La machine virtuelle Ethereum (EVM) est une plateforme d’exécution de contrats intelligents sur le réseau Ethereum. Il fonctionne comme une machine virtuelle décentralisée qui traite et exécute le code des contrats intelligents de manière sécurisée et immuable. L’EVM est essentiel à la fonctionnalité d’Ethereum, permettant la création d’applications décentralisées (DApps) et de contrats intelligents qui fonctionnent dans un environnement fiable et résistant à la censure.
L’EVM est la pierre angulaire de la fonctionnalité intelligente du réseau Ethereum. Conçue par Vitalik Buterin en 2015, l’EVM est une machine virtuelle Turing-complète qui exécute le code des contrats intelligents écrits en langage Solidity. Contrairement aux autres machines virtuelles, l’EVM fonctionne sur un réseau décentralisé de nœuds, ce qui garantit l’immuabilité et la sécurité des opérations.
Origine de la machine virtuelle Ethereum
La genèse de la machine virtuelle Ethereum remonte à l’esprit visionnaire de Vitalik Buterin, le créateur d’Ethereum. En 2013, Buterin a proposé l’idée d’Ethereum, une plateforme blockchain au-delà des transactions de crypto-monnaies, visant à exécuter des contrats intelligents. L’EVM a été conçu comme un élément central de cette vision audacieuse.
En 2015, avec le lancement du réseau Ethereum, l’EVM a été présenté au monde comme une machine virtuelle Turing-complète, conçue pour exécuter le code des contrats intelligents dans un environnement décentralisé. Cette vision, qui consiste à fournir un environnement sécurisé et immuable pour l’exécution de contrats intelligents, a inauguré une nouvelle ère dans la technologie blockchain.
L’EVM a fait l’objet d’améliorations constantes pour répondre aux défis de l’évolutivité et de l’efficacité. Plusieurs projets sont actuellement en cours pour mettre en œuvre des mises à jour majeures, comme Ethereum 2.0, suite à la migration du consensus Proof of Work vers Proof of Stake, améliorant ainsi la vitesse et l’efficacité du réseau.
Comment fonctionne la machine virtuelle Ethereum
Architecture et technologies sous-jacentes
L’EVM fonctionne dans un réseau décentralisé de nœuds, chacun exécutant une instance de la machine virtuelle. L’architecture de l’EVM est basée sur la technologie blockchain d’Ethereum, qui utilise un consensus par preuve de travail pour valider et ajouter de nouveaux blocs à la chaîne. Chaque nœud contient une copie complète de l’historique de la blockchain et donc de tous les contrats intelligents et transactions exécutés.
L’EVM utilise la célèbre machine virtuelle Ethereum, qui est Turing complète, ce qui signifie qu’elle peut exécuter n’importe quel programme pouvant être exprimé en termes algorithmiques. Cela permet aux développeurs de créer des contrats intelligents complexes. La machine virtuelle fonctionne sur du bytecode, un ensemble d’instructions de bas niveau généré par le compilateur de Solidity, le principal langage de programmation pour les contrats intelligents dans Ethereum.
Principe du gaz et coûts de mise en œuvre
L’un des aspects distinctifs de l’EVM est le concept de “gaz”. Chaque opération effectuée sur le réseau, qu’il s’agisse d’une simple transaction ou de l’exécution d’un contrat intelligent complexe, a un coût associé en termes de gaz. Ce mécanisme permet d’éviter les abus de ressources et de garantir que les participants au réseau sont récompensés pour leur contribution informatique.
Les utilisateurs souhaitant effectuer une action sur le réseau, comme envoyer de l’Ether ou exécuter un contrat intelligent, doivent spécifier une quantité de gaz et un prix par unité de gaz qu’ils sont prêts à payer. Cette approche crée un marché transparent et efficace pour l’exécution des transactions sur le réseau Ethereum.
Mise en œuvre des contrats intelligents
Lorsqu’un utilisateur initie une transaction impliquant l’exécution d’un contrat intelligent, l’EVM entre en jeu. La transaction est propagée dans le réseau, et chaque nœud exécute la logique du contrat intelligent de manière indépendante pour valider les résultats et parvenir à un consensus. Ce processus décentralisé garantit que tous les nœuds parviennent à la même conclusion, ce qui assure l’intégrité et la sécurité.
