Cách hoạt động của máy ảo: từ máy tính truyền thống đến blockchain

Tại sao nó cần thiết

Hãy tưởng tượng: bạn cần chạy Windows trên Mac, nhưng không muốn mua một máy tính riêng. Hoặc bạn cần kiểm tra mã trên các hệ thống khác nhau trước khi phát hành sản phẩm. Máy ảo giải quyết vấn đề này - tạo ra một môi trường cách ly, nơi bạn có thể thử nghiệm mà không có rủi ro làm hỏng hệ thống chính.

Trên blockchain, máy ảo đóng vai trò còn quan trọng hơn: nó trở thành động cơ, xử lý các hợp đồng thông minh và cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ sinh thái ứng dụng phi tập trung.

Cách hoạt động của máy ảo

Về mặt kỹ thuật, đây là hình ảnh của một máy tính chạy bên trong một máy tính khác. Bạn có thể cài đặt hệ điều hành, lưu trữ tệp, chạy ứng dụng - tất cả đều hoạt động trong một môi trường cách ly, trong khi phần cứng vật lý (bộ nhớ, bộ xử lý, lưu trữ) cung cấp máy chủ.

Quá trình này được quản lý bởi một chương trình có tên là hypervisor. Nó phân phối tài nguyên để nhiều máy ảo có thể hoạt động đồng thời. Có hai loại:

Loại 1 (Bare-metal) - được cài đặt trên thiết bị sạch, được sử dụng trong trung tâm dữ liệu và nền tảng đám mây để đạt hiệu suất tối đa.

Loại 2 (Hosted) — hoạt động trên hệ điều hành thông thường, phù hợp cho việc thử nghiệm và phát triển cục bộ.

Ứng dụng thực tiễn của VM truyền thống

Kiểm tra an toàn: tệp nghi ngờ, ứng dụng không rõ — tất cả có thể được chạy trong một máy ảo. Ngay cả khi xảy ra sự cố hoặc bị virus, hệ thống chính vẫn sẽ an toàn.

Phát triển đa nền tảng: lập trình viên có thể thử nghiệm ứng dụng trên Linux, Windows và macOS, sử dụng một thiết bị vật lý.

Khởi động phần mềm lỗi thời: một số chương trình chỉ hoạt động trên Windows XP hoặc các hệ thống cũ khác. Máy ảo tái tạo môi trường cần thiết.

Dịch vụ đám mây: AWS, Azure, Google Cloud hoạt động trên các máy ảo. Khi tạo dịch vụ đám mây, một VM được triển khai trong trung tâm dữ liệu, lưu trữ các trang web, cơ sở dữ liệu hoặc ứng dụng.

Máy ảo trên blockchain: một câu chuyện khác

Ở đây nó hoạt động hoàn toàn khác. Nếu VM truyền thống là một sandbox cho việc thử nghiệm, thì phiên bản blockchain là một cơ chế thực thi cho các hợp đồng thông minh.

EVM (Ethereum Virtual Machine) cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng bằng Solidity, Vyper và các ngôn ngữ khác, sau đó triển khai chúng trên Ethereum và bất kỳ mạng tương thích nào. EVM đảm bảo rằng tất cả các nút trong mạng áp dụng cùng một quy tắc khi tương tác với các hợp đồng.

Khi bạn sử dụng giao thức DeFi như Uniswap: các giao dịch của bạn được xử lý bởi các hợp đồng thông minh hoạt động bên trong máy ảo. EVM thực thi mã, kiểm tra điều kiện, cập nhật dữ liệu.

Khi tạo NFT: máy ảo theo dõi quyền sở hữu của từng token. Khi bạn chuyển NFT, VM cập nhật sổ đăng ký chủ sở hữu.

Các máy ảo khác nhau - các phương pháp khác nhau

Mỗi blockchain lớn đã chọn chiến lược của riêng mình:

NEAR và Cosmos sử dụng các máy ảo dựa trên WebAssembly (WASM), hỗ trợ hợp đồng thông minh trên nhiều ngôn ngữ lập trình.

Sui đã tích hợp MoveVM để thực thi các hợp đồng bằng ngôn ngữ Move.

Solana đã tạo ra môi trường thực thi riêng (SVM), xử lý các giao dịch song song và xử lý băng thông cao.

L2-rollups sử dụng các máy ảo chuyên dụng, chẳng hạn như zkEVM, áp dụng các bằng chứng không tiết lộ để mở rộng quy mô.

Những nhược điểm cần biết

Hiệu suất: máy ảo thêm một lớp giữa phần cứng và mã, điều này có thể làm chậm quá trình thực thi so với việc chạy trực tiếp trên máy vật lý. Trong blockchain, điều này có nghĩa là phí gas cao hơn và xử lý chậm hơn.

Độ khó: bảo trì VM ( đặc biệt trong đám mây hoặc blockchain ) yêu cầu cấu hình, cập nhật và kỹ năng đặc biệt.

Tính không tương thích: hợp đồng thông minh được viết cho Ethereum sẽ không hoạt động trên Solana mà không cần phải sửa đổi. Các nhà phát triển phải điều chỉnh mã cho mỗi môi trường.

Tại sao điều này quan trọng để hiểu

Máy ảo là nền tảng cho cả hệ thống máy tính thông thường và toàn bộ hạ tầng blockchain. Chúng cho phép chạy nhiều môi trường khác nhau, thử nghiệm mã an toàn và sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả.

Trên blockchain, máy ảo không chỉ là một công cụ, mà là nền tảng mà toàn bộ hệ sinh thái của các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung dựa vào. Ngay cả khi bạn không phải là lập trình viên, việc hiểu cách thức hoạt động của máy ảo sẽ giúp bạn nắm bắt được các cơ chế sâu xa của các nền tảng DeFi và sự tương tác với các loại tiền điện tử.