ما هي آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)؟

تُعد آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) إنجازًا ثوريًا في تكنولوجيا البلوكشين، وتشكل الأساس لفهم معنى EVM في عالم الكريبتو. عندما ابتكر فيتاليك بوتيرين شبكة إيثريوم، تخيل بلوكشين يتجاوز معالجة المعاملات فقط كما في بيتكوين. والنتيجة كانت شبكة قادرة على تنفيذ العقود الذكية عبر نظام حوسبة متقدم يُعرف باسم آلة إيثريوم الافتراضية. تستعرض هذه المقالة المفاهيم الأساسية، وآليات العمل، والفوائد، وآفاق مستقبل EVM.

ما هي العقود الذكية؟

العقود الذكية هي برامج حاسوبية مستقلة تُنفذ على شبكات البلوكشين دون تدخل بشري. تتكون هذه التطبيقات من أكواد بيانات ينشرها المطورون لتنفيذ تعليمات محددة بناءً على شروط محددة مسبقًا. بمجرد نشرها، تعمل العقود الذكية كما تمت برمجتها تمامًا، وتلغي الحاجة إلى الوسطاء أو السيطرة المركزية. كانت إيثريوم رائدة في تطبيق العقود الذكية، واليوم تعمل ملايين العقود الذكية على بلوكشين إيثريوم. لم يكن هذا التطور ممكنًا بدون البنية التحتية الأساسية التي توفرها EVM، والتي تُعد بيئة التنفيذ لجميع عمليات العقود الذكية.

ما هي آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)؟

آلة إيثريوم الافتراضية هي منصة برمجية رقمية مضمنة في نواة بروتوكول إيثريوم. إن فهم معنى EVM في الكريبتو ضروري لاستيعاب آليات تكنولوجيا البلوكشين المعاصرة. وكما يشير اسمها، فهي تعمل كآلة افتراضية—بيئة حوسبة برمجية قادرة على تنفيذ البرامج، وتخزين البيانات، وربط الشبكات، وأداء عمليات حوسبة متنوعة. وتكمن المهمة الأساسية لـ EVM في تنفيذ ونشر العقود الذكية على شبكة إيثريوم. بخلاف الآلات الافتراضية التقليدية التي تعمل على جهاز منفرد، تُشغّل EVM عبر آلاف العقد ضمن شبكة موزعة، مما يضمن اللامركزية والأمان. وتتيح هذه البنية لبلوكشين إيثريوم أن تتجاوز دور السجل، لتصبح منصة حوسبة عالمية لا مركزية.

كيف تعمل

آلية عمل EVM أكثر تعقيدًا من معالجة المعاملات البسيطة بين الأفراد. يصف مطورو إيثريوم الشبكة بأنها "آلة حالة غير محدودة"، في إشارة إلى نهج EVM المتطور في إدارة البيانات وتنفيذ الكود. يعمل النظام من خلال حالتين مترابطتين: حالة العالم وحالة الآلة.

تُعد حالة العالم السجل الدائم لإيثريوم، حيث تُخزن أرصدة الحسابات وبيانات العقود الذكية. وكما في سجل بيتكوين، فإن هذه الحالة لا مركزية، وغير قابلة للتغيير، ومتاحة للجميع. في كل مرة تُنفذ معاملة، تقوم EVM بتحديث حالة العالم لضمان مزامنة البيانات وإتاحتها لجميع المشاركين في الوقت الفعلي عبر مستكشفي الكتل.

تمثل حالة الآلة الطبقة الحوسبية التي تعالج فيها EVM المعاملات خطوة بخطوة. وغالبًا ما تُسمى "صندوق الرمل" لمطوري إيثريوم، وتدير نوعين رئيسيين من المعاملات. النوع الأول، "نداءات الرسائل"، يتعلق بنقل رموز ETH بين الحسابات. في هذه الحالة، تنقل EVM الرموز من محفظة إلى أخرى وتحدّث حالة العالم، مع احتساب رسوم الغاز مقابل العمل الحوسبي المنفذ. أما النوع الثاني، "إنشاء العقود"، فيحدث عند نشر المطورين لعقود ذكية على شبكة إيثريوم، ويتطلب دفع رسوم غاز وتقديم كود بايت العقد الذكي لتنفيذه.

لغة البرمجة Solidity

يعتمد المطورون بشكل أساسي على لغة البرمجة العالية المستوى Solidity، المشابهة للغة JavaScript، لإنشاء عقود إيثريوم الذكية. يتطلب فهم معنى EVM في الكريبتو معرفة كيفية تحويل الكود وتنفيذه. على الرغم من أن Solidity قابلة للقراءة البشرية، إلا أن الأجهزة لا تستطيع تفسيرها مباشرة، لذا تُترجم العقود الذكية المكتوبة بها إلى كود بايت قابل للتنفيذ باستخدام مترجم آلة إيثريوم الافتراضية مثل solc. تحول عملية الترجمة الكود إلى تعليمات منخفضة المستوى تنفذها EVM. ويُمثل كود البايت الشكل النهائي للعقد الذكي الذي يُنشر على البلوكشين وتنفذه EVM.

