EVM（以太坊虚拟机）是运行于以太坊网络中所有节点上的虚拟机。它的核心作用是执行和验证智能合约，确保所有以太坊节点在数据处理上保持一致，同时维护整个网络的去中心化特性。
与比特币网络依赖矿工验证交易不同，以太坊网络需要节点来验证智能合约，因为链上的所有操作——无论是借贷、转账还是其他资产交互——都通过智能合约完成。因此，每个以太坊节点都必须运行一个EVM，以参与验证过程并获得ETH奖励。
在以太坊体系中，EVM就像一个“沙盒”（sandbox），它是一个独立的计算环境，用于执行试验性操作和复杂计算，而不会对外部网络产生任何影响。EVM与主网完全隔离，确保了验证过程的安全与稳定。
可以说，EVM足以被视为以太坊网络的“心脏”。
EVM 的工作原理
在比特币等网络中，我们常用“去中心化账本”来描述其运行机制，强调其安全性与抗干扰能力。然而以太坊引入了更具革命性的组件——智能合约，这使得它不再只是一个账本，而更像一台“分布式状态机”（distributed state machine）。
所谓“状态”，指的是以太坊网络上某一时刻的所有数据集合。每当新的区块被添加到链上，状态就会更新。EVM定义了状态转换的具体规则，确保每一次变更都符合网络协议。
EVM内部存储了包括 Gas、交易数据、合约字节码等关键信息。此外，由于以太坊的智能合约通常以 Solidity 编写，EVM还负责将高级语言编译成字节码（bytecode），再通过操作码（opcode）被网络直接执行。
什么是 EVM 区块链？
EVM 区块链是指那些使用以太坊虚拟机、并采用 Solidity 作为智能合约编程语言的区块链网络。
这类区块链的最大优势在于生态互通性。开发者可以较低成本部署跨链dApp，用户也能无缝使用多个EVM兼容网络中的资产与服务。
为什么众多开发者选择构建 EVM 兼容链？
根本原因在于以太坊拥有加密世界最大的生态系统。其日交易量常达数十亿美元，总锁仓量（TVL）曾占整个DeFi市场的65%以上。能够与以太坊互通，意味着项目可以迅速接入巨大流量与资金规模。
目前市场上主流EVM区块链包括 BSC、Polygon、Avalanche 等。
EVM 区块链的优缺点分析
优点
对用户而言：
- 使用体验连贯，一个钱包可管理多链资产；
- 跨链操作简便，资产转移成本较低；
- 生态丰富，可参与的应用和协议选择多样。
对开发者而言：
- 开发门槛低，可复用Solidity代码和现有工具；
- 易于实现多链部署，快速扩展用户基础；
- 社区与文档资源成熟，协作效率高。
缺点
1. 安全风险较高
EVM生态的互通性是一把双刃剑。一旦某个dApp出现漏洞，可能引发跨链攻击，如2021年8月Poly Network被黑事件。此外，所有EVM链使用相同编程语言，黑客若熟悉Solidity，更容易找到系统性漏洞。
2. 智能合约审计成本高
尽管代码可跨链复用，但每条链都需要单独进行安全审计。据合作公司Ulam数据，以太坊上一次审计的费用在7,500至45,000美元之间，有些甚至高达10万美元。多链部署意味着成本成倍增加。
3. 交易费用偏高
EVM区块链普遍存在Gas费高的问题。例如以太坊基础转账费常在7-10美元，Avalanche、Starknet等也需1-2美元。相比之下，非EVM链如Solana、Sui、Aptos往往只需0.01–1美元，成本低一个数量级。
非EVM区块链是什么？
非EVM区块链指那些不兼容以太坊虚拟机的网络，它们使用不同的智能合约语言。例如：
- Solana 使用 Rust 和 C++;
- Cardano 采用 Haskell/Plutus；
- 其他新兴链也往往自研虚拟机架构。
由于语言与执行环境差异，非EVM链与EVM链之间通常无法直接交互。
非EVM链的优点
- 高性能：如Solana、Sui等链通过重新设计底层，实现了更高吞吐量与更低延迟；
- 低费用：交易成本显著低于大多数EVM链；
- 创新架构：不受EVM历史包袱限制，更容易实验新技术。
非EVM链的缺点
- 生态孤立：难以直接接入以太坊庞大的用户与资金体量；
- 开发门槛高：需学习新语言与工具，社区资源相对较少；
- 去中心化与安全性平衡挑战：部分链为追求性能而牺牲了一定程度的去中心化。
Gas费与EVM的关系
根据Gavin Wood撰写的以太坊黄皮书，EVM被描述为“准图灵完备”机器。其唯一局限是计算能力受Gas限制。
Gas代表执行操作所需的计算成本。EVM负责具体执行，而每笔交易的Gas费用则取决于其复杂度。用户在为交易设置Gas Limit时，实际是在限定EVM可消耗的计算资源。常规转账通常需要21,000 Gas，而更复杂的合约调用则要求更高的Gas Limit。
图灵完备是指机器理论上可执行任何可计算任务，而EVM因Gas机制无法实现无限计算，故称为“准图灵完备”。
常见问题
Q1: EVM是否只能运行在以太坊上？
不是。如今许多区块链如BSC、Polygon、Avalanche都兼容EVM，它们可以执行相同的智能合约字节码。
Q2: 开发者一定要学Solidity才能开发EVM应用吗？
绝大多数情况下是的，Solidity是EVM生态中最主流的智能合约语言。不过Vyper等语言也逐渐被部分项目采用。
Q3: 非EVM链能否与EVM链互通？
可以通过跨链桥、原子交换或第三方协议实现资产与信息互通，但过程通常比EVM链间交互更复杂。
Q4: 如何降低EVM链上的Gas成本？
可选择Layer2网络（如Arbitrum、Optimism），或在交易量较低时操作。此外，👉优化合约代码与交互策略也能有效减少开销。
Q5: EVM未来会有哪些升级？
以太坊正在推进EVM的持续改进（例如EIP-4844、4845等），重点包括降低存储成本、优化并行处理与增强安全性。
EVM不仅是以太坊的核心组件，更是整个多链生态的重要基石。理解其运作机制与优缺点，有助于我们更好地把握区块链技术演进的方向与机遇。