الآلات الافتراضية: المحركات الخفية التي تشغل البلوكشين

مقدمة

على الرغم من أن نظام التشغيل (OS) حصري بشكل متبادل بمعنى أنه إما Windows أو MacOS أو Linux، إلخ، إلا أنه من الممكن أحيانًا تشغيل نظام تشغيل واحد على آخر. على سبيل المثال، هناك إمكانية لتشغيل نظام Windows على MacOS، ونظام Android على Windows. الغرض من تكديس أنظمة التشغيل هو اختبار نظام التشغيل، أو عزل بعض البرامج الخطرة عن نظام التشغيل المضيف، أو تشغيل إصدار قديم من نظام التشغيل أو لتطوير واختبار التعليمات البرمجية عبر المنصات. يتم استخدام EVM في البلوكتشين لأنه يوفر طريقة عالمية وموثوقة لتشغيل العقود الذكية ويضمن أن كل عقدة في الشبكة تنفذ المعاملات بنفس الطريقة تمامًا.

ما هي الآلة الافتراضية؟

الآلة الافتراضية (VM) هي في الأساس جهاز كمبيوتر مختلف يعيش داخل جهازك الحالي. ببضع نقرات فقط، يمكنك إعدادها دون الحاجة إلى أي أجهزة مادية إضافية. بمجرد تشغيلها، تعمل مثل جهاز كمبيوتر كامل. يمكنك تثبيت نظام تشغيل، وتخزين الملفات، وتشغيل التطبيقات، وحتى تصفح الإنترنت، وكل هذا ممكن داخل الفضاء الافتراضي. في عالم العملات المشفرة، يتم تطوير العقود الذكية على البلوكتشين وتشغيلها على آلات افتراضية. أكثرها شيوعًا هي آلة الإيثريوم الافتراضية (EVM).

خلف الكواليس، إنه جهاز الكمبيوتر الرئيسي الخاص بك، المعروف باسم المضيف، الذي يجعل هذا ممكنًا. للحفاظ على تشغيل الآلة الافتراضية بسلاسة، يشارك المضيف موارده الخاصة مثل الذاكرة وقوة المعالجة والتخزين. يأتي هذا الإعداد مفيدًا عندما تحتاج إلى العمل مع برنامج يعمل فقط على نظام تشغيل مختلف عن النظام المثبت على المضيف الخاص بك.

كيف تعمل الآلة الافتراضية

إذن كيف تعمل الآلة الافتراضية بالفعل؟ في مركز العملية بأكملها توجد قطعة خاصة من البرامج تسمى المشرف الافتراضي (hypervisor). يعمل المشرف الافتراضي كمدير، يأخذ الموارد المادية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. تشمل هذه الموارد مكونات مثل المعالج (CPU) والذاكرة (RAM) والتخزين. يتم تقسيمها للعمل بكفاءة بحيث يمكن تشغيل آلة افتراضية واحدة أو حتى عدة آلات افتراضية في نفس الوقت.

هناك طريقتان يتم إعداد المشرفين الافتراضيين بهما عادة. يتم تثبيت بعضها مباشرة على الأجهزة نفسها، وهذا هو السبب في أنها غالبًا ما توجد في مراكز البيانات وبيئات الحوسبة السحابية حيث تكون السرعة والكفاءة أكثر أهمية. يعمل البعض الآخر على نظام التشغيل العادي الخاص بك، تقريبًا مثل أي تطبيق آخر. هذه أكثر شيوعًا للاستخدام اليومي أو الاختبار أو العمل التطويري. على سبيل المثال، يمكنك الاستمتاع بنظام Android البيئي على نظام Windows عن طريق تثبيت تطبيق BlueStacks.

بمجرد أن ينتهي المشرف الافتراضي من عمله وتصبح الآلة الافتراضية جاهزة، يمكنك التعامل معها تمامًا مثل جهاز كمبيوتر مادي. يمكنك تشغيلها، ثم تثبيت البرامج، واستخدام الإنترنت، أو حتى بناء وتشغيل التطبيقات، كل ذلك داخل الفضاء الافتراضي.

الآلات الافتراضية في شبكات البلوكتشين

معظم الأشخاص الذين يستخدمون تطبيقات البلوكتشين لا يفكرون أبدًا في البنية التحتية غير المرئية التي تجعل كل شيء يعمل بسلاسة. سواء كنت تقوم بتبادل الرموز على منصة تبادل لامركزية، أو إصدار الرموز غيرالقابلة للاستبدال، أو إرسال الأموال عبر بلوكتشين الطبقة 2، هناك مكون حيوي يقوم بكل المهام الثقيلة في الخلفية. هذا المكون هو آلة البلوكتشين الافتراضية.

