EVM là gì? Ưu nhược điểm của EVM đối với Ethereum

EVM là gì?

EVM (Ethereum Virtual Machine) là một loại máy ảo độc nhất được triển khai và vận hành trên toàn bộ các node trong mạng lưới Ethereum. EVM đóng vai trò thực thi và xác thực các hợp đồng thông minh (smart contracts), đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu cũng như duy trì tính phi tập trung của mạng lưới.

Tương tự mạng Bitcoin với việc các thợ đào xác thực giao dịch, trong mạng Ethereum, các node chạy EVM để xác thực các hợp đồng thông minh – nơi diễn ra mọi hoạt động như cho vay, đi vay, gửi nhận token,… Vì vậy, tất cả node trên Ethereum cần chạy một EVM nhằm tham gia vào quá trình xác thực và nhận phần thưởng ETH.

EVM có thể được xem như một sandbox độc lập, nơi các thao tác thử nghiệm và tính toán được thực hiện mà không ảnh hưởng đến mạng lưới bên ngoài. EVM hoàn toàn cô lập với mạng Ethereum, đảm bảo quá trình xác thực của các node không gây ảnh hưởng đến hoạt động của toàn mạng.

Ngoài Ethereum, các mạng lưới tương thích EVM cũng triển khai hợp đồng thông minh sử dụng ngôn ngữ giống Ethereum – Solidity. Do đó, các mạng này cần một máy ảo có khả năng xác thực Solidity tương tự EVM. Các mạng lưới EVM-compatible sử dụng chung ngôn ngữ hợp đồng và máy ảo giống với Ethereum.

EVM đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tính nhất quán dữ liệu, phi tập trung và xác thực trên mạng lưới Ethereum cũng như các mạng lưới tương thích EVM, từ đó đảm bảo an toàn và vận hành trơn tru cho các hợp đồng thông minh triển khai.

Mô hình hoạt động của EVM là gì?

Trái ngược với khái niệm “sổ cái phi tập trung” được sử dụng trong mạng Bitcoin để mô tả các quy tắc vận hành, Ethereum sử dụng thuật ngữ phức tạp hơn – “Distributed State Machine” (Máy Trạng Thái Phân Tán).

Để hiểu rõ hơn, trạng thái (state) của Ethereum là tập hợp dữ liệu trên mạng lưới bao gồm gas, lưu trữ hợp đồng,… Trạng thái này sẽ được cập nhật lại mỗi khi có khối (block) mới được thêm vào chuỗi.

Ethereum có khả năng tự do thay đổi trạng thái giữa các block, miễn là phù hợp với quy tắc của mạng lưới, tương tự Bitcoin. Và các quy tắc này được thiết lập bởi Máy Ảo Ethereum (EVM) – nơi diễn ra quá trình thực thi và xác thực các hợp đồng thông minh.

Ngoài vai trò thực thi hợp đồng, EVM còn đóng vai trò biên dịch ngôn ngữ lập trình Solidity thành bytecode – mã nguồn mà máy tính có thể hiểu và thực thi. Bytecode chứa các opcode (mã lệnh điều khiển) để mạng Ethereum có thể trực tiếp xử lý.

Với tính năng xử lý hợp đồng thông minh, Ethereum không chỉ là một “sổ cái phân tán”, mà nó còn là một “máy trạng thái phân tán”, với khả năng thay đổi trạng thái dữ liệu theo các quy tắc được lập trình sẵn bởi EVM. Đây là điểm khác biệt quan trọng so với mạng Bitcoin đơn thuần.

Ưu điểm của EVM là gì?

Đối với người dùng

Sử dụng các blockchain tương thích EVM mang lại nhiều ưu điểm cho người dùng, bao gồm:

• Cảm giác quen thuộc: Hầu hết mạng lưới EVM-compatible cung cấp trải nghiệm và giao diện tương tự như hệ sinh thái Ethereum, từ tương tác dApp, approve token đến xác thực ví. Điều này giúp người dùng dễ dàng làm quen.
• Đa dạng sản phẩm và tiện ích: Sự xuất hiện của nhiều blockchain EVM mới mở ra nhiều lựa chọn sản phẩm, dịch vụ tài chính cho người dùng. Ví dụ như GMX – nền tảng lending/borrowing mang lại real yield, chỉ có trên các mạng Avalanche và Arbitrum.

