比特币 (BTC) 开启了加密货币革命，而以太坊 (ETH) 则为去中心化网络带来了更大的复杂性和多功能性。以太坊团队并不只专注于在点对点(P2P) 网络上转移价值，而是设想了一种无需许可的互联网版本，其中去中心化应用程序(dApp) 在区块链上运行，而不是在集中控制的服务器上运行。
为了实现以太坊的去中心化在线体验梦想，程序员们构建了一款革命性的软件，即以太坊虚拟机 (EVM)，为其开创性的协议提供支持。借助 EVM，第三方开发人员可以创建多样化、动态的去中心化在线服务，而用户可以享受一种全新的网络交互方式。
在本指南中，我们将讨论什么是 EVM，它如何促进 Web3 的兴起以及它的优缺点。
什么是以太坊虚拟机（EVM）？
EVM 是以太坊的基础软件基础设施，可在整个网络中广播、解释和编译交易数据。然而，与之前的加密区块链不同，EVM 预先构建了识别和处理细微自动化命令（称为智能合约）的能力。这种智能合约功能使以太坊的虚拟机类似于基于云的超级计算机，可以不断识别和重新组织所有基于 ETH 的应用程序的当前状态（或状态）。
有时，加密爱好者将 EVM 称为以太坊的大脑或中枢神经系统，因为区块链上的所有活动都必须通过 EVM。EVM上的节点跟踪整个以太坊生态系统的所有交互，并根据以太坊的编码指令不断刷新最新的帐户详细信息。
EVM 的用途是什么？
EVM 是互联网实验性和去中心化版本（俗称Web3）的基础层。该协议的沙盒设计为第三方程序员提供了灵活性和安全性，可以部署具有无限高级功能的 dApp，包括去中心化金融(DeFi) 交易、边玩边赚游戏或非同质化代币(NFT)。
由于 EVM dApps 在区块链技术而不是集中式服务器上运行，它们为网络用户提供了独特的价值主张，例如在自托管钱包中托管他们的数字资产、P2P 交易和分散治理。
除了实现数字应用的去中心化，EVM 还是不断发展的 Web3 生态系统中的重要枢纽。由于以太坊是最古老的智能合约区块链，并且拥有强大的开发者社区，因此许多加密项目都利用 EVM 无缝移植 dApp 到多个网络。例如，Arbitrum (ARB)、Avalanche (AVAX) 和Polygon (MATIC) 区块链与 EVM 兼容，这意味着它们与以太坊的区块链同步，并为交易者提供更大的去中心化服务访问权限。
随着 EVM 成为处理智能合约代码的黄金标准，它简化了不同加密货币网络之间的通信，使 Web3 更加用户友好、可访问且互联互通。
EVM 如何工作？
尽管 EVM 可以理解多种编程语言，但开发人员通常使用 Vyper 或 Solidity 为他们的 dApp 编写智能合约并提交处理。一旦程序员准备好部署他们的 EVM 智能合约，他们就会通过编译器运行它们，编译器将 Solidity 等高级、人类可读的语言转换为机器友好的 1 和 0（又称字节码），并将此信息存储在以太坊区块链上。
EVM 知道何时以及执行哪些操作——这要归功于一组简短的预定义命令，称为操作码，这些命令写入每个 dApp 的编程中。当 EVM 上的节点识别出与智能合约条件相对应的状态变化时，它会自动逐步执行与每个操作码相关的操作，同时将这些数据记录在分布式支付分类账上。
该机器还收取gas 费，开发者和交易者以 ETH 支付这些费用以支付每个操作码所需的能源。这些费用会根据网络需求和智能合约的复杂性而波动，并作为对良好行为的激励，支付给以太坊的节点运营商。
EVM 的优缺点
由于对智能合约应用程序的无缝支持，EVM 为区块链开辟了令人兴奋的新可能性——但这款革命性软件并非完美无缺。尽管核心开发人员继续完善 EVM 的功能，但人们对其效率和可扩展性提出了批评。
EVM 优点
高安全标准
EVM 上的智能合约享有以太坊区块链庞大的社区和良好的安全性声誉。EVM 的历史和设计元素（如合约不变性和透明支付账本）使其成为执行 dApp 和处理 P2P 数字资产的安全环境。此外，EVM 的 gas 费用模型可防止无限循环，从而降低分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击的风险。
庞大的开发者群体
以太坊的开发者社区通常是加密货币领域最大的社区之一，有数千名全球贡献者在 EVM 上工作。这个庞大的开发者人才库促进了 EVM 的创新和不断改进，并通过丰富的工具、共享知识和资源简化了应用程序的构建过程。
提高灵活性和互操作性
EVM 是一个图灵完备系统，这意味着它具有在传统计算机上执行任何计算的多功能性。依赖 EVM 的开发人员还可以使用多种编程语言之一来构建他们的 dApp 并将其部署在众多 EVM 区块链上。EVM 的灵活性和互操作性使区块链开发人员可以轻松设计他们的理想协议并将其移植到整个 Web3 中。
强大的用户基础
以太坊是继比特币之后市值第二大的加密货币，并且通常持有 DeFi 等 Web3 领域的大部分锁定资金。尽管竞争智能合约网络的费用较低，但许多开发人员仍然倾向于使用 EVM，以利用其现有的用户群和知名度。
EVM 缺点
网络拥堵加剧
EVM 的顺序处理系统有时会导致瓶颈，尤其是在拥堵严重的时候。例如，当 NFT 游戏 CryptoKitties 在 2017 年席卷以太坊时，EVM 无法足够快地处理数十亿个请求以跟上用户需求。即使在正常的网络运行期间，以太坊区块链上交易处理的平均时间也约为 14 分钟。
EVM 加密货币 gas 费用高昂
EVM 面临的一个相关可扩展性挑战是其 gas 费用比许多竞争区块链更高。在需求极高的时候，使用 dApp 或部署智能合约的费用会达到令人望而却步的水平。对以太坊 gas 费用的抱怨导致了竞争智能合约区块链和费用较低的 EVM 兼容替代方案的兴起。
仍然容易出现编码错误
虽然 EVM 为开发 dApp 和执行智能合约提供了安全的沙盒环境，但它没有内部审计系统来防止代码漏洞、故障或错误。第三方审计有助于防止错误，但弱编码指令可能会给基于 EVM 的协议带来严重的安全隐患。
