以太坊虚拟机（EVM）具有重要地位，它是以太坊实现去中心化的重要组成部分。许多人有参与以太坊相关开发或投资的念头，但因 EVM 的复杂性而陷入困惑与迷茫，这在学习以太坊的过程中成为一个难点。接下来，我们详细来讲讲 EVM。

以太坊虚拟机的基础定义

以太坊虚拟机是一个去中心化的虚拟环境，这是它的本质特征。它分布在所有的以太坊节点中，以独特、安全且一致的方式来执行代码。一些知名的区块链项目正是依靠这种设计来保障其安全性与稳定性的。可以理解为，如果没有以太坊虚拟机，以太坊就缺少了关键的支撑。以太坊虚拟机存在于各个以太坊节点之上，这意味着无论在世界的哪个地方，只要节点在运行，以太坊虚拟机就会处于工作状态。

EVM 在安全以及一致执行代码方面具有重要性。例如某大型企业计划在以太坊上部署应用，正是由于 EVM 的存在，才保障了代码执行过程的安全，同时保证了结果的一致性。倘若没有 EVM，代码执行将会陷入混乱状态，应用也会出现各种故障。

EVM与智能合约的关系

节点运行 EVM 的目的在于执行智能合约。智能合约在以太坊中占据着重要地位。在某些金融平台应用的场景当中，智能合约可以自动完成诸如资金借贷等操作，而这些操作得以实现的支撑正是 EVM。

EVM 用“燃料”来衡量智能合约执行操作所需的计算工作，这样就能高效地分配资源并保障网络安全。有一种情况比较简单，即众多智能合约在短时间内需要被执行时，EVM 会根据“燃料”的情况进行有序安排。就像在交通拥堵时，依据特定规则有序地放行车辆一样。

理解EVM的知识前提

要理解 EVM，就需要懂得一些计算机科学里常见的术语。在计算机存储中，字节是很基础的概念，它是用来衡量数据容量的。如果对字节的概念没有基本的理解，那么就很难理解 EVM 在代码执行过程中对数据处理的模式。

内存和堆栈等概念是很有必要的。在许多实际的代码执行场景里，像日常的软件运行这类情况，会涉及到数据在内存和堆栈中的储存以及读取的问题。理解这些内容，对于理解 EVM 执行智能合约时的数据流向和存储有着很大的帮助。同时，像哈希函数以及默克尔树这样的密码学概念，只有对它们熟悉了，才能够深入理解 EVM 的各种加密操作机制。

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以太坊相关概念扩展

以太坊的本机加密货币是 ETH，它与 EVM 有着紧密的内在关联。以太坊和比特币都和区块链技术相关联，然而二者存在着不同之处。比特币主要是被用来实现去中心化的货币方面的功能，而以太坊不但拥有作为货币的 ETH，同时还具备极为强大的智能合约功能。

以太坊的状态是一个大型数据结构，里面包含着账户余额以及机器状态等信息。不同的区块之间，这个状态会依据预先设定好的规则而发生改变。比如，当某个特定的条件被触发，进而诞生新的区块时，状态就会依照 EVM 所规定的规则来进行刷新。

EVM的功能特点

EVM 就像是一个数学函数，有确定的输入和输出。在以太坊里，如果给定一个旧的状态并且有一些新的有效交易，那么就可以通过状态转换函数得到新的输出状态。这种确定性的特点使得以太坊具有稳定性。

EVM 在执行时存在一种内存，这种内存是瞬态的。它是字可寻址的字节数组，并且在交易结束后就不再存在。合约的存储 trie 与账户以及全局状态存在关联，它是一种可字寻址的字数组。

EVM的历史发展

以太坊发展了九年，EVM 经历了多次修订。不同编程语言都有各自的以太坊虚拟机版本。就像很多软件随着时间会不断发展升级一样，EVM 持续适应新需求和技术发展，这使得以太坊能在区块链世界中保持竞争力。

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