Đối với nhà phát triển

• Tiết kiệm thời gian nghiên cứu: Với các mạng EVM, nhà phát triển chỉ cần sử dụng bộ công cụ và ngôn ngữ lập trình tương đồng để xây dựng dApp, giúp tiết kiệm thời gian làm quen môi trường mới khi triển khai trên nhiều blockchain khác nhau.
• Tăng nhận diện thương hiệu: Đối với các dApp nổi tiếng trên một hệ sinh thái, họ có thể dễ dàng mở rộng sang các blockchain tương thích EVM khác để gia tăng nhận diện thương hiệu. Điển hình như Trader Joe từng là DEX hàng đầu trên Avalanche, sau đó nhanh chóng mở rộng sang Arbitrum và tăng giá trị ký quỹ (TVL).
• Mở rộng sức ảnh hưởng: Thay vì bị giới hạn ở một blockchain đơn lẻ, sản phẩm của đội ngũ có thể được triển khai trên nhiều mạng lưới tương thích, giúp mở rộng sức ảnh hưởng và thu hút thêm nhiều người dùng hơn.

Tính tương thích EVM mang đến nhiều thuận lợi cho cả người dùng và nhà phát triển khi tham gia vào các hệ sinh thái khác nhau, đồng thời góp phần thúc đẩy sự phát triển và gia tăng sự đa dạng cho cả không gian DeFi.

Đọc thêm: DeFi là gì? Tìm hiểu ngay về tài chính phi tập chung 2024

Nhược điểm của EVM là gì?

Blockchain sử dụng Ethereum Virtual Machine (EVM) đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho các dự án phát triển ứng dụng phi tập trung (dApp). Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng công nghệ này cũng tồn tại nhiều nhược điểm cần được xem xét kỹ lưỡng.

Rủi ro bảo mật cao

Một trong những mối lo ngại lớn nhất khi sử dụng EVM là tính dễ bị tổn thương trước các cuộc tấn công mạng. Bởi vì hầu hết các blockchain EVM đều sử dụng ngôn ngữ lập trình Solidity, nếu kẻ tấn công tìm ra được lỗ hổng trong Solidity, họ có thể khai thác lỗ hổng đó để tấn công nhiều blockchain cùng lúc. Điển hình như vụ tấn công liên chuỗi (cross-chain attack) vào Poly Network vào tháng 8/2021, gây thiệt hại hàng trăm triệu đô la và ảnh hưởng đến nhiều hệ sinh thái khác nhau.

Chi phí kiểm toán (audit) cao

Để đảm bảo tính bảo mật và tin cậy, các hợp đồng thông minh (smart contract) trên blockchain cần phải trải qua quá trình kiểm toán chuyên nghiệp. Tuy nhiên, chi phí kiểm toán smart contract trên các blockchain EVM thường rất đắt đỏ, dao động từ 7.500 USD đến 100.000 USD tùy theo quy mô và độ phức tạp của dự án. Đối với các dự án mong muốn mở rộng trên nhiều blockchain EVM, chi phí kiểm toán sẽ tăng lên đáng kể, trở thành một gánh nặng tài chính lớn.

Phí giao dịch cao

Một vấn đề khác của các blockchain EVM là phí giao dịch cao, đặc biệt khi mạng lưới đông đúc. Ví dụ, trên Ethereum, phí giao dịch có thể lên tới 7 – 10 USD khi mạng lưới ít hoạt động, và còn cao hơn nữa trong điều kiện cao điểm. Ngay cả trên những blockchain EVM mới hơn như Avalanche hay Starknet, phí giao dịch vẫn dao động quanh 1 – 2 USD. Trái ngược với các blockchain không sử dụng EVM như Solana, Sui, Aptos,… phí giao dịch thường chỉ khoảng 0,01 – 1 USD, thấp hơn rất nhiều so với blockchain EVM.

Mối liên quan giữa phí gas và EVM trên Ethereum

Theo tài liệu kỹ thuật (yellow paper) của Ethereum do Gavin Wood viết, Ethereum Virtual Machine (EVM) được mô tả là một máy “quasi Turing complete” – tương đương với máy Turing nhưng với một hạn chế duy nhất về khả năng tính toán. Hạn chế này liên quan đến cơ chế “gas” – đơn vị đo lường chi phí tính toán trên Ethereum.