Pendant l’exécution, chaque opération au sein du contrat intelligent consomme du gaz. Le coût total du gaz est calculé en multipliant la quantité de gaz consommée par le prix par unité de gaz spécifié par l’utilisateur. Si l’utilisateur n’a pas fourni suffisamment d’Ether pour couvrir le coût total du gaz, la transaction est annulée, ce qui garantit que les nœuds sont correctement rémunérés pour leur effort de calcul.
Machine virtuelle et consensus décentralisé
Le MVE, en tant que machine virtuelle décentralisée, fonctionne selon le principe du consensus distribué. Chaque nœud du réseau exécute les mêmes opérations et aboutit au même résultat pour une transaction donnée. Ce consensus est obtenu grâce à des algorithmes de consensus, tels que celui actuellement utilisé par Ethereum, appelé Ethash, qui exige des nœuds qu’ils résolvent des problèmes cryptographiques afin d’ajouter un bloc à la chaîne.
Cas d’utilisation de la machine virtuelle Ethereum (EVM) sur d’autres blockchains et solutions de couche 2
La machine virtuelle Ethereum (EVM) a transcendé son rôle dans le réseau Ethereum et est devenue une pierre angulaire pour diverses blockchains et solutions de couche 2. Ces implémentations tirent parti de la fonctionnalité et de la sécurité de l’EVM pour diversifier et améliorer l’interopérabilité dans l’espace blockchain.
1) Arbitrum : améliorer l’évolutivité
Arbitrum, une solution d’évolutivité pour Ethereum, utilise l’EVM pour permettre des contrats intelligents très efficaces hors chaîne. Il s’agit d’une chaîne de niveau 2 qui permet d’échelonner les transactions Ethereum, tout en conservant une compatibilité totale avec l’EVM. Les utilisateurs peuvent migrer et exécuter leurs contrats intelligents sur Arbitrum sans modifier le code original, profitant ainsi des améliorations en termes de vitesse et de frais de transaction.
2. Polygon (anciennement Matic) : Diversification et évolutivité
Polygon, une solution de couche 2 pour Ethereum, est basée sur EVM pour fournir un environnement compatible avec les contrats intelligents Ethereum. Elle propose des chaînes parallèles qui peuvent être personnalisées pour différents cas d’utilisation, de la finance décentralisée (DeFi) aux jeux et applications décentralisés (DApps). La prise en charge de l’EVM facilite la migration des projets d’Ethereum vers Polygon sans qu’il soit nécessaire de réécrire le code.
3. Binance Smart Chain (désormais BNB Chain) : concurrence et alternatives
Binance Smart Chain, une blockchain développée par Binance, met en œuvre l’EVM en tant que machine virtuelle. Ce choix stratégique permet aux développeurs Ethereum de transférer facilement leurs applications et leurs contrats intelligents vers BSC, en profitant de frais moins élevés et de vitesses de transaction plus rapides. La compatibilité avec l’EVM a contribué à l’adoption rapide de la BSC en tant qu’alternative viable à l’Ethereum.
4. Rollups optimistes : Optimisation de la couche 2
Optimistic Rollups est une solution d’évolutivité qui utilise EVM pour traiter les transactions hors de la chaîne principale Ethereum. En mettant en œuvre un mécanisme de consensus appelé rollup, les rollups optimistes améliorent l’efficacité et la rapidité des transactions sans sacrifier la sécurité inhérente à l’EVM. Il s’agit donc d’une solution attrayante pour les projets qui recherchent l’évolutivité sans compromettre la compatibilité avec l’EVM.
5. Fantom Opera : efficacité et rapidité
Fantom Opera est une blockchain asynchrone utilisant l’EVM. Cette implémentation offre des temps de blocage d’une seconde et des frais de transaction minimes, tout en maintenant la prise en charge des contrats intelligents Ethereum. Les projets à la recherche d’une plus grande efficacité et d’une plus grande rapidité trouvent dans Fantom Opera une option intéressante pour le déploiement de leurs applications décentralisées.
