Im Kern ist die EVM eine hochspezialisierte Software, die Smart Contracts auf Ethereum verarbeitet.
Im Gegensatz zu Bitcoin (BTC) konzentrierten sich Ethereums Entwickler nicht darauf, ein Peer-to-Peer (P2P) digitales Zahlungsnetzwerk zu schaffen. Stattdessen nutzten sie Blockchain-Technologie, um alle Aspekte des Webs zu „dezentralisieren“. Entwickler Vitalik Buterin und Gavin Wood führten selbst ausführende Befehle ein, sogenannte Smart Contracts. Sobald ein Smart Contract eine festgelegte Bedingung erfüllt, werden die vorprogrammierten Anweisungen automatisch ausgeführt.
Die EVM speichert, verarbeitet und überträgt diese Ethereum-basierten Smart Contracts. Immer wenn sich Smart Contracts auf der Ethereum-Blockchain ändern, analysiert die EVM neue Transaktionsdaten und veröffentlicht die neuesten Informationen in den kommenden Blöcken.
Obwohl die EVM Eigenschaften einer physischen „Maschine“ besitzt, ist sie kein Gerät. Vielmehr sorgen die Tausenden von Nodes, die die Ethereum-Blockchain betreiben, für diesen „virtuellen“ Computer. Jeder, der einen Node auf Ethereum betreibt, nimmt automatisch an der EVM teil. Entwickler, die auf Ethereum programmieren, nutzen die EVM auch, um neue Projekte in Branchen wie DeFi (dezentrale Finanzen) und Play-to-Earn-Gaming zu realisieren.
Da die EVM den aktuellen „Status“ der Ethereum-Blockchain speichert, bezeichnen einige sie als „verteilte Zustandsmaschine“. Alle Transaktionen auf Ethereums dApps und Wallets laufen über die EVM. Die EVM verarbeitet nicht nur diese Transaktionen, sondern speichert auch diese Daten in der Cloud. Es ist unmöglich, die zahlreichen Funktionen von Smart Contracts bei Ethereum ohne die EVM zu erfassen und zu verarbeiten.
Die EVM versteht ausschließlich Binärcode-Instruktionen (d. h. Kombinationen aus 1 und 0). Darum muss der von Entwicklern auf Ethereum verwendete Code in maschinenlesbaren „Bytecode“ umgewandelt werden. Ethereum-Mitbegründer Gavin Wood entwickelte eine spezielle Programmiersprache namens „Solidity“, um Smart-Contract-Daten einfacher an die EVM zu kommunizieren. Sobald die Solidity Smart-Contract-Anweisungen in Bytecode umgewandelt sind, überträgt die EVM diese Daten an alle Nodes der Ethereum-Blockchain. Gibt es einen „State Change“ in einem dieser Smart Contracts, aktualisiert die EVM die Transaktionsdaten in den nachfolgenden Blöcken automatisch.
Zum Beispiel: Angenommen, jemand tilgt einen Krypto-Kredit auf der Ethereum-basierten dApp Aave. Erkennt der Smart Contract, dass ein bestimmtes Wallet seinen Zinsverpflichtungen nachkommt, gibt der Vertrag das hinterlegte Sicherheitenvermögen auf Aave unmittelbar an das Krypto-Wallet des Nutzers zurück. Die EVM interpretiert diese gesamten Datenänderungen auf Aave und veröffentlicht diese Transaktionsdaten auf der Ethereum-Blockchain.
Während die EVM Krypto-Transaktionen verarbeitet und veröffentlicht, schätzt sie den Preis der Ethereum-Blockchain. Diese Transaktionskosten, besser bekannt als Gasgebühren, gehen an die Tausenden von Node Operators im Ethereum-Netzwerk. Nutzer, die mit Ethereum-basierte Token übertragen oder einen Smart Contract nutzen, zahlen eine variable Gasgebühr in ETH. Die Menge an ETH pro Transaktion hängt von der Komplexität des Smart Contracts und der aktuellen Netzwerkauslastung ab. Die EVM berechnet diese Gasgebühren und verteilt sie an die Node Operators der Blockchain.
Von der Datenspeicherung bis zur Zahlungsabwicklung übernimmt die EVM viele wesentliche Funktionen im Ethereum-Ökosystem.
Ohne die EVM wäre Ethereum nicht zur zweitgrößten Kryptowährung nach Marktkapitalisierung geworden. Die komplexe Architektur hinter der EVM machte dezentrale Webanwendungen überhaupt erst möglich. Durch die Revolution der Smart Contract-Technologie konnten Entwickler dApps mit neuartigen Anwendungsfällen wie dezentralem Krypto-Lending, Borrowing und Trading schaffen. Die Architektur der EVM befeuert zudem beliebte Krypto-Bereiche wie NFT-Sammlerstücke und Play-to-Earn-Spiele.