في عالم التكنولوجيا التقليدي، الآلة الافتراضية (VM) هي في الأساس صندوق رمل معزول. يسمح للمطورين بتشغيل البرامج في بيئة محدودة ومتحكم فيها. هذا البرنامج منفصل عن الأجهزة الأساسية. ومع ذلك، في شبكات البلوكتشين، تخدم الآلات الافتراضية غرضًا مختلفًا تمامًا. فهي تعمل كمحركات تنفيذ للعقود الذكية، وهي وكلاء التنفيذ الذاتي للكود الذي يمكّن التطبيقات اللامركزية من العمل بسلاسة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. بدون الآلات الافتراضية، لن تكون هناك طريقة موثوقة لآلاف أجهزة الكمبيوتر المستقلة في جميع أنحاء العالم للاتفاق على كيفية تشغيل العقد.

آلة الإيثريوم الافتراضية

تعد آلة الإيثريوم الافتراضية (EVM) المثال الأكثر شهرة للآلات الافتراضية للبلوكتشين. يمكن للمطورين استخدام لغات مثل Solidity أو Vyper أو Yul لكتابة العقود ونشرها على الإيثريوم وكذلك سلاسل الكتل الأخرى المتوافقة مع EVM. تضمن EVM أن كل عقدة تعالج العقود الذكية بنفس الطريقة تمامًا، لأنها تساعد في الحفاظ على الاتساق والأمان عبر الشبكة.

آلات افتراضية أخرى في عالم البلوكتشين

لكن الإيثريوم ليست البلوكتشين الوحيدة التي تحتوي على آلة افتراضية. تصمم شبكات البلوكتشين المختلفة نماذجها الخاصة لتلبية أهداف محددة لمتطلباتها. تعتمد NEAR و Cosmos على الآلات الافتراضية المستندة إلى WebAssembly، المعروفة بمرونتها. تسمح هذه بكتابة العقود الذكية بعدة لغات برمجة، مما يقلل العقبات أمام المطورين الذين لا يريدون تعلم شيء جديد تمامًا. في الوقت نفسه، تعطي MoveVM، المستخدمة من قبل سلاسل الكتل مثل Sui، أهمية أكبر للغة Move لإعطاء الأولوية للأمان في تنفيذ المعاملات. تتخذ Solana مسارًا مختلفًا مع آلة Solana الافتراضية، المحسنة لمعالجة العديد من المعاملات في وقت واحد. 

على الرغم من أن معظم المستخدمين لا يتفاعلون معها مباشرة أبدًا، إلا أن الآلات الافتراضية تعمل باستمرار في الخلفية. عندما تقوم بتبادل التوكن على منصة DeFi مثل Uniswap، تقوم EVM بتنفيذ العقد. إذا قمت بإصدار NFT جديد، تقوم الآلة الافتراضية بتحديث دفتر الأستاذ لإظهار من يملكه. حتى حلول التوسع المتقدمة مثل zk-rollups تعتمد على آلات افتراضية متخصصة مثل zkEVMs، والتي تجمع بين تنفيذ العقد الذكي وإثباتات التشفير لتحسين الكفاءة والأمان.

عيوب الآلات الافتراضية

ومع ذلك، فإن الآلات الافتراضية لها بعض العيوب أيضًا. تقوم الآلات الافتراضية بتشغيل التعليمات البرمجية وإدارة العقود الذكية على مكونات مستعارة، مما يجعل العمليات أبطأ مقارنة بالتشغيل مباشرة على الأجهزة. تنتج التعقيدات التشغيلية من الحفاظ على الآلات الافتراضية على شبكات كبيرة، مما يتطلب تحديثات مستمرة ومعرفة متخصصة. التوافق هو عيب آخر. لن يعمل العقد المكتوب للإيثريوم على Solana دون تغييرات جوهرية. يخلق ذلك عملاً إضافيًا للمطورين الذين يريدون الوصول إلى أنظمة بيئية متعددة.

على الرغم من هذه التحديات، تظل الآلات الافتراضية للبلوكتشين في صميم الابتكار في التكنولوجيا اللامركزية. إنهم الأبطال المجهولون الذين يجعلون المستخدمين يثقون في الكود بسهولة بدلاً من الوسطاء. تخلق الآلات الافتراضية عالمًا من المنتجات المالية والملكية الرقمية والمجتمعات اللامركزية. بينما قد لا تراها مباشرة أبدًا، فإن الآلات الافتراضية هي المحركات الصامتة التي تبقي اقتصاد البلوكتشين متحركًا.

الخلاصة

باختصار، قد تمر الآلات الافتراضية دون أن يلاحظها أحد، لكنها تلعب دورًا حاسمًا في التكنولوجيا الحديثة. من خلال جعل الأشياء أبسط وأكثر أمانًا خلف