BLOCKCHAIN Mayo 2023

Ethereum Virtual Machine, todo lo que necesitas saber sobre la blockchain

La Ethereum Virtual Machine (EVM), es una parte fundamental de la red Ethereum y es responsable de ejecutar los contratos inteligentes en la plataforma. Aquí mencionamos todo lo que necesitas saber sobre este gigante de la blockchain.

Indice

• 1. Introducción, definición y utilidad de la Ethereum Virtual Machine
• 2. La infraestructura de la Ethereum Virtual Machine
• 3. Las tareas de la Ethereum Virtual Machine
• 4. El funcionamiento de la Ethereum Virtual Machine
• 5. Ethereum Virtual Machine y los costos de la red
• 6. Ethereum Virtual Machine y el gas fee de la red
• 7. Algunos casos de uso de contratos inteligentes que pueden crearse en la Ethereum Virtual Machine
• 8. Los pasos que debe seguir un desarrollador para crear un contrato inteligente en la Ethereum Virtual Machine

Introducción, definición y utilidad de la Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine, de ahora en más EVM, es una parte fundamental de la red Ethereum y es responsable de ejecutar los contratos inteligentes en la plataforma.

La EVM es una máquina virtual de propósito específico que se ejecuta en cada nodo de la red Ethereum. Permite a los desarrolladores escribir contratos inteligentes utilizando lenguajes de programación como Solidity y luego compilarlos en Bytecode que puede ser interpretado por la EVM. Los contratos inteligentes son programas informáticos autónomos que se ejecutan en la blockchain de Ethereum.

La EVM es un entorno de ejecución completamente aislado, lo que significa que cualquier código que se ejecute en ella no tiene acceso directo al sistema operativo o al hardware subyacente. Esto garantiza que los contratos inteligentes se ejecuten de manera predecible y segura en todos los nodos de la red Ethereum.

Además de ejecutar contratos inteligentes, la EVM maneja la criptomoneda nativa de Ethereum, llamada Ether (ETH), y realiza operaciones como transferencias de fondos y cálculos relacionados con la ejecución de los contratos.

La EVM también permite desarrollar aplicaciones descentralizadas (dApps). Su versatilidad y seguridad han impulsado la adopción y el crecimiento del ecosistema Ethereum, brindando oportunidades innovadoras en crowdfunding, juegos, finanzas descentralizadas y más. La EVM es un componente clave que proporciona la capacidad de ejecutar código de manera confiable y segura en el entorno descentralizado de Ethereum.

La infraestructura de la Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine no tiene un hardware físico propio, pero simula el funcionamiento de una potente máquina en la red. Podria compararse con un centro de procesamiento virtual en el que se desarrolla y ejecuta software especial tal como los smart contracts.

No está ubicada en un solo lugar, sino que consta de componentes que se van acoplando desde diferentes localizaciones confluyendo en un ropecabezas que hace a la “unidad” de la máquina a la cual se puede acceder desde diferentes terminales en la red.

Esta máquina virtual es genial porque no requiere un enorme almacén lleno de hardware súper potente. En su lugar, todo ocurre en un entorno digital donde los usuarios de la red pueden unirse voluntariamente y ofrecer su poder de procesamiento a cambio de recibir recompensas de Ethereum. Es como si acoplaran su hardware desde su ubicación física a la EVM para sumar capacidad de procesamiento y confluir en una súper máquina colectiva.

Los desarrolladores, por su parte, pueden aprovechar esta máquina para crear y ejecutar los smart contracts fundamentales que necesitan para sus aplicaciones descentralizadas (dApps). Es como tener un laboratorio digital al alcance de todos.

Las tareas de la Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine (EVM) tiene la tarea de supervisar y controlar el estado de cada bloque en la red de Ethereum. Aunque suena como una forma de vigilancia, en realidad se refiere a los cambios de estado, que son eventos que desencadenan acciones en sistemas computacionales. Estos cambios pueden ser encendido/apagado, activación/desactivación, envío/recepción de datos, o movimiento de archivos o documentos.

Estos cambios de estado provocan modificaciones en la estructura de datos de los sistemas. La EVM se encarga de examinar los cambios de estado en la red y en las aplicaciones descentralizadas (dApps) para garantizar el funcionamiento descentralizado de Ethereum y su software. Esto implica considerar aspectos como la congestión de la red y las prioridades de las operaciones.

Gracias a la EVM, cualquier desarrollador puede ejecutar código dentro de un ecosistema que no depende de la confianza en terceros. Además, la ejecución del software y los resultados de las interacciones están garantizados y son predecibles en este entorno.

El funcionamiento de la Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine (EVM) es una máquina virtual que funciona como un sistema computarizado simulado dentro de Ethereum. Tiene su propio hardware (CPU, memoria, almacenamiento) y software (sistema operativo, aplicaciones, archivos). Sin embargo, la EVM tiene propiedades específicas que la distinguen.

Cuando ocurre una transacción o una operación en una aplicación descentralizada (dapp), se activa la ejecución de un contrato inteligente. En este punto, la EVM entra en acción para supervisar los cambios de estado necesarios y registrarlos en los bloques generados en la red.

La EVM está completamente aislada, como una entidad independiente que no puede ser manipulada desde la red. Esto garantiza que la implementación de software no afecte el funcionamiento transaccional de la red ni la gestión de cuentas Ethereum. Además, este aislamiento protege a la EVM de posibles ataques maliciosos.

El protocolo subyacente de Ethereum asegura el funcionamiento continuo, ininterrumpido e inmutable de esta máquina virtual especial. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la EVM puede experimentar interrupciones debido a su sistema interno de regulación.