Alternatives à la machine virtuelle Ethereum
1. la machine virtuelle NEO (NeoVM):
Caractéristiques exceptionnelles :
- Langages de contrats intelligents : Prise en charge de plusieurs langages de contrats intelligents, notamment C#, Java et Python.
- Finalité rapide : NEO met en œuvre un modèle de consensus délégué tolérant aux fautes byzantines (dBFT), qui garantit la finalité rapide des transactions.
Utilisation typique : NEO se concentre sur la création d’une économie intelligente en numérisant les actifs et en exécutant des contrats intelligents.
2. Machine virtuelle EOS (EOS VM) :
Caractéristiques exceptionnelles :
- Évolutivité : conçu pour des performances et une évolutivité élevées, avec des temps de confirmation des transactions rapides.
- Modèle de rémunération : EOS utilise un modèle payant dans lequel les développeurs ne paient pas pour l’exécution des contrats, mais doivent posséder et mettre en jeu des jetons.
Utilisation typique : EOS VM est utilisé dans le réseau EOS pour exécuter des contrats intelligents et permettre le développement d’applications décentralisées en mettant l’accent sur l’évolutivité.
3. la machine virtuelle Tron (TVM) :
Caractéristiques exceptionnelles :
- Taux de transaction élevé : Tron est conçu pour offrir un taux de transaction élevé, permettant une exécution efficace des contrats intelligents.
- Bande passante gratuite : les utilisateurs ne paient pas pour la bande passante, ce qui encourage l’adoption et la participation au réseau.
Utilisation typique : La machine virtuelle Tron est utilisée dans le réseau Tron pour faciliter l’exécution de contrats intelligents et le développement d’applications décentralisées.
4. Machine virtuelle Cardano (CVM) :
Caractéristiques exceptionnelles :
- Approche scientifique : Cardano suit une approche scientifique du développement et utilise un langage de contrat intelligent fonctionnel appelé Plutus.
- Durabilité : cherche à traiter les questions de durabilité par une approche de gouvernance plus rigoureuse.
Utilisation typique : Cardano VM est utilisé dans le réseau Cardano pour exécuter des contrats intelligents et permettre le développement d’applications décentralisées.
5. Machine virtuelle Tezos (Michelson) :
Caractéristiques exceptionnelles :
- Contrats auto-modifiants : Tezos permet l’auto-modification des contrats, ce qui signifie que les contrats peuvent évoluer au fil du temps.
- Preuve formelle : se concentre sur la vérification formelle des contrats intelligents afin de garantir leur sécurité.
Utilisation typique : Michelson, la machine virtuelle de Tezos, est utilisée dans le réseau Tezos pour exécuter des contrats intelligents et faciliter la gouvernance décentralisée.
Conclusions
Ethereum Virtual Machine (EVM) a été un pilier essentiel dans le développement et l’expansion de l’écosystème blockchain, en particulier dans le domaine des contrats intelligents et des applications décentralisées (DApps). Sa conception polyvalente et sa capacité à exécuter du code de manière sécurisée et immuable ont ouvert la voie à l’innovation et à l’adoption massive sur le réseau Ethereum.
L’EVM a permis la création de contrats intelligents qui répondent à un large éventail de cas d’utilisation, des systèmes financiers décentralisés aux applications de jeu et de gouvernance. Son principe de “gaz” a permis d’établir un mécanisme transparent pour la consommation des ressources, d’éviter les abus et de garantir l’efficacité du réseau.
Si l’EVM a été fondamental, la croissance continue de l’espace blockchain a donné lieu à diverses alternatives qui cherchent à améliorer l’évolutivité, l’efficacité et la flexibilité. Cependant, l’EVM reste une référence importante, et sa compatibilité est devenue une norme essentielle pour de nombreuses blockchains et solutions de couche 2, permettant la portabilité des contrats intelligents et favorisant un écosystème interconnecté.
Le défi futur pour l’EVM consiste à résoudre les problèmes d’évolutivité et de tarification, en particulier avec la croissance constante du réseau Ethereum. Des mises à jour telles que Ethereum 2.0 cherchent à améliorer l’efficacité et à surmonter ces défis, en maintenant l’EVM comme une pièce centrale dans l’évolution de la technologie blockchain.