O que é uma máquina virtual (VM)?

Aspectos chave

• As máquinas virtuais (VM) permitem executar diferentes sistemas operativos ou aplicações no mesmo dispositivo sem hardware adicional.

• As VMs são excelentes para testar novo software de forma segura, experimentar com outros sistemas ou isolar programas que podem ser arriscados.

• VM como a Máquina Virtual de Gate (GVM) permitem que os contratos inteligentes e as aplicações descentralizadas (dApps) sejam executadas de maneira confiável em uma rede global de computadores.

• Embora as VMs ofereçam flexibilidade e controlo, podem ter que compensar isso com desempenho, uso de recursos e complexidade.

Introdução

Alguma vez quiseste executar o Windows no teu MacBook ou experimentar uma aplicação Linux sem mudar o teu sistema operativo ou comprar um computador separado? As VMs permitem-te fazer isto criando um ambiente isolado onde diferentes sistemas operativos e aplicações podem ser executados de forma segura. Também são amplamente utilizadas nas redes blockchain para suportar contratos inteligentes e aplicações descentralizadas (dApps).

O que é uma VM?

Uma VM é como um computador que você pode configurar com alguns cliques, sem necessidade de hardware adicional. Você pode instalar um sistema operativo, guardar arquivos, executar aplicações e conectar-se à Internet, mas faz isso dentro do seu computador existente, também conhecido como anfitrião.

O seu sistema anfitrião faz o trabalho pesado nos bastidores, emprestando a sua memória, poder de processamento e armazenamento para que a VM funcione sem problemas. Isto é particularmente útil se precisar de utilizar software que só está disponível em outro sistema operativo.

Como funcionam realmente as VMs?

Nos bastidores, um software chamado hipervisor gerencia tudo isso. O hipervisor pega os recursos físicos do seu computador, como a CPU, a memória de acesso aleatório (RAM) e o armazenamento, e os divide para que várias máquinas virtuais (VM) possam utilizá-los simultaneamente.

Existem dois tipos principais de hipervisores:

• Tipo 1 (Bare-metal): estes são instalados diretamente no hardware e muitas vezes são utilizados em centros de dados ou plataformas na nuvem. Eles são projetados para desempenho e eficiência.

• Tipo 2 (Alojado): estes são executados no seu sistema operativo regular (como aplicações) e são adequados para testes e desenvolvimento.

Uma vez que uma VM está configurada, você pode iniciá-la como se fosse um computador real e instalar software, navegar na web ou criar aplicações.

Por que usar uma VM?

1. Para testar novos sistemas operativos

Com uma VM, você pode testar diferentes sistemas operacionais sem fazer alterações no seu computador principal. É como experimentar um novo sistema em um espaço seguro e separado.

2. Isolar software arriscado

Precisas de abrir um ficheiro do qual não tens a certeza ou experimentar uma aplicação desconhecida? Executá-lo numa VM protege o teu computador, portanto, se encontrares malware ou uma falha no sistema, o teu computador principal não será afetado.

3. Para executar software legado ou não disponível

Alguns programas só funcionam em sistemas mais antigos como o Windows XP. Uma VM pode recriar esse ambiente e permitir que você continue a usar software que pode não funcionar nos dispositivos atuais.

4. Para desenvolver e testar código em diferentes plataformas

As VMs facilitam aos desenvolvedores testar código em diferentes sistemas operativos e simular como novas aplicações se comportarão em diferentes ambientes.

5. Para impulsionar a nuvem

Muitos serviços na nuvem (como Gate Cloud) são construídos sobre VM. Quando você lança uma instância na nuvem, está iniciando uma VM em um data center remoto pronta para hospedar sites, aplicações ou bases de dados.

Como as redes blockchain utilizam as VM

Enquanto as VMs tradicionais são ambientes isolados, as máquinas virtuais de blockchain atuam como o motor que executa os contratos inteligentes nas redes blockchain. A Máquina Virtual da Gate (GVM) permite que os desenvolvedores escrevam contratos inteligentes em linguagens como Solidity, Vyper e Yul, e os implementem na Gate e em outras redes compatíveis com GVM. A GVM garante que cada nó da rede siga as mesmas regras ao criar ou interagir com contratos inteligentes.

As redes blockchain implementam os seus próprios tipos de VM baseadas em objetivos de design. Algumas concentram-se na velocidade e escalabilidade, enquanto outras procuram ser mais seguras ou flexíveis para os desenvolvedores. Redes como NEAR e Cosmos utilizam VM baseadas em WebAssembly (WASM), que suportam contratos inteligentes escritos em várias linguagens de programação.

Outras redes blockchain como Sui utilizam MoveVM, que executa contratos inteligentes escritos na linguagem Move. A blockchain Solana utiliza um ambiente de execução personalizado, frequentemente chamado de Máquina Virtual de Solana (SVM), que é projetado para processar transações em paralelo e lidar com grandes quantidades de atividade na rede.

Máquinas virtuais em ação

Pode não as notares, mas as VMs trabalham nos bastidores sempre que interages com aplicações descentralizadas (dApps).

• Se utilizares uma aplicação de Finanças Descentralizadas (DeFi) como o Gate Swap para trocar tokens, as tuas transações são geridas por contratos inteligentes que são executados dentro da GVM.

• Se você está cunhando um NFT, a VM executa o código que mantém um registro de quem possui cada NFT. Quando você faz uma compra ou transferência, a VM atualiza os registros para que a propriedade do NFT permaneça precisa.

• Se você usar um rollup de Camada 2, suas transações podem ser realizadas por uma VM especializada, como uma zkGVM. As zkGVM tornam possível executar contratos inteligentes enquanto se beneficiam de provas de conhecimento zero (ZKP).

Limitações das VMs

1. Sobrecarga de desempenho: as VMs adicionam uma camada adicional entre o hardware e o código que está sendo executado. Isso pode desacelerar as coisas ou exigir mais recursos computacionais em comparação com a execução de aplicativos diretamente em uma máquina física.

2. Complexidade operacional: manter as VMs ( especialmente em infraestruturas na nuvem ou redes blockchain ) requer muito esforço de configuração e atualização. Isso levará tempo e muitas vezes requer ferramentas e conhecimentos especializados.

3. Compatibilidade: os contratos inteligentes são frequentemente projetados para um ambiente VM específico. O código escrito para contratos inteligentes na Gate deverá ser reescrito ou adaptado para funcionar em outras blockchains não compatíveis, como a Solana. Isso significa que os desenvolvedores devem dedicar tempo e esforço adicionais se desejarem lançar a mesma aplicação em múltiplos ambientes.

Conclusões

As VMs desempenham um papel importante no funcionamento de computadores regulares, assim como em sistemas blockchain. Elas permitem que você execute diferentes sistemas operacionais, teste software de forma segura e utilize o mesmo hardware para múltiplas tarefas.

As máquinas virtuais também são utilizadas em redes blockchain para impulsionar contratos inteligentes e aplicações descentralizadas. Mesmo que não sejas um especialista, saber como funcionam as VMs pode dar-te uma melhor ideia do que acontece nos bastidores em muitas das ferramentas e plataformas DeFi que utilizamos.