EVM

简介 以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine，EVM）是一个去中心化的、跨节点一致的执行环境，负责在所有以太坊节点上安全地执行智能合约代码。节点运行 EVM 来处理交易、执行合约逻辑，并通过消耗 Gas（燃料） 来度量并限制计算资源，从而保障网络的效率与安全 前提知识 要快速理解 EVM，建议具备以下基础： 计算机科学常用术语：字节（byte）、内存（memory）、堆栈（stack）等 密码学与区块链基础：哈希函数（如 Keccak-256）、默克尔树（Merkle Tree / Patricia Trie）等概念 智能合约开发的基本流程（编译后生成字节码、部署到链上、通过交易触发执行）会帮助理解细节 从账本到状态机：概念上的迁移 与比特币常被比作“分布式账本”不同，以太坊更适合被看作一个分布式状态机。除了记录账号与余额之外，以太坊还维护一个可随交易变化的机器状态，并能在状态变更时执行任意机器代码（即智能合约）。这些状态变更的规则由 EVM 明确定义 数学上可以把以太坊的状态转换描述为一个确定性的函数： Y(S, T) = S' 给定旧的有效状态 S 与一组新的有效交易 T，状态转换函数 Y(S, T) 产出新的有效状态 S' 状态（State） 以太坊的全局状态由一种称为 改进版 Merkle–Patricia Trie 的巨大数据结构保存。该结构将所有账户（包括外部拥有账户和合约账户）及其关联的数据通过哈希组织起来，最终回溯到区块链上的单一根哈希（state root）。这种设计保证了状态可证明性与高效性（例如轻客户端验证） 交易（Transactions） 交易是由账户发起并经密码学签名的指令，分为两类： 消息调用交易（Message Call）：调用现有合约或向外部账户发送 ETH 合约创建交易（Contract Creation）：将已编译的智能合约字节码部署为一个新的合约账户。部署后，合约字节码存储在该合约账户中；每当有交易/消息调用该合约时，EVM 会读取并执行这些字节码 EVM 的工作方式 堆栈机（Stack machine） EVM 是一个基于堆栈的虚拟机： 堆栈深度上限为 1024 项 每个堆栈项为 256 位（与以太坊使用的 256 位加密原语保持一致，例如 Keccak-256） 绝大多数操作以堆栈为中心进行：入栈、出栈、二元运算（ADD、SUB、MUL、DIV、AND、OR、XOR）等 内存（Memory） 执行期间，EVM 维护一个瞬态的 内存（memory），它是一个可字节寻址的动态字节数组： ...