كيف تعمل الآلة الافتراضية: من أجهزة الكمبيوتر التقليدية إلى البلوكشين

لماذا هي مطلوبة

تخيل: تحتاج إلى تشغيل ويندوز على ماك، لكنك لا ترغب في شراء جهاز كمبيوتر منفصل. أو تحتاج إلى اختبار الكود على أنظمة مختلفة قبل إصداره في الإنتاج. تحل الآلة الافتراضية هذه المشكلة - من خلال إنشاء بيئة معزولة حيث يمكنك التجريب دون خطر إتلاف النظام الأساسي.

على البلوكشين، تلعب الآلة الافتراضية دورًا أكثر أهمية: فهي تصبح المحرك الذي يعالج العقود الذكية ويغذي النظام البيئي الكامل للتطبيقات اللامركزية.

كيف تعمل الآلة الافتراضية

تقنيًا، هذه صورة لجهاز كمبيوتر يتم تشغيله داخل جهاز كمبيوتر آخر. يمكنك تثبيت نظام التشغيل، حفظ الملفات، تشغيل التطبيقات - كل هذا يعمل في بيئة معزولة، بينما توفر الأجهزة الفيزيائية ( الذاكرة، المعالج، التخزين ) الآلة المضيفة.

تدير هذا العملية برنامج يسمى الهيبرفايزر. يقوم بتوزيع الموارد بحيث تعمل عدة آلات افتراضية في وقت واحد. هناك نوعان:

النوع 1 (Bare-metal) - يتم تثبيته على الأجهزة النقية، ويستخدم في مراكز البيانات ومنصات السحابة لتحقيق أقصى أداء.

النوع 2 (المستضاف) - يعمل فوق نظام التشغيل العادي، مناسب للاختبار المحلي والتطوير.

التطبيق العملي لـ VM التقليدية

الاختبار الآمن: يمكن تشغيل ملف مشبوه أو تطبيق غير معروف في آلة افتراضية. حتى إذا حدث عطل أو أصاب فيروس، ستظل النظام الأساسي سليماً.

تطوير متعدد المنصات: يمكن للمطور اختبار التطبيق على Linux و Windows و macOS باستخدام جهاز مادي واحد.

تشغيل البرمجيات القديمة: بعض البرامج تعمل فقط على Windows XP أو أنظمة قديمة أخرى. تقوم الآلة الافتراضية بإعادة إنشاء البيئة المطلوبة.

الخدمات السحابية: تعمل AWS و Azure و Google Cloud على الآلات الافتراضية. عند إنشاء خدمة سحابية، يتم نشر VM في مركز البيانات، التي تستضيف المواقع وقواعد البيانات أو التطبيقات.

آلة افتراضية على البلوكشين: قصة مختلفة

هنا تعمل بشكل مختلف تمامًا. إذا كانت VM التقليدية هي صندوق رمل للاختبار، فإن النسخة القائمة على blockchain هي آلية تنفيذ للعقود الذكية.

EVM (Ethereum Virtual Machine) يسمح للمطورين بكتابة العقود بلغة Solidity و Vyper وغيرها من اللغات، ثم نشرها في Ethereum وأي شبكات متوافقة. يضمن EVM أن جميع عقد الشبكة تتبع نفس القواعد عند التفاعل مع العقود.

عندما تستخدم بروتوكول DeFi مثل Uniswap: يتم معالجة معاملاتك بواسطة العقود الذكية التي تعمل داخل الآلة الافتراضية. تقوم EVM بتنفيذ الكود، والتحقق من الشروط، وتحديث البيانات.

عند إنشاء NFT: تتعقب الآلة الافتراضية حق ملكية كل توكن. عندما تقوم بنقل NFT، تقوم الآلة الافتراضية بتحديث سجل الملاك.

آلات افتراضية مختلفة — طرق مختلفة

اخترت كل سلسلة كتل رئيسية استراتيجيتها الخاصة:

NEAR و Cosmos يستخدمان آلات افتراضية قائمة على WebAssembly (WASM)، تدعم العقود الذكية بعدة لغات برمجة.

Sui أدرجت MoveVM لتنفيذ العقود بلغة Move.

سولانا أنشأت بيئة التنفيذ الخاصة بها (SVM)، التي تعالج المعاملات بشكل متوازي وتتعامل مع سعة نقل عالية.

L2-اللفائف تستخدم آلات افتراضية متخصصة، مثل zkEVM، التي تستخدم إثباتات عدم الكشف لإجراء التوسع.

السلبيات التي يجب معرفتها

الأداء: تضيف الآلة الافتراضية طبقة بين الأجهزة والكود، مما قد يؤدي إلى إبطاء التنفيذ مقارنة بالتشغيل المباشر على الجهاز الفعلي. في blockchain، يعني هذا رسوم غاز أعلى ومعالجة أبطأ.

الصعوبة: صيانة VM ( خاصة في السحابة أو البلوكشين) تتطلب إعدادات وتحديثات ومهارات خاصة.

عدم التوافق: العقد الذكي المكتوب لـ Ethereum لن يعمل على Solana دون إعادة صياغة. يتعين على المطورين تعديل الكود لكل بيئة.

لماذا من المهم فهم هذا

تعد الآلات الافتراضية دعامة لكلا النظامين الحاسوبيين العاديين والبنية التحتية الكاملة للبلوكشين. إنها تتيح تشغيل بيئات مختلفة، واختبار الأكواد بأمان، واستخدام الموارد بكفاءة.

في البلوكشين، تعتبر الآلة الافتراضية ليست مجرد أداة، بل هي الأساس الذي تقوم عليه كامل منظومة العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية. حتى لو لم تكن مبرمجًا، فإن فهم كيفية عمل الآلة الافتراضية يساعد في استيعاب الآليات العميقة لمنصات التمويل اللامركزي والتفاعل مع العملات المشفرة.