La Machine Virtuelle Ethereum, ou EVM, joue un rôle crucial dans l'exécution de smart contracts et le traitement de transactions, faisant d'Ethereum une plateforme de choix pour les développeurs de DApps (applications décentralisées).
Mais alors, qu’est-ce que la machine virtuelle d’Ethereum (EVM) ? Comment fonctionne-t-elle ? Quel est son rôle sur le réseau Ethereum (ETH) ? Eh bien, vous le découvrirez tout au long de cet article dédié au fonctionnement de l’EVM.
Qu’est-ce que l’EVM (Ethereum Virtual Machine) ?
Concrètement, la Machine Virtuelle Ethereum (EVM) est un environnement d'exécution universel qui fonctionne sur tous les nœuds du réseau Ethereum. C’est en quelque sorte le cerveau de la blockchain Ethereum (ETH).
Notez que La Machine Virtuelle Ethereum a été conceptualisée par Vitalik Buterin, le fondateur d'Ethereum. Cependant, c'est Gavin Wood qui a été le principal architecte de l'EVM. Maintenant, en ce qui concerne le langage de programmation, l'EVM a été initialement écrit en C++. Par ailleurs, elle utilise également le compilateur du projet LLVM, ce qui permet une certaine compatibilité avec différents langages de programmation.
Pour en revenir au concept même de l’EVM : imaginez cette machine comme un système d'exploitation décentralisé où chaque application (DApp) a sa propre “sandbox” pour fonctionner.
Dans cette sandbox, les smart contracts sont exécutés, les transactions sont traitées et les données sont stockées de manière sécurisée, et sont isolées du reste du système. Cela permet non seulement une grande flexibilité pour les développeurs, mais aussi une robustesse et une sécurité accrue pour les utilisateurs.
Avant d’aller plus loin, pour les utilisateurs qui souhaitent en apprendre davantage sur le fonctionnement technique de la machine virtuelle Ethereum, voici la documentation officielle : https://ethereum.org/en/developers/docs/evm/
Le rôle central de l'EVM au sein du réseau Ethereum (ETH)
L'EVM est souvent considérée comme le cerveau opérationnel de la blockchain Ethereum. Elle agit comme une “couche d'abstraction” entre le code exécuté et la machine hôte.
En effet, lorsqu'un contrat intelligent (smart contract) est déployé, l'EVM prend en charge la communication avec tous les nœuds du réseau Ethereum et effectue des changements d'état une fois qu'un consensus est atteint. Autrement dit, l'EVM est le gardien de la confiance et de la décentralisation sur Ethereum. Elle est intégrée dans chaque nœud du réseau, isolant ainsi “l'ordinateur hôte physique” du code machine d'Ethereum.
Pour entrer un peu plus en détail, sachez que L'EVM fonctionne comme une machine à pile ou “stack machine”, ce qui signifie qu'elle utilise une structure de données de type “stack” pour stocker des informations temporaires. Chaque fois qu'un smart contract est appelé sur la blockchain Ethereum, l'EVM entre en action pour exécuter le code du contrat. Par la suite, elle traduit le code source en bytecode, qui est ensuite exécuté de manière sécurisée et isolée.
Notez qu’un bytecode est une série d'opcodes, qui sont les instructions de base que l'EVM peut exécuter. Chaque opcode a un coût en gas associé, qui est payé par l'initiateur de la transaction.
Voici quelques caractéristiques clés de l’EVM :
- Gestion des Transactions : l'EVM joue un rôle crucial dans la validation et l'exécution des transactions sur le réseau Ethereum. Lorsqu'une transaction est initiée, elle est d'abord validée par les nœuds du réseau. Une fois validée, la transaction est ajoutée à un bloc et c'est là que l'EVM entre en jeu pour exécuter le code associé à cette transaction.
- Exécution des Smart Contracts : un contrat intelligent (smart contract) est un programme autonome qui s'exécute lorsque certaines conditions sont remplies. L'EVM est responsable du traitement de ces contrats. En effet, elle assure que le contrat est exécuté selon les règles codées, garantissant ainsi l'intégrité et la fiabilité du contrat.
- Sécurité et Isolation : un autre aspect plus important de l'EVM est sa capacité à exécuter du code dans un environnement isolé. Cela signifie que même si un smart contract est malveillant ou comporte des erreurs, il ne peut pas affecter le fonctionnement global du réseau Ethereum.
Turing-complete – une notion clé dans le fonctionnement de l’EVM
La notion de “Turing-complete” est souvent citée lorsque l'on parle de l'EVM, mais qu'est-ce que cela signifie exactement et pourquoi est-ce important ?
Concrètement, un système est dit “Turing-complet” s'il est capable d'exécuter n'importe quel algorithme, pourvu qu'on lui donne suffisamment de temps et de ressources. En d'autres termes, l'EVM peut théoriquement résoudre n'importe quel problème calculable, ce qui le rend extrêmement puissant.
