Le moteur de fonctionnement d’Ethereum, la machine virtuelle Ethereum (EVM), est essentielle pour permettre aux développeurs de concevoir et de mettre en œuvre des applications décentralisées (DApps).
La blockchain Ethereum demeure la plateforme de choix pour les développeurs, malgré une vitesse de traitement des transactions parfois plus lente et des coûts de gaz élevés. Ces facteurs n’ont pas diminué l’intérêt pour Ethereum.
L’écosystème Ethereum, fort de son expérience et de sa maturité, inspire confiance aux développeurs. De plus, Ethereum met à disposition un large éventail de ressources et d’outils pour faciliter le développement.
Ces dernières années, l’univers des cryptomonnaies a vu émerger de nombreux écosystèmes de blockchains. Cependant, l’écosystème Ethereum se distingue, avec une capitalisation boursière dépassant les 368 milliards de dollars.
Après avoir saisi l’importance de la blockchain Ethereum, nous allons examiner plus en détail l’EVM.
Présentation de l’EVM
L’EVM, ou machine virtuelle Ethereum, est un environnement informatique virtuel conçu pour soutenir la création d’applications décentralisées (DApps). Les développeurs utilisent cette machine virtuelle pour déployer et exécuter les contrats intelligents d’Ethereum.
Un contrat intelligent est un programme informatique qui fonctionne sur la blockchain Ethereum. Ces contrats s’exécutent automatiquement en fonction des accords entre les utilisateurs.
Grâce aux contrats intelligents, il est possible de définir des règles ou des conditions spécifiques. Une fois ces conditions remplies, le contrat est automatiquement exécuté.
Il est essentiel de comprendre deux concepts fondamentaux liés à l’EVM : la notion de machine virtuelle et la complétude de Turing.
Machines virtuelles
Les machines virtuelles sont des programmes qui simulent le comportement d’un ordinateur. Elles agissent comme des unités de traitement et de stockage de données.
Le fonctionnement des machines virtuelles est similaire à celui des logiciels que nous utilisons quotidiennement. Contrairement à nos ordinateurs, les machines virtuelles sont capables de réaliser des opérations complexes.
Complétude de Turing
Concept nommé d’après le mathématicien britannique Alan Turing, la complétude de Turing assure qu’une machine peut effectuer n’importe quel calcul. Une machine de Turing, avec suffisamment de mémoire et de temps, peut résoudre toute opération complexe.
L’EVM est donc une machine virtuelle dotée de la complétude de Turing, une combinaison qui offre un avantage considérable aux développeurs de DApps.
L’EVM garantit également la sécurité de la blockchain Ethereum et permet d’effectuer des calculs complexes rapidement.
L’EVM est installée sur le système d’exploitation pour une exécution plus rapide. De plus, cette machine virtuelle sert d’intermédiaire entre le système d’exploitation et le contrat intelligent.
Objectifs de l’EVM
L’objectif principal de l’EVM est de fournir l’infrastructure nécessaire aux DApps. Cette machine virtuelle limite également les perturbations majeures sur le réseau Ethereum.
Comme mentionné précédemment, les développeurs mettent en œuvre des contrats intelligents afin d’exécuter des fonctions sur la blockchain. Ces contrats intelligents et DApps sont convertis en bytecode.
Le bytecode est un langage informatique issu du code source et conçu pour fonctionner sur une machine virtuelle. Il s’agit d’un format lisible par ordinateur.
Une fois la conversion effectuée, les bytecodes sont déployés sur l’EVM. Ensuite, ces codes sont diffusés à tous les nœuds du réseau Ethereum.
En plus du bytecode, l’EVM utilise des « opcodes », un ensemble d’instructions. Ces opcodes permettent à l’EVM d’effectuer diverses tâches.
Plus de 140 opcodes sont utilisés pour activer les différents processus de l’EVM. En résumé, les opcodes simplifient les instructions de programmation pour l’EVM.
