Як віртуальна машина працює у блокчейні та на звичайних комп'ютерах

Що таке віртуальна машина і навіщо вона потрібна

Віртуальна машина (VM) — це ізольоване середовище, яке емітує роботу повноцінного комп'ютера всередині іншого пристрою. Вона може запускати власну операційну систему, додатки та отримувати доступ до інтернету, але все це функціонує на основі ресурсів хост-машини.

Простіше кажучи, віртуальна машина — це програмне рішення, яке дозволяє використовувати різні ОС без покупки окремого обладнання. Чи потрібно вам протестувати Linux на MacBook або запустити спеціалізоване ПЗ? VM створює безпечний пісочницю для експериментів без ризику пошкодити основну систему.

Архітектура: як усе це влаштовано

Центральне місце в роботі віртуальної машини займає гіпервізор — програмне забезпечення, що розподіляє фізичні ресурси (процесор, оперативну пам'ять, зберігання) між кількома ВМ одночасно.

Розрізняють два типи гіпервізорів:

Тип 1 (Bare-metal) — працюють безпосередньо на обладнанні, використовуються в дата-центрах та хмарних платформах. Забезпечують максимальну продуктивність.

Тип 2 (Hosted) — запускаються як програми поверх ОС, підходять для локального тестування та розробки.

Основні застосування традиційних VM

1. Кросплатформне тестування — розробники перевіряють додатки в різних операційних системах без переключення між пристроями

2. Безпечне вивчення підозрілого ПЗ — якщо вірус потрапить на VM, основна система залишиться захищеною

3. Запуск застарілого програмного забезпечення — деякі програми працюють лише на старих системах; VM дозволяє відтворити потрібне середовище

4. Хмарна інфраструктура — сервіси типу AWS, Azure, Google Cloud функціонують саме на основі віртуальних машин

VM в блокчейні: інший рівень функціональності

На відміну від традиційних віртуальних машин, які ізолюють різні ОС, блокчейн-VM слугують механізмом виконання смарт-контрактів на розподілених мережах.

Ethereum Virtual Machine (EVM) стала стандартом індустрії. Вона дозволяє розробникам писати контракти на Solidity, Vyper та Yul, а потім розгортати їх в Ethereum та сумісних мережах. EVM гарантує, що кожен вузол мережі застосовує ідентичні правила при взаємодії з контрактами — це забезпечує послідовність даних.

Інші блокчейни використовують власні реалізації:

• NEAR та Cosmos використовують WebAssembly (WASM) — це дозволяє писати смарт-контракти на багатьох мовах програмування

• Sui використовує MoveVM, оптимізований для контрактів на мові Move, фокусуючись на паралельному виконанні

• Solana використовує власне середовище виконання (SVM), яке обробляє транзакції паралельно та справляється з екстремальними навантаженнями мережі

Як віртуальна машина працює з DApp та DeFi

Щоразу при взаємодії з децентралізованими додатками VM працює у фоновому режимі:

На DeFi-платформах — коли ви обмінюєте токени через протоколи типу Uniswap, смарт-контракти в EVM обробляють транзакцію та оновлюють баланси

При створенні та торгівлі NFT — віртуальна машина виконує код, що відстежує власників кожного токена; при передачі NFT записи оновлюються

На рішеннях Layer 2 — спеціалізовані VM (, такі як zkEVM), обробляють транзакції з використанням доказів з нульовим розкриттям, забезпечуючи масштабованість.

Плюси та мінуси VM

Переваги:

• Гнучкість і контроль при запуску різних серед
• Безпека через ізоляцію
• Ефективне використання апаратних ресурсів

Недоліки:

• Зниження продуктивності через додатковий шар абстракції
• Складність налаштування та обслуговування
• Проблеми сумісності — смарт-контракти для Ethereum потребують переробки для Solana або інших блокчейнів
• Вищі вимоги до обчислювальних ресурсів

Практичне значення

Розуміння того, як влаштована віртуальна машина, допомагає краще розібратися в інфраструктурі сучасних фінтех-платформ. Від управління хмарними сервісами до функціонування децентралізованих додатків — всюди VM відіграють ключову роль.

Навіть без глибоких технічних знань корисно знати, що більшість процесів у блокчейні працюють завдяки віртуальним машинам, які забезпечують надійність і консенсус у розподілених мережах.