Ethereum Virtual Machine y los costos de la red

La Ethereum Virtual Machine (EVM) tiene la capacidad de ejecutar programas desarrollados en Solidity, su lenguaje de programación compatible. Sin embargo, esta libertad ha llevado a un aumento en la demanda a medida que crece el ecosistema de aplicaciones descentralizadas (dApps). Para regular y priorizar las operaciones, así como evitar que un programa se ejecute indefinidamente, la EVM registra los costos de implementación y ejecución de los contratos inteligentes en unidades de Gas, una especie de tarifa similar a otras redes blockchain.

En Ethereum, el Gas se utiliza para ordenar el tráfico y forma parte del sistema de incentivos de la red. Cuando hay una gran demanda operativa en Ethereum, se cobra más Gas. Si alguien desea prioridad en el procesamiento, también puede pagar más Gas. Esta tarifa de Gas se paga con ETH, la criptomoneda de Ethereum, que tiene un valor variable.

Estos dos factores combinados hacen que prácticamente nunca dos operaciones similares realizadas en momentos diferentes paguen la misma tarifa en dólares. Esto es importante tenerlo en cuenta al calcular los costos de las operaciones en Ethereum.

Ethereum Virtual Machine y el gas fee de la red

La EVM desempeña un papel fundamental en la economía descentralizada de Ethereum al administrar los gas fees, que son los costos asociados con las operaciones en la red. Estos gas fees se utilizan para mantener el sistema económico de Ethereum, compensando a los validadores de bloques y proporcionando incentivos, como recompensas por el staking.

Cada operación de código en Ethereum tiene un costo de gas, que varía según la complejidad del código. Estas comisiones de gas se recaudan y se utilizan para recompensar a los validadores de bloques en el actual sistema de prueba de trabajo de Ethereum. Además, funcionan como una medida de seguridad, ya que el costo operativo de llevar a cabo un ataque masivo a la red se vuelve prohibitivo.

El gas no solo tiene implicaciones monetarias, sino también tecnológicas. Existen límites que determinan la cantidad máxima de gas que se puede consumir en todas las transacciones de un bloque, lo que a su vez determina cuántas transacciones pueden ser incluidas en un bloque. Actualmente, este límite es de 8 millones de gas por bloque, lo que equivale aproximadamente a 380 transferencias sencillas de ETH de una dirección a otra.

Algunos casos de uso de contratos inteligentes que pueden crearse en la Ethereum Virtual Machine

Los contratos inteligentes en la EVM permiten la creación de plataformas de crowdfunding descentralizadas. Estos contratos pueden establecer reglas claras sobre cómo se recaudan y distribuyen los fondos. Los participantes pueden contribuir con Ether a un contrato inteligente y, una vez que se alcanza la meta de financiamiento establecida, los fondos se liberan automáticamente para el proyecto. Esto elimina la necesidad de intermediarios y proporciona transparencia y seguridad en el proceso de financiamiento colectivo.

Otro caso de uso es la creación de juegos y coleccionables digitales basados en blockchain. Los contratos inteligentes pueden definir reglas y propiedades de los elementos del juego, como personajes, artículos y tokens no fungibles (NFT). Estos contratos pueden garantizar la propiedad y la autenticidad de los activos digitales, así como permitir el intercambio y la venta directa entre los jugadores sin necesidad de un intermediario central.

También la EVM ha impulsado el auge de las finanzas descentralizadas en la red Ethereum. Los contratos inteligentes permiten la creación de protocolos DeFi que ofrecen una amplia gama de servicios financieros sin intermediarios tradicionales. Algunos ejemplos incluyen préstamos peer-to-peer, intercambios descentralizados, generación de intereses y derivados financieros. Estos contratos inteligentes definen las reglas y los términos de los servicios financieros, lo que brinda transparencia y automatización en las transacciones.

Los pasos que debe seguir un desarrollador para crear un contrato inteligente en la Ethereum Virtual Machine

Describiremos los pasos en lineas generales, aunque depende del contexto o del requerimiento específico estos pasos pueden variar o ser sutilmente distintos:

Elegir un lenguaje de programación: El primer paso es elegir un lenguaje de programación compatible con la EVM, como Solidity. Solidity es un lenguaje similar a JavaScript y es ampliamente utilizado para desarrollar contratos inteligentes en Ethereum.

Escribir el código del contrato: Una vez que se ha seleccionado el lenguaje, el desarrollador puede comenzar a escribir el código del contrato inteligente. Esto implica definir las variables, las funciones y las reglas que desea establecer en el contrato. Por ejemplo, si estás creando un contrato de crowdfunding, puedes definir cómo se recaudarán y distribuirán los fondos.

Compilar el contrato: Después de escribir el código, se debe compilar el contrato para convertirlo en bytecode comprensible para la EVM. La compilación traduce el código fuente escrito en Solidity a instrucciones de bajo nivel que la EVM puede ejecutar.

Desplegar el contrato en la red Ethereum: Una vez que el contrato ha sido compilado, el siguiente paso es desplegarlo en la red Ethereum. Esto implica enviar una transacción especial que incluye el bytecode del contrato a la red. La transacción será procesada por los nodos de Ethereum y el contrato será desplegado en la cadena de bloques.

Interactuar con el contrato: Una vez desplegado, el contrato inteligente puede interactuar con otros contratos y usuarios de Ethereum. Los usuarios pueden enviar transacciones al contrato para ejecutar sus funciones y obtener respuestas. Por ejemplo, en un contrato de crowdfunding, los usuarios pueden contribuir con fondos al enviar una transacción al contrato.

Probar y auditar el contrato: Es importante realizar pruebas exhaustivas y auditorías de seguridad en el contrato inteligente para garantizar su correcto funcionamiento y proteger los activos involucrados. Esto implica probar diferentes casos de uso y escenarios, así como realizar revisiones de código y análisis de seguridad.

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