Qu'est-ce qu'une machine virtuelle (VM) ?

Points clés à retenir

• Les machines virtuelles (VM) permettent d'exécuter différents systèmes d'exploitation ou applications sur un même appareil sans matériel supplémentaire.

• Les VM sont idéales pour tester en toute sécurité de nouveaux logiciels, essayer d'autres systèmes ou isoler des programmes potentiellement risqués.

• Les VM, comme la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettent aux contrats intelligents et aux applications décentralisées (DApps) de fonctionner de manière fiable sur un réseau informatique mondial.

• Bien que les VM offrent flexibilité et contrôle, elles peuvent impliquer des compromis en termes de performance, d'utilisation des ressources et de complexité.

Introduction

Avez-vous déjà souhaité exécuter Windows sur votre MacBook ou tester une application Linux sans changer de système d'exploitation ou acheter un second ordinateur ? Les machines virtuelles rendent cela possible en créant un environnement isolé où différents systèmes d'exploitation et applications peuvent fonctionner en toute sécurité. Elles sont également largement utilisées dans les réseaux blockchain pour gérer les contrats intelligents et les applications décentralisées (DApps).

Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle s'apparente à un ordinateur que vous pouvez configurer en quelques clics, sans nécessiter de matériel supplémentaire. Vous pouvez installer un système d'exploitation, stocker des fichiers, exécuter des applications et vous connecter à Internet, mais vous l'exécutez au sein de votre ordinateur existant, appelé hôte.

Votre système hôte effectue la majeure partie du travail en arrière-plan, partageant sa mémoire, sa puissance de calcul et son stockage pour permettre à la machine virtuelle de fonctionner sans accroc. Ce système est particulièrement utile si vous devez utiliser un logiciel uniquement disponible sur un autre système d'exploitation.

Fonctionnement des machines virtuelles

Un logiciel appelé hyperviseur gère l'ensemble du processus en arrière-plan. L'hyperviseur prend les ressources physiques de votre ordinateur, telles que l'unité centrale de traitement (CPU), la mémoire vive (RAM) et le stockage, et les partage pour que plusieurs machines virtuelles puissent les utiliser simultanément.

Il existe deux types principaux d'hyperviseurs :

• Type 1 (natif) : ils sont installés directement sur le matériel et sont souvent utilisés dans les centres de données ou les plateformes cloud. Ils sont conçus pour la performance et l'efficacité.

• Type 2 (hébergé) : ces machines virtuelles fonctionnent sur votre système d'exploitation habituel (comme des applications) et sont adaptées aux tests et au développement.

Une fois la machine virtuelle configurée, vous pouvez la lancer comme un véritable ordinateur et installer des logiciels, naviguer sur Internet ou développer des applications.

Pourquoi utiliser une machine virtuelle ?

1. Pour tester de nouveaux systèmes d'exploitation

Grâce à une machine virtuelle, vous pouvez tester différents systèmes d'exploitation sans apporter de modifications à votre ordinateur principal. C'est comme essayer un nouveau système dans un environnement sûr et séparé.

2. Pour isoler des logiciels risqués

Besoin d'ouvrir un fichier dont vous n'êtes pas sûr ou de tester une application inconnue ? L'exécuter dans une machine virtuelle protège votre ordinateur, ainsi si vous rencontrez un logiciel malveillant ou une défaillance du système, votre ordinateur principal ne sera pas affecté.

3. Pour exécuter des logiciels obsolètes ou indisponibles

Certains programmes ne fonctionnent que sur des systèmes plus anciens, comme Windows XP. Une machine virtuelle peut recréer cet environnement, vous permettant de continuer à utiliser des logiciels qui pourraient ne pas fonctionner sur les appareils modernes.

4. Pour développer et tester du code sur différentes plateformes

Les machines virtuelles permettent aux développeurs de tester plus facilement leur code sur différents systèmes d'exploitation et de simuler le fonctionnement de nouvelles applications dans divers environnements.

