Cách mà máy ảo hoạt động trên chuỗi khối và trên máy tính thông thường

Máy ảo là gì và tại sao nó cần thiết

Máy ảo (VM) là một môi trường cách ly, mô phỏng hoạt động của một máy tính hoàn chỉnh bên trong một thiết bị khác. Nó có thể chạy hệ điều hành riêng, ứng dụng và truy cập Internet, nhưng tất cả đều hoạt động dựa trên tài nguyên của máy chủ.

Nói một cách đơn giản, máy ảo là một giải pháp phần mềm cho phép sử dụng các hệ điều hành khác nhau mà không cần mua thiết bị riêng biệt. Bạn có cần thử nghiệm Linux trên MacBook hoặc chạy phần mềm chuyên dụng không? VM tạo ra một môi trường an toàn cho các thí nghiệm mà không có rủi ro làm hỏng hệ thống chính.

Kiến trúc: cách mọi thứ hoạt động

Vị trí trung tâm trong hoạt động của máy ảo là hypervisor — phần mềm phân phối tài nguyên vật lý ( bộ xử lý, bộ nhớ RAM, lưu trữ ) giữa nhiều VM cùng lúc.

Có hai loại hypervisor:

Loại 1 (Bare-metal) — hoạt động trực tiếp trên phần cứng, được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu và nền tảng đám mây. Cung cấp hiệu suất tối đa.

Loại 2 (Hosted) - được khởi chạy như các ứng dụng trên hệ điều hành, phù hợp cho việc kiểm tra và phát triển cục bộ.

Các ứng dụng chính của VM truyền thống

1. Kiểm thử đa nền tảng — các nhà phát triển kiểm tra ứng dụng trên các hệ điều hành khác nhau mà không cần chuyển đổi giữa các thiết bị.

2. Nghiên cứu phần mềm độc hại an toàn — nếu virus xâm nhập vào VM, hệ thống chính sẽ vẫn được bảo vệ.

3. Khởi động phần mềm lỗi thời — một số chương trình chỉ hoạt động trên các hệ thống cũ; VM cho phép tái tạo môi trường cần thiết.

4. Hạ tầng đám mây — các dịch vụ kiểu AWS, Azure, Google Cloud hoạt động dựa trên máy ảo.

VM trong blockchain: cấp độ chức năng khác

Khác với các máy ảo truyền thống, những máy ảo blockchain phục vụ như cơ chế thực thi hợp đồng thông minh trên các mạng phân tán.

Ethereum Virtual Machine (EVM) đã trở thành tiêu chuẩn của ngành. Nó cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng bằng Solidity, Vyper và Yul, sau đó triển khai chúng trên Ethereum và các mạng tương thích. EVM đảm bảo rằng mỗi nút trong mạng áp dụng các quy tắc giống hệt nhau khi tương tác với các hợp đồng — điều này đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu.

Các blockchain khác sử dụng các triển khai riêng của chúng:

• NEAR và Cosmos áp dụng WebAssembly (WASM) — điều này cho phép viết hợp đồng thông minh bằng nhiều ngôn ngữ lập trình.

• Sui sử dụng MoveVM, được tối ưu hóa cho các hợp đồng bằng ngôn ngữ Move, tập trung vào việc thực thi song song.

• Solana sử dụng môi trường thực thi riêng (SVM), xử lý giao dịch song song và đối phó với tải cực lớn của mạng.

Cách máy ảo hoạt động với DApp và DeFi

Mỗi lần tương tác với các ứng dụng phi tập trung, VM hoạt động trong nền:

Trên các nền tảng DeFi — khi bạn trao đổi token thông qua các giao thức như Uniswap, các hợp đồng thông minh trong EVM xử lý giao dịch và cập nhật số dư.

Khi tạo và giao dịch NFT — máy ảo thực thi mã theo dõi chủ sở hữu của từng token; khi chuyển nhượng NFT, các bản ghi được cập nhật.

Trên các giải pháp Layer 2 — các VM chuyên biệt ( chẳng hạn như zkEVM) xử lý các giao dịch bằng cách sử dụng bằng chứng không tiết lộ, đảm bảo khả năng mở rộng.

Ưu và nhược điểm của VM

Lợi ích:

• Tính linh hoạt và kiểm soát khi khởi động các môi trường khác nhau
• An toàn thông qua cách ly
• Sử dụng hiệu quả tài nguyên phần cứng

Nhược điểm:

• Giảm hiệu suất do lớp trừu tượng bổ sung
• Độ khó trong việc thiết lập và bảo trì
• Vấn đề tương thích - hợp đồng thông minh cho Ethereum cần phải được sửa đổi cho Solana hoặc các blockchain khác
• Yêu cầu về tài nguyên tính toán cao hơn

Giá trị thực tiễn

Hiểu cách thức hoạt động của máy ảo giúp hiểu rõ hơn về cơ sở hạ tầng của các nền tảng fintech hiện đại. Từ việc quản lý các dịch vụ đám mây đến chức năng của các ứng dụng phi tập trung - VM đóng vai trò quan trọng ở mọi nơi.

Ngay cả khi không có kiến thức kỹ thuật sâu, việc biết rằng hầu hết các quá trình trong blockchain hoạt động nhờ vào các máy ảo, đảm bảo tính đáng tin cậy và sự đồng thuận trong các mạng phân tán là điều hữu ích.