이더리움 가상 머신 작동 방식

EVM(Ethereum Virtual Machine)은 Ethereum 블록체인에서 스마트 계약을 실행하는 분산형 Turing-complete 런타임 환경 역할을 하며 네트워크에서 임의의 프로그램을 생성하고 실행할 수 있습니다.

2024/10/17 18:12

이더리움 가상 머신(EVM)의 작동 방식

1. 개요

EVM(Ethereum Virtual Machine)은 Ethereum 블록체인에서 스마트 계약을 실행하기 위한 런타임 환경입니다. 이는 개발자가 블록체인에서 임의의 프로그램을 생성하고 실행할 수 있는 분산형 Turing-complete 시스템입니다.

2. 건축

EVM은 다음으로 구성됩니다.

스택(Stack): 데이터와 연산 결과를 저장하는 메모리 영역
메모리: 계약 코드와 데이터를 저장하는 광대한 선형 저장 영역
프로그램 카운터: 현재 실행 중인 명령어를 추적하는 포인터
호출자: 실행을 시작한 계약의 주소
값: 실행을 호출한 트랜잭션과 함께 전송된 ETH의 양
입력 데이터: 실행을 호출한 트랜잭션과 함께 전달된 임의 데이터

3. 실행과정

스마트 계약이 호출되면 해당 코드(바이트코드라고 함)가 EVM의 메모리에 로드됩니다. 그런 다음 EVM은 바이트코드 명령어를 명령어별로 실행하여 필요에 따라 스택과 메모리를 조작합니다.

각 명령은 특정 양의 가스를 소비하며, 이는 블록체인에서 계산을 위해 지불해야 하는 수수료입니다.
지침은 간단한 산술 연산(예: 추가, 하위)부터 보다 복잡한 연산(예: 다른 계약 호출, 저장소 액세스)까지 다양합니다.
실행 프로세스는 다음이 될 때까지 계속됩니다.
- 계약의 가스가 부족하거나
- 코드 끝에 도달했거나
- 예외가 발생했습니다(예: 0으로 나누기).

4. 상태 변경

실행 중에 EVM은 계정을 생성 또는 업데이트하고 스토리지를 수정하여 블록체인의 상태를 수정할 수 있습니다.

계정은 블록체인의 주소를 나타내며 ETH와 코드를 저장합니다.
저장소는 계정과 관련된 임의의 데이터를 저장하는 데 사용됩니다.

5. 특징

분산화: EVM 실행은 이더리움 네트워크 전체에 분산되어 매우 안전하고 검열에 강합니다.
Turing-complete: EVM은 임의의 프로그램을 실행할 수 있어 복잡한 애플리케이션 개발이 가능합니다.
비용 기반 계산: 가스 소비는 실행 비용을 제한하고 무한 루프 또는 과도한 계산을 방지합니다.
계정 추상화: EVM은 블록체인의 계정에 액세스하고 수정할 수 있어 계약 간의 상호 작용을 촉진합니다.

6. 용도

EVM은 주로 다음 용도로 사용됩니다.

스마트 계약 실행: 블록체인에서 코드를 실행하여 작업을 자동화하거나 규칙을 시행합니다.
분산형 애플리케이션(dApp) 생성: 스마트 계약과 상호 작용하는 웹 인터페이스 또는 모바일 애플리케이션을 구축합니다.
블록체인 프로토콜 개발: 스마트 계약을 사용하여 합의 메커니즘 및 기타 블록체인 기본 요소를 정의합니다.

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