تنفيذ العقود الذكية

تسير عملية التنفيذ ضمن EVM وفق آلية دقيقة ومحكمة. حينما تعالج EVM كود البايت، تستهلك غازًا بحسب تكلفة كل عملية. إذا نفد الغاز قبل إتمام المعاملة، تتوقف EVM عن التنفيذ وتلغي المعاملة دون تغيير حالة العالم. في هذه الحالة، يخسر المرسل قيمة الغاز المدفوع، رغم بقاء الشبكة دون تأثر. أما إذا اكتمل التنفيذ بنجاح، تحدّث EVM حالة العالم لتعكس التغيرات التي حدثت، وهو ما يضمن اتساق البيانات عبر الشبكة بالكامل.

رسوم الغاز في إيثريوم

تلعب رسوم الغاز دورًا محوريًا في منظومة إيثريوم. سابقًا، مع اعتماد إثبات العمل، كانت رسوم الغاز تعوض المعدنين عن تكاليف المعدات والطاقة لمعالجة المعاملات. في تحويلات ETH البسيطة، تتغير رسوم الغاز تبعًا لازدحام الشبكة والطلب.

أما في تنفيذ العقود الذكية، فلرسوم الغاز وظيفة أمنية إضافية. يتم تقسيم كود بايت العقد الذكي إلى رموز تشغيلية (opcodes)، وهي تعليمات فردية تنفذها EVM. كل opcode لها تكلفة غاز تتناسب مع تعقيدها. تحمي هذه الآلية الشبكة من الهجمات الخبيثة؛ فعلى سبيل المثال، إذا حاول أحدهم تنفيذ هجوم عبر عقد متكرر بلا نهاية، تستمر EVM في التنفيذ مع احتساب رسوم غاز لكل عملية، ومع نفاد الغاز، يتم التخلي عن المعاملة دون تعطيل مستمر للشبكة.

ما هي فوائد EVM؟

توفر EVM مزايا كبيرة لنظام إيثريوم البيئي. في المقام الأول، تعزز الأمان ضد الأنشطة الضارة عبر تحديد استهلاك الموارد بواسطة رسوم الغاز، مما يتيح تنفيذ العقود الذكية والخدمات المؤتمتة في بيئة موثوقة ولا مركزية.

أصبحت إيثريوم أكبر منظومة للعملات الرقمية وتُعد المعيار الذهبي لتطوير التطبيقات اللامركزية (DApp) ونشر العقود الذكية. وتمتد أهمية EVM لما هو أبعد من بيئة التنفيذ، إذ تمثل تحولًا في طريقة عمل التطبيقات اللامركزية. كما أن العديد من البلوكشينات الأخرى أنشأت بيئات متوافقة مع EVM، ما يتيح للمطورين نقل تطبيقاتهم بسهولة دون تعديل الشيفرة المصدرية.

وتعمل EVM بمنهجية لا تتطلب إذنًا، ما يمكّن أي شخص من إنشاء ونشر عقود ذكية على إيثريوم دون موافقة سلطة مركزية. أدى هذا الانفتاح إلى ازدهار الابتكار وتطوير خدمات وتطبيقات لامركزية نالت انتشارًا واسعًا.

حالات استخدام EVM

مكنت EVM تطبيقات مبتكرة متنوعة في منظومة البلوكشين. فيما يلي خمس حالات استخدام بارزة توضح مرونتها وتأثيرها.

رموز ERC-20 تمثل أصولًا رقمية قابلة للاستبدال تُنشأ عبر العقود الذكية باستخدام هياكل بيانات موحدة تحدد أسماء الرموز، توزيع العرض، وآليات التتبع. العديد من العملات الرقمية أُطلقت كرموز ERC-20، وأهم تطبيق حالي لها هو العملات المستقرة مثل USDT.

تستخدم منصات التداول اللامركزية العقود الذكية لتسهيل تداول العملات الرقمية دون وسطاء. وغالبًا ما تعتمد بروتوكولات صانع السوق الآلي (AMM)، ما يتيح للمستخدمين الوصول إلى تجمعات السيولة وتداول الرموز مباشرة بين الأطراف.

الرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs) هي أصول رقمية فريدة مخزنة على البلوكشين تثبت الملكية ولا يمكن تكرارها. تتيح العقود الذكية إنشاء وضرب مجموعات NFT، مع أمثلة معروفة مثل Bored Ape Yacht Club وCryptopunks. يمكن لمالكي NFT تداول أصولهم في أسواق متعددة.

تُمكن منصات الإقراض اللامركزية (DeFi) المستخدمين من إقراض أو اقتراض العملات الرقمية دون وسطاء ماليين تقليديين. تتحكم العقود الذكية بهذه البروتوكولات وتصدر القروض تلقائيًا للمقترضين وتوزع العوائد للمقرضين، أحيانًا يوميًا.

المنظمات المستقلة اللامركزية (DAOs) كيان جماعي بلا سلطة مركزية. يتخذ الأعضاء قرارات الحوكمة بشكل جماعي، وتحدد القواعد من قبل النواة المجتمعية وتُنفذ تلقائيًا عبر العقود الذكية بناء على شروط محددة مسبقًا.

