Im Kern ist die EVM eine hochspezialisierte Software, die Smart Contracts auf Ethereum verarbeitet.
Im Gegensatz zu Bitcoin (BTC) richteten die Entwickler von Ethereum ihren Fokus nicht darauf, ein Peer-to-Peer- (P2P) digitales Zahlungsnetzwerk zu schaffen. Stattdessen nutzten sie Blockchain-Technologie, um sämtliche Aspekte des Internets zu „dezentralisieren“. Die Entwickler Vitalik Buterin und Gavin Wood führten selbstausführende Befehle ein, sogenannte Smart Contracts. Sobald ein Smart Contract eine Reihe von Bedingungen 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. Stattdessen wird dieser „virtuelle“ Computer durch die Tausenden von Nodes betrieben, die die Ethereum-Blockchain laufen lassen. Jeder, der einen Node auf Ethereum betreibt, nimmt automatisch an der EVM teil. Entwickler, die auf Ethereum aufbauen, nutzen die EVM auch, um neue Projekte in Branchen wie DeFi (dezentrale Finanzen) und Play-to-Earn Gaming zu entwickeln.
Da die EVM den aktuellen „State“ der Ethereum-Blockchain speichert, bezeichnen einige sie als „Distributed State Machine“. Alle Transaktionen auf Ethereum-dApps und Wallets werden durch die EVM geleitet. Die EVM verarbeitet nicht nur diese Transaktionen, sondern speichert deren Daten außerdem in der Cloud. Es wäre unmöglich, die zahlreichen Smart-Contract-Funktionen von Ethereum aufzuzeichnen und zu verarbeiten, ohne die EVM.
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. Besser bekannt als Gasgebühren gehen diese Transaktionskosten an die Tausenden von Node Operatoren auf Ethereum. Nutzer, die Ethereum-basierte Token übertragen oder Smart Contracts 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 Operatoren der Blockchain-Nodes.
Von der Datenspeicherung bis zur Zahlungsabwicklung übernimmt die EVM viele wesentliche Funktionen im Ethereum-Ökosystem.
Ethereum wäre ohne die EVM nicht zur zweitgrößten Kryptowährung nach Marktkapitalisierung geworden. Die komplexe Architektur der EVM ermöglichte dezentrale Webanwendungen. Durch die Revolution der Smart-Contract-Technologie konnten Entwickler dApps mit neuen Anwendungsfällen wie dezentralem Krypto-Lending, -Borrowing und Trading schaffen. Die Architektur der EVM ist außerdem die Grundlage für bekannte Krypto-Bereiche wie NFT-Sammlerstücke und Play-to-Earn-Spiele.
Neben der Förderung von Krypto-Innovation macht die EVM Web3 für die globale Entwicklergemeinschaft zugänglicher. Tatsächlich gibt es – außer den Programmierkenntnissen – keine Voraussetzungen, um Teil der Ethereum Community zu werden. Die Zugänglichkeit und Flexibilität der EVM machen sie für Entwickler attraktiv und treiben Innovation und Wachstum im Ethereum-Ökosystem voran.
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 Chains, die auf der Haupt-Chain von Ethereum aufbauen. Diese sogenannten „Layer-2“-Blockchains bieten oft geringere Gasgebühren und schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten als Ethereum. Zu den Beispielen für Layer-2-EVM-kompatible Chains gehören Polygon, Optimism und Arbitrum.
Trotz der vielen Vorteile der EVM kämpft Ethereum weiterhin mit Skalierbarkeitsproblemen. Besonders auffällig sind die teils hohen Gasgebühren und die geringe Transaktionsrate der Ethereum-Blockchain, insbesondere bei starker Netzauslastung. Um diese Probleme zu adressieren, änderten die ETH-Entwickler 2022 Ethereums zentralen Konsensmechanismus von Proof-of-Work (PoW) zu Proof-of-Stake (PoS), um den Energieverbrauch zu senken. Obwohl der Wechsel zu PoS nichts an der Funktionsweise der EVM verändert, könnte er den Weg für zukünftige Upgrades ebnen.
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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