概念复习二——EVM
在复习evm之前，首先先做一个主流区块链平台的比对。
一、前情补充
（一）btc和eth的挖矿
eth挖矿需要读取内存并存储DAG文件，受限内存读取效率限制，传统的增加算力无法提升挖矿效率
btc挖矿，每四年减半
eth挖矿，固定5-3-2eth
（二）btc vs eth
- eth多了个智能合约→btc是分布式账本，而eth是分布式状态机
- eth刚开始都是工作量证明，22年9月15号切换到权益证明
- btc支付网络，eth是价值市场
以太坊立足比特币创新之上，于 2015 年启动，两者之间有一些显著不同。
两者都允许你使用数字货币，而无需支付服务提供商或银行。但是以太坊是可编程的，所以你还可以在以太坊网络上构建和部署去中心化应用程序。
比特币使我们能够互通基本信息，了解我们认为有价值的东西。在没有权威的情况，确定价值就已经很强大了。以太坊则更进一步，不仅可以互通信息，用户还能编写任何常规程序或合约。可以创建和达成共识的合约种类没有限制，因此以太坊网络上时常出现重大创新。
比特币只是一个支付网络，而以太坊更像是一个金融服务、游戏、社交网络和其他应用程序的市场，它们尊重你的隐私并且不能审查你。
（三）eth vs fabric
- 公有链eth和联盟链fabric→身份匿名和可验证，加入需要许可
- eth顺序执行（验证、排序、执行），fabric执行（背书）-排序-验证→由于使用了全新的方法，在执行阶段已经排除了任何不确定性，因此fabric支持通用编程语言编写智能合约，且具有高交易吞吐量性能
- fabric无需原生加密货币激励挖矿和合约执行→降低系统的风险，和其他分布式系统大致相同的运营成本
- fabric链上的数据隐私和保密性→通道架构和私有数据
顺序执行
- 验证并将交易排序，然后将它们传播到所有的节点，
- 每个节点按顺序执行交易。
并行执行
- 执行一个交易并检查其正确性，从而给它背书，
- 通过（可插拔的）共识协议将交易排序，
- 提交交易到账本前先根据特定应用程序的背书策略验证交易
（四）待补充
fabric：
背书策略：通道背书策略和链码背书策略？
每个channel可以使用不同的共识算法吗？如果不能，这是一项将来会被实现的功能吗？
二、EVM
EVM（Ethereum Virtual Machine）是以太坊虚拟机的缩写，是以太坊区块链平台的核心组成部分之一。EVM是一个基于栈的虚拟机，用于在以太坊网络上执行智能合约的字节码。
EVM
EVM的几个关键方面：
（一）栈架构
EVM是基于栈的虚拟机，使用一个栈来保存和处理操作数。它采用后进先出（LIFO）的执行方式，将操作数从栈顶弹出执行，并将结果重新推入栈顶。通过栈结构，EVM实现了智能合约的计算和状态转换。
（二）字节码
EVM的程序由一系列字节码指令组成，这些指令用于执行智能合约的操作。每个指令都有自己的操作码和操作数，用于定义执行的具体行为，例如算术运算、逻辑判断、存储和加载等。
（三）内存模型
EVM还包含一个内存模型，用于存储临时数据。智能合约可以在EVM的内存中进行临时数据的读写操作。内存模型的大小是动态的，并且可以根据合约的需要进行扩展。
（四）持久存储
EVM使用持久存储来保存智能合约的状态和数据。以太坊中的持久存储是通过Merkle Patricia树实现的，它将状态和数据存储在一个持久化的数据结构中，以提供高效的数据访问和验证。
（五）燃气模型
EVM引入了燃气（Gas）的概念，用于控制智能合约的执行成本和资源消耗。每个EVM指令都有一个相关的燃气成本，执行合约时会消耗相应的燃气。燃气模型确保了智能合约的执行公平性和可预测性。
（六）智能合约的编译和部署
智能合约通常是使用高级编程语言（如Solidity）编写的，然后通过编译器将其转换为EVM字节码。编译后的字节码可以被部署到以太坊网络中，并由EVM来执行。
通过理解EVM的架构和原理，作为一名专业的区块链工程师，您将能够开发和调试智能合约，理解合约的执行方式和资源消耗，以及优化合约的性能和安全性。EVM作为以太坊生态系统的核心技术之一，对于构建和开发基于以太坊的去中心化应用程序至关重要。
三、默克尔帕特里夏树（Merkle Patricia Tree）
MPT树结合了字典树和默克尔树的优点，在压缩字典树中根节点是空的，而MPT树可以在根节点保存整棵树的哈希校验和，而校验和的生成则是采用了和默克尔树生成一致的方式。 以太坊采用MPT树来保存，交易，交易的收据以及世界状态，为了压缩整体的树高，降低操作的复杂度，以太坊又对MPT树进行了一些优化。将树节点分成了四种：
- 空节点（hashNode）
- 叶子节点（valueNode）
- 分支节点（fullNode）
- 扩展节点（shortNode）
MPT
默克尔帕特里夏树的优势：
- 我们可以在插入、更新编辑或删除操作后快速计算新的树根，而无需重新计算整个树。
- 树的深度是有限制的，即使攻击者故意精心制作事务以使树尽可能深。否则，攻击者可以通过操纵树使其太深，以至于每次更新都变得非常慢来执行拒绝服务攻击。
- 树的根仅取决于数据，而不取决于进行更新的顺序。以不同的顺序进行更新，甚至从头开始重新计算树不应该改变根。
四、fabric是否有类似EVM的合约虚拟机
Hyperledger Fabric是一个开放源代码的企业级区块链平台，与以太坊的EVM相比，它在智能合约的执行方面有一些不同的设计。
在Fabric中，智能合约被称为链码（Chaincode），它是用来定义业务逻辑和状态转换规则的一段代码。与EVM的合约虚拟机不同，Fabric中的链码并不依赖于虚拟机来执行，而是直接在背书节点（Endorser）上以本地代码方式执行。
Fabric的链码可以使用不同的编程语言编写，包括Go、JavaScript等。这意味着开发者可以使用熟悉的编程语言来编写链码，而不需要学习专门的虚拟机指令集。链码在执行时可以直接访问底层的状态数据库，并通过调用Fabric的API与网络进行交互。
在链码的执行过程中，Fabric采用了一种被称为容器化执行的方式。每个链码实例都运行在独立的容器中，使得链码的执行环境与其他组件隔离开来，提供了更好的安全性和可扩展性。
尽管Fabric没有像以太坊的EVM那样提供虚拟机级别的指令集执行，但通过链码的容器化执行和底层的状态数据库访问，Fabric能够提供类似的智能合约功能，支持灵活的业务逻辑和状态转换规则的定义。
总结而言，Hyperledger Fabric并不具备类似EVM的合约虚拟机，但通过链码的容器化执行和直接访问底层状态数据库的方式，Fabric提供了类似的智能合约功能，并支持不同编程语言的链码开发。
腾讯云开发者
