O que é uma máquina virtual (VM) ?

Pontos-chave a reter

• As máquinas virtuais (VM) permitem executar diferentes sistemas operacionais ou aplicações em um mesmo dispositivo sem hardware adicional.

• As VMs são ideais para testar novos softwares com segurança, experimentar outros sistemas ou isolar programas potencialmente arriscados.

• As VMs, como a máquina virtual Ethereum (EVM), permitem que contratos inteligentes e aplicações descentralizadas (DApps) funcionem de forma fiável numa rede informática global.

• Embora as VMs ofereçam flexibilidade e controle, elas podem implicar compromissos em termos de desempenho, uso de recursos e complexidade.

Introdução

Você já desejou executar Windows no seu MacBook ou testar um aplicativo Linux sem mudar de sistema operacional ou comprar um segundo computador? As máquinas virtuais tornam isso possível ao criar um ambiente isolado onde diferentes sistemas operacionais e aplicativos podem funcionar com segurança. Elas também são amplamente utilizadas em redes blockchain para gerenciar contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps).

O que é uma máquina virtual?

Uma máquina virtual assemelha-se a um computador que você pode configurar em alguns cliques, sem necessidade de hardware adicional. Você pode instalar um sistema operativo, armazenar arquivos, executar aplicações e conectar-se à Internet, mas você a executa dentro do seu computador existente, chamado de host.

O seu sistema host faz a maior parte do trabalho em segundo plano, partilhando a sua memória, o seu poder de cálculo e o seu armazenamento para permitir que a máquina virtual funcione sem problemas. Este sistema é particularmente útil se precisar de usar um software disponível apenas em outro sistema operativo.

Funcionamento das máquinas virtuais

Um software chamado hipervisor gerencia todo o processo em segundo plano. O hipervisor pega os recursos físicos do seu computador, como a unidade central de processamento (CPU), a memória RAM (RAM) e o armazenamento, e os compartilha para que várias máquinas virtuais possam usá-los simultaneamente.

Existem dois tipos principais de hipervisores:

• Tipo 1 (nativo) : estão instalados diretamente no hardware e são frequentemente utilizados em centros de dados ou plataformas em nuvem. Foram projetados para desempenho e eficiência.

• Tipo 2 (hospedado) : estas máquinas virtuais funcionam no seu sistema operativo habitual (como aplicações) e são adequadas para testes e desenvolvimento.

Uma vez configurada a máquina virtual, você pode executá-la como um verdadeiro computador e instalar software, navegar na Internet ou desenvolver aplicações.

Por que usar uma máquina virtual?

1. Para testar novos sistemas operacionais

Graças a uma máquina virtual, você pode testar diferentes sistemas operativos sem fazer alterações no seu computador principal. É como experimentar um novo sistema em um ambiente seguro e separado.

2. Para isolar software arriscado

Precisa abrir um ficheiro do qual não tem certeza ou testar uma aplicação desconhecida? Executá-lo numa máquina virtual protege o seu computador, assim se encontrar malware ou uma falha do sistema, o seu computador principal não será afetado.

3. Para executar software obsoleto ou indisponível

Alguns programas só funcionam em sistemas mais antigos, como o Windows XP. Uma máquina virtual pode recriar esse ambiente, permitindo que você continue a usar softwares que podem não funcionar em dispositivos modernos.

4. Para desenvolver e testar código em diferentes plataformas

As máquinas virtuais permitem que os desenvolvedores testem mais facilmente o seu código em diferentes sistemas operativos e simulem o funcionamento de novas aplicações em diversos ambientes.

5. Para abastecer a nuvem

Muitos serviços de cloud ( como AWS, Azure e Google Cloud) são construídos em máquinas virtuais. Quando você inicia uma instância de cloud, você inicia uma máquina virtual em um centro de dados remoto, pronta para hospedar sites, aplicações ou bases de dados.

Como as redes blockchain utilizam máquinas virtuais?

Enquanto as máquinas virtuais tradicionais são ambientes isolados, as máquinas virtuais blockchain funcionam como um motor que executa contratos inteligentes na blockchain. A máquina virtual Ethereum (EVM) permite que os desenvolvedores escrevam contratos inteligentes em linguagens como Solidity, Vyper e Yul e os implantem na Ethereum e em outras redes compatíveis com EVM. A EVM garante que cada nó da rede aplique as mesmas regras ao criar ou interagir com contratos inteligentes.

As redes blockchain implementam seus próprios tipos de máquinas virtuais com base em seus objetivos de design. Algumas se concentram na velocidade e escalabilidade, enquanto outras visam ser mais seguras ou flexíveis para os desenvolvedores. Redes como Near e Cosmos utilizam máquinas virtuais 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 Solana (SVS), que é projetado para processar transações em paralelo e gerenciar uma atividade de rede significativa.

As máquinas virtuais em ação

Você pode não perceber, mas as máquinas virtuais trabalham em segundo plano toda vez que você interage com aplicativos descentralizados (DApps).

• Se você usar uma aplicação de finanças descentralizadas (DeFi) como o Uniswap, suas transações são geridas por contratos inteligentes executados na EVM.

• Se você cunhar um NFT, a máquina virtual executa o código que determina a quem pertence cada NFT. Quando você faz uma compra ou uma transferência, a máquina virtual atualiza os registros para que a propriedade do NFT permaneça precisa.

• Se você usar um rollup de camada 2 (layer 2), suas transações podem ser processadas por uma máquina virtual especializada, como zkEVM. Os zkEVM permitem que os zk-rollups executem contratos inteligentes usando a tecnologia de provas de conhecimento zero (ZKP).

Limites das máquinas virtuais

1. Sobrecarga de desempenho: as máquinas virtuais adicionam uma etapa adicional entre o hardware e o código executado, o que pode desacelerar os processos ou exigir mais recursos de computação em comparação com a execução de aplicativos diretamente em uma máquina física.

2. Complexidade operacional: a manutenção das máquinas virtuais ( em particular na infraestrutura de nuvem ou nas redes blockchain ) requer esforços significativos em termos de configuração e atualizações. Isso leva tempo e muitas vezes exige ferramentas e conhecimentos especializados.

3. Compatibilidade: os contratos inteligentes são frequentemente projetados para um ambiente de máquina virtual específico. O código escrito para contratos inteligentes Ethereum terá que ser reescrito ou adaptado para funcionar em outras blockchains incompatíveis, como Solana. Isso significa que os desenvolvedores precisam dedicar mais tempo e esforço se quiserem executar o mesmo aplicativo em vários ambientes.

Conclusão

As máquinas virtuais desempenham um papel crucial no funcionamento de computadores clássicos e sistemas blockchain. Elas permitem executar diferentes sistemas operacionais, testar softwares com segurança e utilizar o mesmo hardware para diversas tarefas.

As máquinas virtuais também são utilizadas em redes blockchain para executar contratos inteligentes e aplicações descentralizadas. Mesmo que você não seja um especialista, entender como funcionam as máquinas virtuais pode esclarecer os mecanismos de muitas ferramentas e plataformas DeFi que usamos.