5. Pour alimenter le cloud

De nombreux services cloud (comme AWS, Azure et Google Cloud) sont construits sur des machines virtuelles. Lorsque vous lancez une instance cloud, vous démarrez une machine virtuelle dans un centre de données distant, prête à héberger des sites web, des applications ou des bases de données.

Comment les réseaux blockchain utilisent-ils les machines virtuelles ?

Alors que les machines virtuelles traditionnelles sont des environnements isolés, les machines virtuelles blockchain fonctionnent comme un moteur exécutant des contrats intelligents sur la blockchain. La machine virtuelle Ethereum (EVM) permet aux développeurs d'écrire des contrats intelligents dans des langages tels que Solidity, Vyper et Yul et de les déployer sur Ethereum et d'autres réseaux compatibles EVM. L'EVM garantit que chaque nœud du réseau applique les mêmes règles lors de la création ou de l'interaction avec des contrats intelligents.

Les réseaux blockchain implémentent leurs propres types de machines virtuelles en fonction de leurs objectifs de conception. Certains se concentrent sur la vitesse et l'évolutivité, tandis que d'autres visent à être plus sécurisés ou flexibles pour les développeurs. Des réseaux comme Near et Cosmos utilisent des machines virtuelles basées sur WebAssembly (WASM), qui prennent en charge les contrats intelligents écrits dans plusieurs langages de programmation.

D'autres réseaux blockchain, comme Sui, utilisent MoveVM, qui exécute des contrats intelligents écrits dans le langage Move. La blockchain Solana utilise un environnement d'exécution personnalisé, souvent appelé machine virtuelle Solana (SVS), qui est conçu pour traiter les transactions en parallèle et gérer une activité réseau importante.

Les machines virtuelles en action

Vous ne les remarquez peut-être pas, mais les machines virtuelles travaillent en arrière-plan chaque fois que vous interagissez avec des applications décentralisées (DApps).

• Si vous utilisez une application de finance décentralisée (DeFi) comme Uniswap, vos transactions sont gérées par des contrats intelligents exécutés dans l'EVM.

• Si vous frappez un NFT, la machine virtuelle exécute le code qui détermine à qui appartient chaque NFT. Lorsque vous effectuez un achat ou un transfert, la machine virtuelle met à jour les registres pour que la propriété du NFT reste précise.

• Si vous utilisez un rollup de couche 2 (layer 2), vos transactions peuvent être traitées par une machine virtuelle spécialisée, comme zkEVM. Les zkEVM permettent aux zk-rollups d'exécuter des contrats intelligents en utilisant la technologie des preuves à connaissance nulle (ZKP).

Limites des machines virtuelles

1. Surcharge de performance : les machines virtuelles ajoutent une étape supplémentaire entre le matériel et le code exécuté, ce qui peut ralentir les processus ou nécessiter plus de ressources de calcul par rapport à l'exécution d'applications directement sur une machine physique.

2. Complexité opérationnelle : la maintenance des machines virtuelles (en particulier dans l'infrastructure cloud ou les réseaux blockchain) nécessite des efforts importants en termes de configuration et de mises à jour. Cela prend du temps et nécessite souvent des outils et des connaissances spécialisés.

3. Compatibilité : les contrats intelligents sont souvent conçus pour un environnement de machine virtuelle spécifique. Le code écrit pour les contrats intelligents Ethereum devra être réécrit ou adapté pour fonctionner sur d'autres blockchains incompatibles, comme Solana. Cela signifie que les développeurs doivent consacrer plus de temps et d'efforts s'ils veulent exécuter la même application dans plusieurs environnements.

Conclusion

Les machines virtuelles jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des ordinateurs classiques et des systèmes blockchain. Elles permettent d'exécuter différents systèmes d'exploitation, de tester des logiciels en toute sécurité et d'utiliser le même matériel pour diverses tâches.

Les machines virtuelles sont également utilisées dans les réseaux blockchain pour exécuter des contrats intelligents et des applications décentralisées. Même si vous n'êtes pas un expert, comprendre comment fonctionnent les machines virtuelles peut éclairer les mécanismes de nombreux outils et plateformes DeFi que nous utilisons.