Neben ihrem Beitrag zur Krypto-Innovation macht die EVM Web3 für die globale Entwickler-Community zugänglicher. Tatsächlich gibt es, abgesehen von Programmierkenntnissen, keine Voraussetzungen, um der Ethereum-Community beizutreten. Die Zugänglichkeit und Flexibilität der EVM macht sie für Entwickler besonders attraktiv und fördert die Innovation sowie das Wachstum des Ethereum-Ökosystems.
Ein weiterer Vorteil der EVM besteht darin, dass sie sich leicht auf anderen Blockchains replizieren lässt. Viele neue Krypto-Projekte verwenden EVM-Software, um sich nahtlos mit dem Ethereum-Netzwerk zu verbinden. Diese „EVM-kompatiblen“ Blockchains erweitern die Reichweite von Ethereum-basierten dApps.
Aufgrund des enormen Einflusses von Ethereum in Web3 möchten viele neue Blockchains die EVM integrieren. Diese „EVM-kompatiblen Chains“ erleichtern dApp-Entwicklern auf Ethereum, ihre Projekte auf andere Blockchains zu portieren. Die EVM-Kompatibilität vereinfacht es, dass Ethereum-basierte dApps ihre Nutzerbasis ausbauen und potenzielle Vorteile auf konkurrierenden Blockchains anbieten können. Viele bekannte Ethereum-dApps wie Uniswap und Aave sind bereits auf vielen EVM-kompatiblen Chains verfügbar.
Einige EVM-kompatible Chains wie Avalanche und die BNB Smart Chain unterscheiden sich von Ethereum. Es gibt jedoch auch Chains, die auf der Hauptchain von Ethereum aufbauen. Diese „Layer-2“-Blockchains bieten oft niedrigere Gasgebühren und schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten als Ethereum. Zu den Beispielen für Layer-2-EVM-kompatible Chains gehören Polygon, Optimism und Arbitrum.
Trotz der vielen Vorteile bei der Nutzung der EVM hat Ethereum weiterhin mit Skalierbarkeitsproblemen zu kämpfen. Besonders auffallend sind die oft hohen Gasgebühren und die geringe Transaktionskapazität der Ethereum-Blockchain, vor allem bei hoher Netzauslastung. Um diese Probleme zu adressieren, änderten die ETH-Entwickler 2022 den zentralen Konsensmechanismus von Ethereum von Proof-of-Work (PoW) zu Proof-of-Stake (PoS), um den Energieverbrauch zu senken. Obwohl die Umstellung auf PoS an der Funktionsweise der EVM nichts ändert, könnte sie zukünftige Verbesserungen ermöglichen.
Beispielsweise wurde aus der Ethereum-Community vorgeschlagen, die EVM durch eine neue Ausführungsschicht namens Ethereum-flavored WebAssembly (eWASM) zu ersetzen. Laut eWASM-Befürwortern könnte dieses geplante Software-Upgrade die Geschwindigkeit von Smart Contracts erhöhen und mehr Programmiersprachen unterstützen.
Neben eWASM übernehmen immer mehr konkurrierende Blockchains die EVM-Funktionalität. Mit wachsender EVM-Kompatibilität haben dApp-Nutzer mehr Optionen, mit dem Ethereum-Ökosystem zu interagieren. EVM-kompatible Chains wie Polygon bieten bei vielen der führenden Ethereum-dApps ein schnelles und gebührengünstiges Erlebnis. Die attraktiven Merkmale EVM-kompatibler Chains könnten die Web3-Adoption fördern, während Ethereum an Skalierungslösungen arbeitet.
Zuletzt glauben einige Krypto-Anhänger, dass der „EVM-Standard“ das Problem der „Interoperabilität“ im Blockchain-Bereich lösen könnte. Interoperabilität bezieht sich auf Kommunikation zwischen separaten Blockchain-Netzwerken. Da mehr Chains EVM-Kompatibilität übernehmen, könnte das Senden von Krypto über verschiedene Blockchains hinweg einfacher werden. Mehr EVM-kompatible Chains könnten Entwickler aus unterschiedlichen Blockchain-Communities dazu ermutigen, bei zukünftigen Projekten zusammenzuarbeiten.
Die Einführung der EVM war ein Wendepunkt in der Geschichte der Kryptowährungen. Vor dem Start von Ethereum wurde Blockchain-Technologie ausschließlich mit P2P-Zahlungsnetzwerken wie Bitcoin assoziiert. Doch mit dem Erfolg von Smart Contracts und der EVM begannen mehr Entwickler, das revolutionäre Potenzial von Web3 zu schätzen. Mit zunehmender EVM-Adoption dürfte es zu weiteren Innovationen in der dezentralen Webentwicklung kommen.
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