O que é a Ethereum Virtual Machine (EVM)?

A Ethereum Virtual Machine (EVM) constitui uma inovação marcante na tecnologia blockchain e é fundamental para compreender o verdadeiro significado de EVM crypto. Quando Vitalik Buterin idealizou a Ethereum, procurava criar uma blockchain capaz de ir além do simples processamento de transações, como acontece no Bitcoin. Desta visão surgiu uma rede capaz de executar contratos inteligentes através de um sistema computacional avançado denominado Ethereum Virtual Machine. Este artigo aborda os conceitos essenciais, operações, benefícios e perspetivas futuras da EVM.

O que são contratos inteligentes?

Contratos inteligentes são programas informáticos autónomos que operam em redes blockchain sem intervenção humana. Estas aplicações consistem em linhas de código lançadas por programadores para executar instruções específicas, obedecendo a condições pré-estabelecidas. Após serem implementados, os contratos inteligentes funcionam exatamente conforme programado, eliminando intermediários ou controlo centralizado. A Ethereum foi pioneira na introdução de contratos inteligentes, e atualmente milhões destes contratos funcionam na sua blockchain. Este avanço só foi possível devido à infraestrutura disponibilizada pela EVM, que serve de ambiente de execução para todas as operações de contratos inteligentes.

O que é a Ethereum Virtual Machine (EVM)?

A Ethereum Virtual Machine é uma plataforma digital incorporada no núcleo do protocolo Ethereum. Perceber o significado de EVM crypto é essencial para entender o funcionamento da tecnologia blockchain moderna. Tal como indica o nome, trata-se de uma máquina virtual — um ambiente computacional em software capaz de executar programas, armazenar dados, ligar-se a redes e realizar diversas tarefas computacionais. A principal missão da EVM é executar e implementar contratos inteligentes na rede Ethereum. Ao contrário das máquinas virtuais tradicionais, que correm em computadores únicos, a EVM opera em milhares de nós numa rede distribuída, assegurando descentralização e segurança. Esta arquitetura permite que a blockchain Ethereum funcione como algo mais do que um registo — transforma a rede numa plataforma global de computação descentralizada.

Como funciona

O funcionamento da EVM é mais complexo do que o simples processamento peer-to-peer de transações. Os programadores Ethereum descrevem a rede como uma "máquina de estado ilimitado", refletindo a sofisticação da EVM na gestão de dados e execução de código. O sistema opera através de dois estados distintos mas interligados: o estado global e o estado da máquina.

O estado global serve como registo permanente da Ethereum, onde se armazenam saldos de contas e dados de contratos inteligentes. Tal como acontece no registo do Bitcoin, este estado é descentralizado, imutável e público. Sempre que uma transação se conclui, a EVM atualiza o estado global, garantindo que todos os participantes acedem aos mesmos dados sincronizados em tempo real através dos exploradores de blocos.

O estado da máquina representa a camada computacional onde a EVM processa as transações passo a passo. Conhecida como o “sandbox” da Ethereum para programadores, esta camada gere dois tipos principais de transação. O primeiro, "message calls", envolve a transferência de tokens ETH entre contas. Nestes casos, a EVM transfere tokens de um endereço de carteira para outro e atualiza o estado global, cobrando taxas de gas pelo trabalho computacional realizado. O segundo tipo, "contract creation", ocorre quando os programadores implementam contratos inteligentes na rede Ethereum. Este processo implica o pagamento de taxas de gas e o fornecimento do bytecode do contrato inteligente para execução.

Linguagem de programação Solidity

Os programadores recorrem sobretudo ao Solidity, uma linguagem de programação de alto nível semelhante ao JavaScript, para criar contratos inteligentes na Ethereum. Perceber o significado de EVM crypto exige compreender como o código é compilado e executado. Embora o Solidity seja legível para humanos e acessível aos programadores, as máquinas não o interpretam diretamente. Assim, os contratos inteligentes escritos em Solidity têm de ser convertidos em bytecode legível por máquina através de um compilador para a Ethereum Virtual Machine, como o solc. Este processo de compilação converte o código legível por humanos em instruções de baixo nível que a EVM pode executar. O bytecode é a forma final do contrato inteligente, que é implementado na blockchain e executado pela EVM.

