس (Cronos)

أما غير المتوافقة (Non EVM) فأهمها:

تيرا لونا

سولانا.

سنجد أنه وفي حين أن عدد السلاسل غير المتوافقة مع EVM صغير، إلا أن تيرا لونا (Terra) و سولانا (Solana) يمثلان أكثر من 11٪ من إجمالي الـ TVL في عام 2021.دعونا نقارن بين سلسلتين رائعتين متوافقتين مع EVM، وهما أفالانش (Avalanche) وأربيتروم (Arbitrum)، مع سلسلتين غير متوافقين مع EVM، وهما تيرا لونا (Terra) وسولانا  (Solana).في الواقع، النظم البيئية المتوافقة أكثر ازدهاراً، ويلاحظ ذلك عندما يتم النظر إلى بيانات المشروع على السلاسل، نجد أن هناك عدد كبير من المشاريع التي تم نشرها على السلاسل العامة المتوافقة مع EVM. على سبيل المثال، يوجد ما لا يقل عن 40 مشروعاً في شبكة أفالانش (Avalanche) وأربيتروم (Arbitrum)، بينما هناك عدد قليل نسبياً من المشاريع المنشورة في سولانا (Solana) وتيرا (Terra). من بين أهم السلاسل المتوافقة مع آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM)، مشروح (AAVE) وهو المشروع الذي يحتوي على أعلى TVL في شبكة أفالانش (Avalanche)، ومشروع (Curve) الذي يمتلك أعلى TVL في سلسلة أربيتروم (Arbitrum)، وكلاهما تم ترحيلهما من الإيثيريوم.على الجانب الآخر تمنح السلاسل التي لا تعتمد على EVM للمشروعات مساحة أكبر للابتكار بعيداً عن قيود الايثيريوم، تعتبر مشاريع مثل راديوم (Raydium) وسيروم (Serum) في سلسلة سولانا (Solana) فريدة بالنسبة إلى شبكة سولانا. من ناحية أخرى، تعد تيرا لونا (Terra) سلسلة عامة خاصة تركز على ربط المدفوعات على السلسلة وخارجها.

ما هي المزايا والعيوب في كل من السلاسل المتوافقة مع آلة الايثيريوم الافتراضية وغير المتوافقة معها ؟

١- المتوافق مع EVM:

الإيجابيات: قابلة للتطوير، وسهلة الترحيل من نظام إيثر البيئي للمشاريع، بالإضافة إلى وصول أسهل للمستخدمين.

السلبيات: قابلية ابتكار أقل بالنسبة للمطورين، وذلك بسبب قواعد شبكة الإيثيريوم و آلتها الافتراضية.

٢- السلاسل الغير متوافقة مع EVM:

الإيجابيات: يمكن إنشاء تطبيقات أكثر تميزاً وابتكاراً، ارتفاع تكاليف ترحيل المستخدمين والمزيد من الفرص لبناء حواجز النظام البيئي.

السلبيات: التكلفة العالية للمطورين الذين يعانون من حواجز الدخول، وصعوبة ترحيل المشاريع والمستخدمين من سلاسل أخرى.