Как виртуальная машина работает в блокчейне и на обычных компьютерах

Что такое виртуальная машина и зачем она нужна

Виртуальная машина (VM) — это изолированная среда, которая эмулирует работу полноценного компьютера внутри другого устройства. Она может запускать собственную операционную систему, приложения и получать доступ в интернет, но все это функционирует на основе ресурсов хост-машины.

Проще говоря, виртуальная машина это программное решение, позволяющее использовать разные ОС без покупки отдельного оборудования. Нужно ли вам протестировать Linux на MacBook или запустить специализированное ПО? VM создает безопасную песочницу для экспериментов без риска повредить основную систему.

Архитектура: как всё это устроено

Центральное место в работе виртуальной машины занимает гипервизор — программное обеспечение, распределяющее физические ресурсы (процессор, оперативная память, хранилище) между несколькими VM одновременно.

Различают два типа гипервизоров:

Тип 1 (Bare-metal) — работают напрямую на оборудовании, используются в дата-центрах и облачных платформах. Обеспечивают максимальную производительность.

Тип 2 (Hosted) — запускаются как приложения поверх ОС, подходят для локального тестирования и разработки.

Основные применения традиционных VM

1. Кроссплатформенное тестирование — разработчики проверяют приложения в разных операционных системах без переключения между устройствами

2. Безопасное изучение подозрительного ПО — если вирус попадет на VM, основная система останется защищена

3. Запуск устаревшего софта — некоторые программы работают только на старых системах; VM позволяет воссоздать нужную среду

4. Облачная инфраструктура — сервисы типа AWS, Azure, Google Cloud функционируют именно на основе виртуальных машин

VM в блокчейне: другой уровень функциональности

В отличие от традиционных виртуальных машин, которые изолируют разные ОС, блокчейн-VM служат механизмом исполнения смарт-контрактов на распределённых сетях.

Ethereum Virtual Machine (EVM) стала стандартом индустрии. Она позволяет разработчикам писать контракты на Solidity, Vyper и Yul, а затем развертывать их в Ethereum и совместимых сетях. EVM гарантирует, что каждый узел сети применяет идентичные правила при взаимодействии с контрактами — это обеспечивает согласованность данных.

Другие блокчейны используют собственные реализации:

• NEAR и Cosmos применяют WebAssembly (WASM) — это позволяет писать смарт-контракты на множестве языков программирования

• Sui использует MoveVM, оптимизированную для контрактов на языке Move, фокусируясь на параллельном исполнении

• Solana задействует собственную среду выполнения (SVM), обрабатывающую транзакции параллельно и справляющуюся с экстремальными нагрузками сети

Как виртуальная машина работает с DApp и DeFi

Каждый раз при взаимодействии с децентрализованными приложениями VM работает в фоне:

На DeFi-платформах — когда вы обмениваете токены через протоколы типа Uniswap, смарт-контракты в EVM обрабатывают транзакцию и обновляют балансы

При создании и торговле NFT — виртуальная машина исполняет код, отслеживающий собственников каждого токена; при передаче NFT записи обновляются

На Layer 2 решениях — специализированные VM (например zkEVM) обрабатывают транзакции с использованием доказательств с нулевым разглашением, обеспечивая масштабируемость

Плюсы и минусы VM

Преимущества:

• Гибкость и контроль при запуске разных сред
• Безопасность через изоляцию
• Эффективное использование аппаратных ресурсов

Недостатки:

• Снижение производительности из-за дополнительного слоя абстракции
• Сложность настройки и обслуживания
• Проблемы совместимости — смарт-контракты для Ethereum требуют переработки для Solana или других блокчейнов
• Выше требования к вычислительным ресурсам

Практическое значение

Понимание того, как устроена виртуальная машина, помогает лучше разобраться в инфраструктуре современных финтех-платформ. От управления облачными сервисами до функционирования децентрализованных приложений — везде VM играют ключевую роль.

Даже без глубоких технических знаний полезно знать, что большинство процессов в блокчейне работают благодаря виртуальным машинам, обеспечивающим надежность и консенсус в распределённых сетях.