Execução de contratos inteligentes

A execução dentro da EVM decorre de forma rigorosa e controlada. À medida que a EVM processa o bytecode, consome gas consoante o custo computacional de cada operação. Se o saldo de gas atingir zero antes de completar a transação, a EVM interrompe imediatamente a execução e cancela a transação sem modificar o estado global. Apesar de a rede não ser afetada, o remetente perde o ETH gasto em gas pela execução parcial. Se a execução for bem-sucedida, a EVM atualiza o estado global para refletir as alterações introduzidas na transação, garantindo a consistência dos dados em toda a rede.

Taxas de gas na Ethereum

As taxas de gas têm funções essenciais no ecossistema Ethereum. Inicialmente, quando a Ethereum utilizava o consenso Proof of Work, as taxas de gas remuneravam os mineradores pelos custos de hardware e eletricidade necessários ao processamento de transações. Em transferências simples de ETH, o valor das taxas de gas oscila conforme a congestão da rede e a procura no pool de transações.

Na execução de contratos inteligentes, as taxas de gas assumem também uma função de segurança. O bytecode dos contratos é dividido em opcodes (códigos operacionais), que são instruções individuais executadas pela EVM. Cada opcode tem um custo de gas proporcional à sua complexidade computacional. Este mecanismo protege a rede Ethereum contra ataques maliciosos. Por exemplo, se alguém lançar um ataque DDoS implementando um contrato de ciclo infinito, a EVM prossegue a execução no estado da máquina enquanto cobra gas por cada operação. Quando o saldo de gas do atacante se esgota, a EVM cancela a transação e impede a interrupção da rede sem provocar danos permanentes.

Quais são as vantagens da EVM?

A EVM oferece diversos benefícios à rede Ethereum. Em primeiro lugar, garante uma segurança robusta contra atividades maliciosas ao limitar o consumo de recursos através das taxas de gas. Este modelo permite que contratos inteligentes e serviços automatizados funcionem num ambiente descentralizado e confiável.

A Ethereum consolidou-se como o maior ecossistema de criptomoedas e é reconhecida como referência para o desenvolvimento de aplicações descentralizadas (DApp) e implementação de contratos inteligentes. O significado de EVM crypto transcende o simples ambiente de execução — representa uma verdadeira revolução no modo como as aplicações descentralizadas operam. O impacto da EVM vai além da Ethereum, já que outras blockchains criaram ambientes compatíveis, permitindo aos programadores transferir aplicações sem alterações ao código.

Além disso, a EVM funciona de forma permissionless, ou seja, qualquer pessoa pode criar e implementar contratos inteligentes na Ethereum sem autorização de uma entidade central. Esta abertura impulsionou a inovação e estimulou o desenvolvimento de múltiplos serviços e aplicações descentralizadas que alcançaram grande aceitação.

Casos de utilização da EVM

A EVM tornou possível o desenvolvimento de inúmeras aplicações inovadoras no ecossistema blockchain. Eis cinco casos de uso relevantes que ilustram a sua versatilidade e impacto.

Os tokens ERC-20 são ativos digitais fungíveis criados por contratos inteligentes, usando estruturas de dados padronizadas que determinam nomes, distribuição de oferta e mecanismos de rastreio. Muitas criptomoedas foram lançadas sob o padrão ERC-20. Atualmente, stablecoins como USDT representam a implementação mais valiosa deste padrão.

Plataformas de negociação descentralizada utilizam contratos inteligentes para facilitar a negociação de criptomoedas sem intermediários. Estas plataformas baseiam-se frequentemente em protocolos Automated Market Maker (AMM), permitindo aos utilizadores aceder a pools de liquidez e negociar tokens peer-to-peer sem intervenção de terceiros.

Os tokens não fungíveis (NFT) são artefactos digitais únicos registados na blockchain, que autenticam a propriedade e não podem ser replicados. Contratos inteligentes permitem criar e atribuir NFTs, com exemplos emblemáticos como Bored Ape Yacht Club e Cryptopunks. Os detentores de NFT podem negociar os seus ativos em diversos marketplaces.

Plataformas DeFi de empréstimos permitem aos utilizadores conceder ou contrair empréstimos de criptomoedas sem intermediários financeiros convencionais. Os contratos inteligentes regulam estes protocolos, atribuindo automaticamente empréstimos a tomadores e distribuindo juros a credores, por vezes diariamente.

Organizações Autónomas Descentralizadas (DAO) são entidades comunitárias sem autoridade central. Os membros tomam decisões de governação sobre projetos de forma coletiva, com regras definidas pelos elementos nucleares da comunidade e executadas automaticamente através de contratos inteligentes, conforme condições pré-estabelecidas.