L’EVM joue un rôle crucial pour assurer le bon fonctionnement de chaque contrat intelligent. De plus, les données de transaction sont mises à jour sur le réseau Ethereum.
Le Gaz et son impact sur les performances de l’EVM
Le gaz peut être considéré comme le carburant de l’EVM. Il représente les frais nécessaires pour effectuer les opérations des contrats intelligents Ethereum.
Le coût du gaz dépend de la complexité de l’opcode et est payé en Wei, la plus petite fraction d’Ether (ETH).
Le gaz joue également un rôle essentiel dans la sécurité du réseau Ethereum. En effet, les coûts élevés du gaz protègent le réseau contre les attaques.
Les validateurs des transactions sont rémunérés en gaz. De plus, plus la complexité augmente, plus les récompenses sont élevées.
Le mécanisme du gaz permet aux validateurs de distinguer les transactions complexes des transactions plus simples. Par exemple, les validateurs peuvent privilégier les opcodes difficiles afin d’obtenir un gain en gaz plus important.
Le tarif du gaz est fortement influencé par l’activité du réseau. De plus, la partie non utilisée du gaz est remboursée à l’expéditeur après la transaction.
Maintenant que vous comprenez l’importance du gaz, examinons le processus de stockage des données dans l’EVM.
Stockage de données dans l’EVM
Comme vous le savez, les données sont une ressource précieuse. Par conséquent, le stockage des données est un élément essentiel de l’EVM.
Dans un premier temps, voyons comment les données sont stockées dans Ethereum.
Ethereum utilise des structures de données appelées « tries » pour stocker les données, qu’elles soient permanentes ou temporaires.
La blockchain Ethereum utilise trois types de tries :
- Le State Trie : Le Global State Trie est le seul trie d’état d’Ethereum, constamment mis à jour. Ce trie comprend une valeur et une clé pour chaque compte Ethereum.
- Le Storage Trie : Les données du contrat sont stockées ici. Par conséquent, un trie de stockage est propre à chaque compte Ethereum.
- Le Transaction Trie : Ce trie conserve l’ensemble des transactions de chaque bloc. Il permet de retrouver facilement des transactions spécifiques.
La division des données en trois tries distincts facilite le stockage et la gestion d’un volume important de données par Ethereum. De plus, ce mécanisme offre aux utilisateurs un accès plus simple et plus sûr aux données.
Dans l’EVM, il existe deux types de données du protocole Ethereum : les données éphémères et les données permanentes.
- Données éphémères : Ces données sont temporaires et évoluent en fonction des nouvelles transactions, par exemple, le solde d’un portefeuille.
- Données permanentes : Comme leur nom l’indique, ces données sont stockées de manière permanente dans la structure de données d’Ethereum. De plus, elles ne peuvent être ni changées ni modifiées.
Vous avez peut-être remarqué des similitudes intéressantes entre l’EVM et le processeur de votre ordinateur.
Les développeurs Ethereum créent des DApps qui ressemblent aux logiciels informatiques.
La différence réside dans le fait qu’au lieu de langages tels que C++ ou Java, Ethereum utilise Solidity. Ce code est ensuite partagé entre différents nœuds/systèmes.
À l’instar de nos ordinateurs, l’EVM ne dispose pas de processeur physique. Il s’agit d’un processeur virtuel distribué sur un réseau mondial.
Avantages de l’EVM
Voici quelques-uns des avantages de l’EVM :
Décentralisation
L’EVM est essentielle pour limiter le pouvoir d’une autorité centrale. Personne ne peut contrôler les transactions qui ont lieu sur le réseau Ethereum.
De plus, il n’est pas possible de supprimer les DApps déployées. Cela donne aux développeurs la liberté de créer des projets innovants.
Faibles barrières à l’entrée
L’EVM permet aux développeurs de créer des DApps sans restrictions. Cette machine virtuelle offre la possibilité de concevoir et de mettre en œuvre des contrats intelligents adaptés à leurs besoins spécifiques.