قيود EVM

رغم إمكانياتها، تواجه EVM بعض القيود البارزة. أولها صعوبة الوصول—إذ يتطلب استخدام العقود الذكية معرفة بلغة Solidity ومهارات برمجية، ما يشكل حاجزًا أمام العديد من المستخدمين.

أما القيد الثاني فيتعلق بالتكلفة. فقد تصبح رسوم الغاز لإنشاء العقود الذكية أو نشر التطبيقات على إيثريوم مرتفعة جدًا، خاصة في أوقات ازدحام الشبكة، ما قد يثني المطورين والمستخدمين عن بناء أو استخدام تطبيقات قائمة على إيثريوم.

ما هي العملات الرقمية المتوافقة مع EVM؟

ظهرت سلاسل بلوكشين متوافقة مع EVM كحل لمشكلة ارتفاع رسوم الغاز في إيثريوم. أنشأ المطورون شبكات بديلة تضم عناصر من بنية إيثريوم، مما يتيح نقل الأصول بسهولة بين سلاسل EVM المتوافقة. اعتمدت عدة سلاسل بلوكشين شهيرة هذا النهج، منها منصات smart chain، Avalanche، Fantom، Cardano، Polygon، وTron. توفر هذه الشبكات وظائف مشابهة لإيثريوم مع سرعات معاملات أعلى ورسوم أقل غالبًا، ما يوسّع منظومة التطبيقات والخدمات اللامركزية المتاحة للمستخدمين.

مستقبل EVM

تركز رؤية فيتاليك بوتيرين لإيثريوم على إنشاء حاسوب فائق لا مركزي متاح عالميًا، وقد لعبت EVM دورًا محوريًا في تحقيق هذا الهدف. خضعت EVM منذ نشأتها لعدة ترقيات وتواصل التطور مع التقدم التقني.

أدخلت ترقية Dencun، التي اكتملت مطلع 2024، تحسينات كبيرة؛ فقد قدمت EIP-4844 تقنية proto-danksharding، ما خفض رسوم الغاز بشكل ملحوظ عبر معالجة بيانات معاملات الطبقة الثانية بكفاءة أكبر. تستخدم التقنية نوع بيانات جديد يُسمى blobs تُخزن مؤقتًا ثم تُزال، بدلاً من شغل مساحة البلوكشين بشكل دائم. كما حسّنت EIP-4788 التوافقية عبر إتاحة وصول EVM مباشرة إلى حالة Beacon Chain، لتدعم بروتوكولات مثل التخزين السائل والتفاعل عبر السلاسل.

مستقبلًا، يركز تطوير إيثريوم على قابلية التوسع عبر تقنيات التجميع (Rollup)، وتلعب آلات EVM المعتمدة على المعرفة الصفرية (zkEVMs) دورًا أساسيًا، إذ تتيح معالجة المعاملات خارج السلسلة بكفاءة مع الحفاظ على التوافق مع بنية إيثريوم الحالية. تعد هذه التطورات بتحسين قابلية التوسع مع الحفاظ على الأمان واللامركزية.

الخلاصة

تُمثل آلة إيثريوم الافتراضية ركيزة أساسية في تكنولوجيا البلوكشين، أحدثت تحولًا في طريقة عمل التطبيقات اللامركزية. إن فهم معنى EVM في عالم الكريبتو ضروري لكل من يسعى لاستيعاب مستقبل الحوسبة اللامركزية. بفضل تمكين العقود الذكية من التنفيذ الذاتي على شبكة موزعة، حولت EVM إيثريوم من عملة رقمية إلى منصة شاملة للحوسبة اللامركزية. يتجاوز دورها مجرد معالجة المعاملات؛ فهي توفر آليات أمان أساسية، وتدعم استخدامات متنوعة من الرموز حتى DAOs، وتستمر في التطور عبر ترقيات مثل Dencun وzkEVMs. رغم تحديات التعقيد التقني وارتفاع رسوم الغاز، أصبحت EVM المعيار الذهبي لتنفيذ العقود الذكية. مع استمرار تطور وتوسع إيثريوم، تظل EVM مركزية في تحقيق رؤية منصة حوسبة لامركزية عالمية تتيح للمطورين والمستخدمين بناء تطبيقات مبتكرة دون سيطرة مركزية.

الأسئلة الشائعة

ما هي محفظة الكريبتو المتوافقة مع EVM؟

محفظة Rabby هي محفظة كريبتو متوافقة مع EVM، تدعم إيثريوم وجميع سلاسل EVM المتوافقة. المحفظة غير حفظية ومفتوحة المصدر.

كيف أحصل على عنوان محفظة EVM الخاصة بي؟

افتح تطبيق محفظتك المتوافقة مع EVM، واختر شبكة إيثريوم، وسيظهر عنوان المحفظة. يمكنك نسخه أو مشاركته لإتمام المعاملات.

ما هي EVM ببساطة؟

EVM هي آلة إيثريوم الافتراضية، بيئة رقمية تنفذ العقود الذكية وتعالج المعاملات على شبكة إيثريوم.