認識以太坊虛擬機（EVM）

LeeMaimai

/2025年8月21日

重點總結

• EVM 是智慧合約與去中心化應用的核心運算環境。

• EVM 的架構確保了合約執行的可預測性與安全性。

• 隨著區塊鏈技術的發展，EVM 相容性成為新興鏈的重要標準。

• Gas 機制能有效防止惡意攻擊並鼓勵高效程式碼的撰寫。

• OneKey 硬體錢包提供安全的私鑰管理解決方案，保障 EVM 資產安全。

以太坊虛擬機（Ethereum Virtual Machine，簡稱 EVM）是智慧合約與去中心化應用（dApp）能夠運作的核心引擎，不僅支撐著整個以太坊生態系，也廣泛應用於其他區塊鏈平台。隨著區塊鏈技術日益成熟，無論是開發者、用戶，或是關注去中心化金融與數位資產的投資人，都有必要深入了解 EVM 的運作方式與其關鍵角色。

什麼是以太坊虛擬機？

EVM 是一個分散式的運算環境，負責在整個以太坊網路上執行智慧合約。它不是一台單一電腦，而是一套遍佈全球、分布在數千個節點之間的虛擬系統，確保每段程式碼都能按照原本設計準確執行，且不受審查或竄改。正因為這樣的架構，以太坊才能維持去中心化、可信任與抗審查的特性，這也是其安全性與共識機制的根基。

EVM 的影響早已超越以太坊本身。例如 Polygon、Arbitrum 和 Avalanche 等區塊鏈平台都採用 EVM 相容架構，以便承接來自以太坊的大量開發資源與使用者社群（參考 Coinbase）。

EVM 如何運作？

從本質上看，EVM 是一個狀態機，每新增一個區塊，就會推動整個網路由當前狀態轉換到下一個合法狀態。這個過程主要包含以下幾個步驟：

智慧合約部署： 開發者使用像 Solidity 這類高階語言撰寫合約，編譯成 EVM 可讀的位元碼（bytecode），再透過交易方式將其部署到鏈上。
交易處理： 用戶透過交易與合約互動，節點接收到交易後會驗證並執行其中邏輯，每個節點都會運行自己的 EVM 實例來處理這些操作。
執行與狀態更新： EVM 逐條解析合約中的指令，更新對應的儲存資料，同步整條區塊鏈的狀態。由於所有節點都執行相同邏輯，因此可以達成全網共識（參考 GeeksforGeeks）。
Gas 機制： 每一項計算操作都需消耗「Gas」，這是衡量運算成本的單位。它可防止無限迴圈、鼓勵撰寫高效程式碼，同時降低遭受惡意攻擊的風險。若交易耗盡 Gas，整體操作會被回滾，但已支付的 Gas 不予退還（參考 Ethereum Book）。

EVM 架構與技術特性

EVM 採用基於堆疊（Stack-based）的設計，使用 256 位元字長，非常適合進行密碼學相關運算，例如雜湊函數與橢圓曲線加密等。其內部記憶體結構分為三大部分：

記憶體（Memory）： 短暫性空間，每筆交易開始時為清空狀態，用完即釋放。
儲存空間（Storage）： 永久儲存資料的位置，用來保存智慧合約中的變數，也是區塊鏈整體狀態的一部分。
程式碼區段（Program Code）： 儲存不可修改的 bytecode，在執行時載入至 EVM 中執行。

這種架構能確保智慧合約的執行具備高度可預測性與重現性，不受執行環境變化影響，有助於實現安全且一致的運作結果。

為何 EVM 在 2025 年仍至關重要？

隨著模組化區塊鏈和第二層解決方案（Layer 2）逐漸普及，EVM 相容性成為新興鏈與 Rollup 系統的重要標準。開發者只需開發一次，就能跨多條鏈部署 dApp，不需重寫邏輯，大幅提升應用擴展性與使用者觸及率（參考 Ethereum Foundation Blog）。

此外，以零知識 Rollup（ZK-Rollups）等創新技術為代表的新型擴容方案，進一步強化了 EVM 的效率表現，同時降低 Gas 成本、改善用戶體驗。

安全依舊是焦點所在。隨著智慧合約逐漸掌管價值龐大的資產，用戶對私鑰管理工具的需求也水漲船高。在這樣的背景下，硬體錢包已成為保障 EVM 生態中資產安全不可或缺的一環。

OneKey：守護你的 EVM 資產

考量到 EVM 在 Ethereum 及其衍生鏈上的核心地位，妥善保管私鑰至關重要。OneKey 硬體錢包提供簡單、安全又直覺的方式，讓使用者能夠輕鬆管理支援 EVM 的資產，不論是在 Ethereum、Polygon、Arbitrum 還是 Avalanche 等主流網路上簽署交易、互動合約，都能確保私鑰離線儲存，有效防範駭客入侵及惡意攻擊。不論是日常使用者還是活躍 dApp 玩家，都能從中獲得穩固的安全保障。