Facilité d’exécution de contrats intelligents complexes
L’EVM est capable d’exécuter les tâches complexes qui sont assignées dans les contrats intelligents. De plus, les développeurs ont la possibilité de créer un contrat intelligent et de l’exécuter sur diverses plateformes.
Fiabilité
Le mécanisme sophistiqué de l’EVM permet d’assurer une exécution sans erreur des transactions. Le développeur peut gérer l’impact d’un contrat intelligent en fonction de sa complexité.
Sécurité des données
L’EVM protège les données des développeurs. Ce facteur de confiance encourage les développeurs à expérimenter avec différents types de codes.
En cas d’utilisation d’un code non fiable, les données personnelles ne sont pas compromises. Le processus de calcul n’affecte pas non plus les autres fonctions du système.
Inconvénients de l’EVM
Coût élevé du gaz
L’exécution des transactions nécessite le paiement de frais en jetons ETH. Le coût du gaz varie en fonction de la complexité de la transaction.
De plus, le type et la rapidité de la transaction influencent également le coût du gaz. Des calculatrices en ligne permettent d’estimer le gaz nécessaire pour une transaction.
Les frais de gaz augmentent en cas de forte congestion du réseau, ce qui peut entraîner des coûts très élevés.
Stockage de données important
Comme mentionné précédemment, les données sont un élément crucial de l’EVM. Le stockage et la gestion des données sont indispensables au fonctionnement de la machine.
La complexité d’une transaction entraîne également un important stockage de données. Comme les frais de gaz, les coûts de stockage peuvent parfois être élevés.
Nécessite des connaissances techniques
Il n’est pas possible de modifier un contrat intelligent déployé. Par conséquent, les développeurs doivent posséder une solide expertise technique pour créer des contrats intelligents.
L’EVM étant un système Turing complet, les développeurs peuvent utiliser n’importe quel langage de programmation. Cependant, une mauvaise programmation peut avoir des conséquences néfastes sur l’ensemble du projet.
L’avenir de l’EVM
La technologie blockchain et l’EVM sont encore à leurs débuts. Dans les années à venir, la vitesse et l’efficacité de l’EVM devraient augmenter.
La rapidité des transactions et les coûts de gaz élevés représentent un défi majeur. Résoudre ces problèmes améliorera l’avenir de l’EVM.
L’EVM jouera un rôle essentiel dans la décentralisation des grandes industries. Cette transformation aura un impact considérable sur de nombreux secteurs.
La banque, les jeux, la cybersécurité, la logistique, la santé, le stockage en nuage et l’immobilier sont quelques-uns des secteurs qui devraient connaître une transformation significative. De plus, de nouvelles DApps plus utiles faciliteront la vie des gens.
La vision du fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, de développer un écosystème multi-rollup a également un impact positif sur l’EVM. La mise en œuvre de cet écosystème améliore les fonctionnalités de l’EVM.
L’interopérabilité, qui permettra aux DApps de différentes blockchains d’interagir entre elles, est un autre changement majeur qui affectera l’EVM.
Cette fonctionnalité encourage la collaboration entre les différents projets cryptographiques. De plus, de plus en plus de développeurs choisissent l’EVM pour déployer leurs contrats intelligents.
Note de l’auteur
Les machines virtuelles Ethereum contribuent de manière significative à la création d’un écosystème décentralisé. Les développeurs de DApp disposent désormais de plus de ressources pour réaliser leurs projets.
Les développeurs considèrent Ethereum comme une plateforme complète pour le développement de DApps, ce qui laisse présager un avenir prometteur pour l’EVM.
Les machines virtuelles Ethereum ne sont pas parfaites et comportent certains inconvénients. Au fil des avancées technologiques, l’EVM continue d’évoluer pour devenir une version améliorée.
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