Máquinas virtuais (VM): Como elas moldam o mundo digital

Ar alguma vez pensou em como é possível executar vários computadores diferentes, mas sem possuir cada um deles individualmente? Ou como o código de contratos inteligentes encontra uma forma de atuar em toda a rede Ethereum de uma só vez? A resposta está nas máquinas virtuais – VM basicamente oferecem a possibilidade de fazer com que o mesmo dispositivo físico funcione como várias sistemas diferentes ao mesmo tempo. Embora este conceito possa parecer complexo, na realidade as VM são uma das soluções de engenharia mais elegantes que criámos. Neste artigo, descubra o que realmente são as VM e por que elas são importantes tanto para a infraestrutura Cloud quanto para as blockchains.

VM: Da teoria à prática

Imagine que o seu computador é um grande espaço de trabalho doméstico, e as máquinas virtuais são quartos separados. Em cada quarto, pode ter um estilo de decoração diferente (sistema operativo), mobília distinta (programas) e pessoas diferentes (utilizadores) – tudo na mesma casa, sem conflitos diretos. Essa é a essência das VM.

As VM são, na verdade, programas que imitam um computador real. Com elas, pode instalar Windows, Linux ou qualquer outro sistema operativo, abrir ficheiros, executar programas e conectar-se à internet. Mas o mais importante é que tudo isso acontece no seu computador principal. O seu sistema real funciona nos bastidores, fornecendo memória, poder de processamento e armazenamento – como um porão seguro onde vivem outros membros da família.

Como funcionam as VM: O segredo do hipervisor

Tudo começa com um programa especial chamado hipervisor. O hipervisor é como o centro de comando das VM. Ele pega o hardware físico do seu computador: poder de processamento (CPU), memória RAM e armazenamento – e divide-os entre várias VM, que podem funcionar simultaneamente.

Existem dois tipos principais de hipervisor, cada um com a sua finalidade:

1º tipo de hipervisor é instalado diretamente na infraestrutura física, ignorando o sistema operativo. São muito rápidos e eficientes, sendo usados em centros de dados e plataformas como AWS, Azure e Google Cloud. Aqui, velocidade e fiabilidade são prioridades.

2º tipo de hipervisor funciona dentro de um sistema operativo normal, como um programa comum. São ideais para utilizadores pessoais que querem testar um novo sistema operativo ou verificar um programa desconhecido no seu portátil. Apesar de serem um pouco mais lentos, são mais fáceis de instalar.

Porque as VM são essenciais para blockchains e serviços em nuvem

O uso de VM expandiu-se nestas áreas principais:

Testes seguros. Com VM, pode experimentar qualquer coisa – desde uma nova versão do Windows até um ficheiro suspeito – sem medo de danificar o seu sistema principal. Se algo correr mal, basta eliminar a VM e começar de novo.

Executar software antigo. Algumas pessoas querem usar programas feitos para Windows XP, de 2005. Em vez de comprar um computador antigo, podem criar uma VM que reproduz esse ambiente.

Testes para desenvolvedores. Quer verificar como o seu código funciona no Windows, Mac ou Linux? A VM permite fazer isso num único computador, acelerando bastante o processo de desenvolvimento.

Computação em nuvem. Toda a indústria de cloud – AWS, Azure, Google Cloud – baseia-se em VM. Quando aluga um “servidor na nuvem”, na verdade está a usar uma VM remota num centro de dados, preparada para hospedar sites, aplicações ou bases de dados.

Motor de contratos inteligentes: EVM e outras VMs de blockchains

As máquinas virtuais de blockchains funcionam de forma diferente das tradicionais VM. Em vez de serem isoladas numa sandbox, atuam como motores descentralizados que gerem contratos inteligentes e aplicações descentralizadas (DApps).

Ethereum Virtual Machine (EVM) é o exemplo mais conhecido. A EVM lê e executa o código de contratos inteligentes escritos em Solidity, Vyper e Yul. Sempre que faz uma operação na rede Ethereum, a EVM garante que todos os nós da rede verificam os mesmos resultados. É o coração da descentralização.

Porém, diferentes blockchains têm estratégias distintas de VM:

• NEAR e Cosmos usam VMs baseadas em WebAssembly (WASM). Este método é flexível e permite aos desenvolvedores escrever contratos inteligentes em várias linguagens de programação.

• Sui usa a Move VM, criada especificamente para a linguagem Move. Move foi desenvolvida para manipular recursos de forma segura, tornando a Sui Move VM altamente segura e eficiente.

• Solana não usa uma EVM tradicional. Em vez disso, utiliza uma execução personalizada chamada Solana VM (SVM). A SVM é otimizada para processamento paralelo de operações e para lidar com um grande volume de transações – por isso, Solana consegue processar milhares de transações por segundo.

Das VM na perspetiva do utilizador

Quando usa uma DApp ou uma plataforma DeFi, as VM funcionam nos bastidores:

• Ao fazer trocas na plataforma Uniswap, as suas operações são geridas por contratos inteligentes que rodam na EVM.

• Ao criar um NFT, a VM rastreia a propriedade de cada um. Quando compra ou transfere, a VM atualiza os registos para garantir que tudo está absolutamente correto.

• Com soluções Layer 2, como zkEVM, as operações são geridas por uma VM especializada que executa contratos inteligentes com provas de zero conhecimento (ZKP) – uma combinação de segurança e velocidade.

Limites das VM: O que deve saber

As VM são extremamente úteis, mas não perfeitas:

Custo de desempenho. As VM acrescentam uma camada extra entre o seu hardware e o código. Às vezes, isso pode tornar as operações mais lentas do que se o código fosse executado diretamente no hardware físico.

Complexidade e manutenção. Gerir VM, especialmente em infraestruturas de nuvem ou blockchains, não é tarefa trivial. Requer atualizações constantes, patches de segurança e conhecimento especializado.

Compatibilidade entre sistemas. Uma smart contract escrita para a EVM não funciona diretamente na Solana ou noutras blockchains incompatíveis. É necessário reescrever ou adaptar o código, o que consome tempo e recursos.

Considerações finais

As máquinas virtuais (VM) são uma base invisível, mas indispensável, que sustenta o mundo digital atual. Desde computadores pessoais até às infraestruturas globais de cloud e às redes descentralizadas de blockchains, as VM oferecem flexibilidade, segurança e a capacidade de suportar múltiplos utilizadores no mesmo dispositivo. Mesmo que não seja um especialista técnico, compreender o funcionamento das VM ajuda a gerir melhor os seus ativos digitais na economia digital.