La notion de Turing de l'EVM ouvre la porte à une infinité de possibilités en matière de développement d'applications décentralisées (DApps). Que vous souhaitiez créer une plateforme de financement participatif décentralisée, un marché d'actifs numériques ou une application de vote sécurisée, l'EVM offre le cadre nécessaire pour développer ces solutions de manière efficace et sécurisée.
Comment l’EVM gère-t-il les comptes Ethereum (ETH) ?
Il faut savoir que la blockchain Ethereum comprend deux types de comptes principaux : les comptes externes (Externally Owned Accounts, EOA) et les comptes de contrat (Contract Accounts). Là aussi, l’EVM a son mot à dire, mais examinons tout d’abord les particularités de ces deux comptes.
Les EOA sont des comptes contrôlés par des clés privées et sont généralement utilisés pour stocker et envoyer de l'Ether. Ces comptes peuvent interagir avec des smart contracts, mais ils ne contiennent pas de code exécutable, et ne peuvent donc pas être gérés par l’EVM.
Contrairement aux EOA, les comptes de contrat contiennent du code exécutable et sont contrôlés par ce code. Ce sont tout simplement des comptes dotés d’un code source. On les appelle également des “contrats intelligents” ou “smart contract” en anglais. Ils peuvent recevoir, stocker et envoyer de l'Ether, mais aussi exécuter des fonctions complexes grâce à leur code intégré.
Et le rôle de l’EVM dans tout ça ? Eh bien, L'EVM sert de médiateur entre ces deux types de comptes. Lorsqu'un EOA envoie une transaction à un Contract Account, l'EVM est responsable de l'exécution du code du smart contract en utilisant les données fournies dans la transaction.
Cette interaction est fondamentale pour le fonctionnement des applications décentralisées (DApps) sur Ethereum, et même de la blockchain en elle-même.
Quels sont les défis et limitations de la machine virtuelle Ethereum (EVM) ?
Tout en étant une technologie révolutionnaire, l'EVM n'est pas sans ses défis et limitations. En voici les deux principaux :
- Coûts de Transaction (Gas) : l'un des défis les plus notables est le coût élevé des transactions, souvent appelé “gas”. Ce coût varie généralement en fonction de la congestion du réseau, ce qui peut rendre certaines applications prohibitives pour les utilisateurs.
- Programmation sur l'EVM : la programmation de smart contracts peut être une tâche complexe, même pour les développeurs expérimentés. Une petite erreur dans le code peut entraîner des failles de sécurité ou des dysfonctionnements, ce qui souligne l'importance d'une programmation rigoureuse et de tests approfondis.
Ce qu’il faut retenir
Vous l’aurez compris, l'EVM n'est pas simplement un composant technique de la blockchain Ethereum, elle est le moteur qui alimente l'ensemble de l'écosystème. Sa fiabilité exceptionnelle a permis à Ethereum de fonctionner sans temps d'arrêt majeur, faisant de cette blockchain une plateforme de choix pour les développeurs et les utilisateurs.
D’autant que ce moteur permet aux développeurs de créer des contrats intelligents dans une variété de langages de programmation, comme Solidity, Vyper, Python et Yul.
Cette polyvalence a donné naissance à un écosystème riche en applications décentralisées (DApps), notamment dans les domaines de la finance décentralisée (DeFi) et des jetons non fongibles (NFT).
Pour conclure, on peut dire que l’EVM est le cœur qui permet à Ethereum de battre et de continuer à innover dans le monde de la blockchain.
Questions fréquemment posées sur la machine virtuelle Ethereum
Qu'est-ce que l'Ethereum Virtual Machine (EVM) ?
L'Ethereum Virtual Machine (EVM) est l'environnement de calcul décentralisé qui exécute les smart contracts sur la blockchain Ethereum. Il permet de traiter des données et de maintenir l'état du réseau.
Comment la Machine Virtuelle Ethereum diffère-t-elle de Bitcoin ?
Alors que Bitcoin est principalement une monnaie numérique, l'Ethereum et sa machine virtuelle permettent d'exécuter des smart contracts, ce qui ajoute une couche de fonctionnalité. Les smart contracts peuvent manipuler des données et changer l'état du réseau, ce que Bitcoin ne peut pas faire nativement.
Qu'est-ce que l'état (state) dans le contexte de l'EVM ?
L'état ou “state” est une représentation du système à un moment donné. Dans l'EVM, l'état (state) comprend des informations telles que les soldes des comptes, les données stockées et le statut des smart contracts.
Comment les données sont-elles gérées dans un smart contract (contrat intelligent) ?
Les smart contracts sur l'EVM peuvent lire et écrire des données. Ces données peuvent être des variables d'état qui sont stockées directement dans la blockchain Ethereum. Les fonctions du smart contract peuvent être appelées pour modifier ces données.
Quelle est la fonction d'un smart contract (contrat intelligent) ?
La fonction d'un smart contract est de permettre des transactions et des interactions automatisées sur la blockchain. Grâce à l'EVM, ces contrats peuvent exécuter des fonctions complexes, manipuler des données et même interagir avec d'autres smart contracts.
