EVM虚拟机入门汇编入门（一）

基础介绍

EVM虚拟机入门汇编入门（一）
前言
一、EVM虚拟机是什么？
二、EVM的燃料（Gas）机制是如何防止网络攻击的，它的定价机制是怎样的？EVM的燃料（Gas）机制是一种经济手段，用于防止网络攻击和资源滥用。通过为计算资源定价，Gas机制确保了以太坊网络的安全性和效率。以下是Gas机制如何防止网络攻击和它的定价方式：
三，虚拟机与指令集合二进制代码
- [1.remix 编译环境](#1.remix 编译环境)
- 2.hello合约入门
- 3.编译部署合约
- 4.分析数据

前言

EVM虚拟机的指令以及基本的内容，文章涉及不会太深，初步理解并用汇编的方式编译一份智能合约

一、EVM虚拟机是什么？

EVM（以太坊虚拟机）是一个分布式的虚拟机，它在以太坊区块链上运行智能合约。EVM是图灵完备的，这意味着它可以执行任何可以被编码为程序的计算任务。以下是EVM的一些关键特性和功能：

分布式架构：EVM由以太坊网络中的每个节点运行，确保了智能合约的执行和状态的一致性。
智能合约执行：智能合约是自执行的合约，其条款直接编写在代码中。EVM提供了执行这些合约的运行环境。
图灵完备：EVM能够执行任何计算，只要这些计算可以用算法表达。
确定性：EVM确保在所有节点上执行相同的操作时得到相同的结果，这对于区块链的安全性和可靠性至关重要。
隔离性：每个智能合约在EVM中运行时都是相互隔离的，这意味着它们不能访问其他合约的状态，除非通过合约间的明确调用。
燃料（Gas）机制：EVM使用燃料（Gas）来计量执行操作的成本。这是以太坊网络防止垃圾邮件和DoS攻击的一种机制。
字节码执行：智能合约通常以高级语言编写，如Solidity或Vyper，然后编译成EVM字节码，这是EVM能够理解和执行的低级指令集。
存储管理：EVM管理智能合约的状态，包括存储在区块链上的变量和数据结构。
消息调用：智能合约可以通过发送消息来相互调用，这允许复杂的合约逻辑和交互。
事件日志：EVM支持事件日志，这是智能合约用来记录状态变化的一种机制，可以被外部监听和查询。
跨链互操作性：EVM设计允许它与其他区块链网络进行互操作，例如通过使用跨链桥接技术。

EVM是区块链技术的核心组成部分，它使得去中心化应用（DApps）的创建成为可能，这些应用可以执行复杂的逻辑，同时保持透明性、安全性和去中心化的特性。随着区块链技术的发展，EVM也在不断地进化，以支持更高效、更安全的智能合约执行。

二、EVM的燃料（Gas）机制是如何防止网络攻击的，它的定价机制是怎样的？EVM的燃料（Gas）机制是一种经济手段，用于防止网络攻击和资源滥用。通过为计算资源定价，Gas机制确保了以太坊网络的安全性和效率。以下是Gas机制如何防止网络攻击和它的定价方式：

防止滥用和网络攻击：Gas作为一种计量单位，用于衡量执行交易或智能合约所需的计算工作量。每笔交易和智能合约执行都需要消耗Gas，用户必须为这些资源付费，从而防止了恶意用户发起大量无意义的交易来攻击网络。
动态定价机制：EVM的Gas价格（Gas Price）是用户愿意为每单位Gas支付的价格，而Gas限额（Gas Limit）是用户愿意为一笔交易支付的最大Gas数量。用户可以通过设置Gas价格和Gas限额来控制他们愿意支付的最大费用。
EIP-1559改进：EIP-1559提案对Gas机制进行了改进，引入了基础费（Base Fee）和优先费（Tip）。基础费根据网络拥堵情况动态调整，而优先费是用户给矿工的额外费用，以加快交易处理速度。这种机制使得Gas费用更加合理，并减少了波动性。
激励矿工：Gas费用作为矿工的奖励，激励他们进行交易验证和区块生成，保障区块链网络的正常运行。
资源管理：通过动态调整Gas价格和Gas限额，确保网络在高负载时能够有效管理资源，保持运行效率。
GasToken：GasToken是一种利用EVM Gas机制的创新方式，允许用户在Gas价格较低时"铸造"GasToken，然后在Gas价格上涨时使用它们来支付交易费用，从而节省成本。
多维Gas定价：Vitalik在新文中提出多维Gas定价的概念，考虑了不同类型的工作量，如原始计算、存储读写等，并为每种类型分配不同的Gas成本，以更精确地反映资源的使用情况。

通过这些机制，EVM的Gas系统不仅防止了网络攻击，还提高了以太坊的可扩展性和资源分配的效率。

三，虚拟机与指令集合二进制代码

1.remix 编译环境

Remix是一个开源的、基于浏览器的集成开发环境（IDE），专为智能合约的开发而设计。它提供了编译、部署至本地或测试网络以及执行智能合约等功能，非常适合Solidity智能合约的开发。Remix支持所有知识水平的用户，并具有直观的图形用户界面（GUI）以及丰富的插件集，无需任何设置即可促进快速开发周期。