Trong mạng lưới Ethereum, mọi giao dịch và tính toán đều yêu cầu một lượng gas nhất định để EVM có thể thực hiện. Gas limit là số lượng gas tối đa mà EVM sẽ sử dụng để hoàn thành một giao dịch.

Ví dụ, một giao dịch gửi Ether đơn giản yêu cầu gas limit tối thiểu là 21.000 gas. Người dùng phải trả một khoản phí tương ứng với lượng gas đã sử dụng để hoàn thành giao dịch.

Cơ chế gas này giúp ngăn chặn việc gửi các giao dịch vô hạn, gây lãng phí tài nguyên mạng. Nó cũng quyết định mức độ phức tạp của một giao dịch – giao dịch càng phức tạp, yêu cầu càng nhiều gas để tính toán. Do đó, khả năng tính toán của EVM phụ thuộc vào giới hạn gas mà người dùng sẵn sàng trả cho mỗi giao dịch.

Cơ chế gas tương tự cũng được áp dụng trên các blockchain khác sử dụng EVM, chẳng hạn như Avalanche, Binance Smart Chain,… Mặc dù EVM là một máy tính hoàn chỉnh về mặt lý thuyết, nhưng thực tế phải có một cơ chế như gas để kiểm soát chi phí tính toán và ngăn ngừa lạm dụng tài nguyên mạng.

Tương lai của EVM

Mặc dù Ethereum Virtual Machine (EVM) đã mang lại những đột phá cho hệ sinh thái blockchain, nhưng công nghệ đọc và thực thi mã này vẫn đang được cải tiến bởi một số dự án blockchain khác.

Khả năng tương tác chuỗi chéo (cross-chain) là yếu tố quan trọng với các nhà phát triển. Vì vậy, nhiều blockchain tương thích EVM đã ra đời, hứa hẹn phí gas thấp hơn và tốc độ giao dịch nhanh hơn so với Ethereum. Nhờ vậy, các blockchain này có thể tương tác trơn tru với người dùng Ethereum thông qua các cầu nối (bridge), tạo điều kiện chuyển tiền sang mạng lưới riêng của họ.

Tuy nhiên, sau khi Ethereum hoàn thành việc chuyển đổi sang Proof-of-Stake thông qua The Merge vào tháng 9/2022, mục tiêu tiếp theo là chuyển từ EVM sang Ethereum WebAssembly (eWASM).

eWASM được thiết kế với tính mô-đun cao và độc lập với nền tảng, đang được coi là công nghệ “đổi trò chơi” tiếp theo cho giao thức Ethereum. Nó có thể thúc đẩy các blockchain khác áp dụng môi trường thực thi hợp đồng thông minh này. Tuy nhiên, liệu eWASM có hoàn toàn thay thế EVM hay không vẫn còn là câu hỏi chưa có lời giải đáp chính xác.

Hay đặc biệt, bản nâng cấp Dencun gần đây giúp cải thiện EVM rất nhiều.

Với những cải tiến liên tục, rõ ràng các nhà phát triển Ethereum đang nỗ lực tối đa để nâng cao hiệu năng và khắc phục những hạn chế của EVM. Điều này sẽ giúp Ethereum duy trì vị thế dẫn đầu trong không gian blockchain, đồng thời mở ra cơ hội cho các dự án khác theo kịp xu hướng và cạnh tranh công bằng hơn.

Kết luận

EVM là trái tim năng động đằng sau sự phát triển mạnh mẽ của hệ sinh thái Ethereum và toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Với khả năng cốt lõi là thực thi hợp đồng thông minh và tạo ra ứng dụng phi tập trung (DApp), EVM đã mở ra một vũ trụ mới đầy triển vọng cho sự sáng tạo và kinh doanh trong lĩnh vực tiền điện tử.

Qua bài viết “EVM là gì? Ưu nhược điêm của EVM đối với Ethereum” bạn đã hiểu về EVM chưa? Nếu chưa hãy để lại bình luận bên dưới để được giải đáp thắc mắc ngay nhé!