Limitações da EVM

Apesar das suas potencialidades, a EVM apresenta algumas limitações. A primeira diz respeito à acessibilidade — é necessário dominar Solidity e ter competências de programação para criar e interagir com contratos inteligentes, o que exclui muitos utilizadores potenciais da participação plena no ecossistema Ethereum.

A segunda limitação relevante prende-se com os custos. As taxas de gas para criar contratos inteligentes ou lançar aplicações na rede Ethereum podem ser demasiado elevadas, sobretudo em períodos de elevada congestão. Este fator pode afastar programadores e utilizadores da construção ou utilização de aplicações baseadas na Ethereum.

Quais criptomoedas são compatíveis com EVM?

Blockchains compatíveis com EVM surgiram como resposta ao problema das altas taxas de gas na Ethereum. Foram criadas redes alternativas que integram elementos da arquitetura Ethereum, permitindo aos utilizadores transferir ativos facilmente entre diferentes redes EVM. Entre as blockchains mais populares estão várias plataformas smart chain, Avalanche, Fantom, Cardano, Polygon e Tron. Estas redes oferecem funcionalidades semelhantes às da Ethereum, geralmente com transações mais rápidas e taxas inferiores, ampliando o universo de aplicações e serviços descentralizados disponíveis.

O futuro da EVM

A visão de Vitalik Buterin para a Ethereum passa pela criação de um supercomputador descentralizado acessível globalmente, e a EVM tem sido fulcral para concretizar esse objetivo. Desde o seu início, a EVM tem sido alvo de constantes melhorias e evolui em linha com o progresso tecnológico.

A atualização Dencun, concluída no início de 2024, trouxe avanços importantes. A EIP-4844 introduziu o proto-danksharding na Ethereum, reduzindo substancialmente as taxas de gas ao permitir um processamento mais eficiente dos dados das transações Layer-2. Esta inovação recorre a um novo tipo de dados denominado blobs, que são temporariamente armazenados e eliminados, evitando ocupar espaço permanente na blockchain. Paralelamente, a EIP-4788 reforçou a interoperabilidade ao permitir que a EVM aceda diretamente ao estado da Beacon Chain, suportando protocolos como liquid staking e interações cross-chain.

Para o futuro, o plano de desenvolvimento da Ethereum privilegia a escalabilidade através das tecnologias rollup. As zero-knowledge EVM (zkEVM) assumem um papel central nesta evolução, ao permitirem o processamento eficiente de transações fora da cadeia (off-chain), mantendo a compatibilidade com a infraestrutura Ethereum. Estes avanços vão melhorar a escalabilidade, preservando a segurança e descentralização que diferenciam a rede Ethereum.

Conclusão

A Ethereum Virtual Machine é um elemento fundamental da tecnologia blockchain que revolucionou a forma como funcionam as aplicações descentralizadas. Perceber o significado de EVM crypto é indispensável para compreender o futuro da computação descentralizada. Com a execução autónoma de contratos inteligentes numa rede distribuída, a EVM transformou a Ethereum de uma simples criptomoeda numa plataforma global de computação descentralizada. O seu papel ultrapassa o processamento de transações — oferece mecanismos de segurança necessários, suporta múltiplos casos de utilização, de tokens a DAO, e continua a evoluir com atualizações como Dencun e a implementação de zkEVM. Apesar dos desafios técnicos e das taxas elevadas, a EVM consolidou-se como referência na execução de contratos inteligentes. À medida que a Ethereum avança e cresce, a EVM mantém-se central para concretizar uma plataforma de computação verdadeiramente descentralizada e acessível, que permite a programadores e utilizadores desenvolver aplicações inovadoras sem dependência de autoridade central.

FAQ

Que carteira crypto é EVM?

A Rabby Wallet é uma carteira crypto EVM. Dá suporte à Ethereum e a todas as redes compatíveis com EVM. É não custodial e open-source.

Como posso obter o endereço da minha carteira EVM?

Aceda à sua aplicação wallet compatível com EVM, selecione a rede Ethereum e será exibido o endereço da sua carteira. Pode copiar ou partilhar esse endereço para realizar transações.

O que é a EVM de forma simples?

A EVM é a Máquina Virtual da Ethereum, um ambiente digital que executa contratos inteligentes e processa transações na rede Ethereum.