使用Remix开发智能合约的基本流程如下：

环境设置：无需安装，直接在浏览器中启动Remix。它支持Firefox、Chrome和Brave浏览器，但不推荐在平板电脑或移动设备上使用。
编写合约 ：在Remix中创建一个新的.sol文件，并编写智能合约代码。例如，可以创建一个简单的代币合约，该合约包含创建代币和转移代币的功能。
编译合约：在Remix中，智能合约默认设置会自动编译。只要编译旁边没有出现红色的错误提示，就表示编译成功。
部署合约：选择要部署的合约，根据合约内容输入必要的参数（例如初始供应量），然后点击"create"按钮发送交易以部署合约。
执行合约功能：合约部署成功后，Remix会根据合约内容自动生成对应的使用界面。用户可以通过这个界面调用合约中的函数，如查询余额或转移代币。
测试网络部署：为了在测试网络上部署合约，需要安装MetaMask浏览器扩展，并将其网络设置为测试网络。然后可以在Remix中选择Injected Web3环境，通过MetaMask连接测试网络并部署合约。
使用插件：Remix允许用户添加各种插件，如Solidity编译器、部署和运行事务的插件以及Solidity单元测试插件，以增强开发体验。

Remix IDE是智能合约开发者的有力工具，特别是对于初学者来说，它提供了一个易于上手且功能全面的环境来编写、测试和部署智能合约。

remix网址

remix

2.hello合约入门

请到remix编译我们的代码，

代码如下：

solidity 复制代码

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity 0.8.20;
contract Hello{
    string private _hello ;
    address who;
    function hello()public {
        _hello = "Hello";
        who=msg.sender;
    }
}

这段代码是一个简单的Solidity智能合约示例，使用了Solidity语言的0.8.20版本。下面是对这段代码的详细分析：

许可证声明：
solidity 复制代码
```
// SPDX-License-Identifier: MIT
```
这一行是一个许可证标识符，用于声明智能合约使用的许可证类型。MIT许可证是一种广泛使用的开源许可证，它允许用户自由使用、复制、修改、合并、出版发行、散布、再授权和/或出售软件及其副本。
Solidity版本声明：
solidity 复制代码
```
pragma solidity 0.8.20;
```
这一行指定了智能合约使用的Solidity编译器的版本。0.8.20是这个合约兼容的版本号，这意味着只有使用这个版本的Solidity编译器才能正确编译此合约。
合约声明：
solidity 复制代码
```
contract Hello {
```
这行代码声明了一个名为Hello的智能合约。
私有状态变量：
solidity 复制代码
```
string private _hello;
```
这里定义了一个名为_hello的私有状态变量，它的类型是string。状态变量在区块链上永久存储，并且private关键字表示这个变量只能在合约内部访问。
公共状态变量：
solidity 复制代码
```
address who;
```
这行代码定义了一个名为who的公共状态变量，它的类型是address。在Solidity中，address类型用于存储以太坊地址。公共状态变量可以在合约外部被访问和修改。
公共函数：
solidity 复制代码
```
function hello() public {
```
这是一个名为hello的公共函数，它可以被外部调用。public关键字表示这个函数可以被任何外部调用者访问。
函数内部逻辑：
solidity 复制代码
```
_hello = "Hello";
```
这行代码为私有变量_hello赋值为字符串"Hello"。
solidity 复制代码
```
who = msg.sender;
```
这行代码将who变量设置为调用这个函数的地址。msg.sender是一个全局变量，它表示当前调用交易的发送者。
合约结束：
solidity 复制代码
```
}
```
这行代码标记了Hello合约的结束。

总结来说，这个Hello智能合约定义了一个私有字符串变量和一个公共地址变量，以及一个公共函数hello，当这个函数被调用时，它会设置私有变量_hello为"Hello"，并将调用者的地址赋值给公共变量who。

3.编译部署合约

编译合约：

部署合约：

我们可以看到终端有一些输出 :

如下：

bash 复制代码

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

4.分析数据

在网站https://www.evm.codes/上面可以看到关于这个数据的详细的操作码，我们可以看出60是一个叫做push1的指令，在以太坊虚拟机（EVM）中，"Frontier"是指以太坊最初的协议版本，它引入了基本的操作码和规则。"Push Operations"是EVM中的一种操作码，用于将数据推入执行栈。下面是对"Push Operations"的详细解释，以及如何根据你提供的示例在以太坊的在线游乐场（playground）中复现这一操作，并讨论可能的错误情况。

Push Operations

作用：将一定长度的数据直接推入EVM的执行栈。
格式：PUSHN，其中N是数据的字节数，范围通常是1到32。
栈操作：将数据推入栈顶，栈中的其他元素索引递增。

示例分析

Code：0x60FF6000
    0x60：PUSH1操作码，表示接下来将推入一个字节的数据。
    FF：要推入的数据，十六进制表示的255。
    6000：这是另一个操作码，可能是一个标签或注释，因为在字节码中并没有PUSH0操作码。

栈操作示例

Input（执行前栈状态）：空栈。
Code：0x60FF
    Step 1：执行PUSH1 FF，将FF推入栈顶。
        Output：[0xFF]
    Step 2：接下来的指令（假设是PUSH1 00）将00推入栈顶。
        Output：[0x00, 0xFF]

错误情况

Not enough gas：如果交易的Gas不足，操作将不会执行，状态变化将被撤销。
Stack overflow：如果操作导致栈超过其最大容量（1024项），将抛出异常，状态变化同样会被撤销。