Mesin Virtual: Teknologi yang Mendorong Sistem dan Blockchain

Apa yang perlu Anda ketahui

• Mesin virtual memungkinkan menjalankan banyak sistem operasi dan aplikasi secara bersamaan di satu perangkat fisik
• Mereka adalah alat ideal untuk menjamin keamanan saat menguji perangkat lunak yang tidak dikenal, mengisolasi program berisiko, atau bereksperimen dengan lingkungan baru.
• Di dunia blockchain, mesin virtual seperti EVM (Ethereum Virtual Machine) adalah mesin yang memungkinkan ribuan kontrak pintar dan aplikasi terdesentralisasi berfungsi secara andal di jaringan global.
• Meskipun memiliki fleksibilitas, mesin virtual dapat mempengaruhi kinerja, mengonsumsi sumber daya tambahan, dan menambah kompleksitas operasional

Pendahuluan: Mengapa mesin virtual ada?

Bayangkan Anda perlu menjalankan Linux di komputer Windows Anda, atau menguji aplikasi yang hanya berfungsi di macOS tanpa mengubah sistem utama Anda. Mesin virtual memungkinkan ini dengan menciptakan lingkungan terisolasi di mana berbagai sistem operasi dapat hidup berdampingan tanpa konflik. Teknologi ini melampaui komputer pribadi: di dunia blockchain, mesin virtual telah menjadi infrastruktur dasar yang mendukung seluruh ekonomi digital dari kontrak pintar dan aplikasi terdesentralisasi.

Anatomi mesin virtual

Sebuah mesin virtual adalah, pada dasarnya, komputer yang disimulasikan yang berjalan di dalam komputer fisik Anda. Tidak memerlukan perangkat keras tambahan atau perubahan pada infrastruktur Anda. Anda dapat menginstal sistem operasi lengkap, menyimpan data, menjalankan program, dan terhubung ke jaringan, tetapi semua ini terjadi dalam lingkungan yang terkontrol dan terisolasi di perangkat host Anda.

Komponen kunci yang memungkinkan ini adalah hipervisor, perangkat lunak khusus yang bertindak sebagai perantara. Fungsinya adalah membagi dan mendistribusikan sumber daya fisik nyata (prosesor, memori RAM, penyimpanan) antara beberapa mesin virtual, memungkinkan semuanya berbagi perangkat keras yang sama dengan cara yang efisien dan tanpa gangguan.

Ada dua kategori utama hypervisor:

Hypervisor Tipe 1 (Bare-metal): diinstal langsung di atas perangkat keras tanpa bergantung pada sistem operasi sebelumnya. Umum digunakan di pusat data dan platform cloud, dioptimalkan untuk kinerja dan efisiensi maksimum.

Hypervisor Tipe 2 (Dihosting): berfungsi sebagai aplikasi normal di dalam sistem operasi Anda saat ini. Sangat cocok untuk pengembang yang ingin bereksperimen dengan teknologi baru tanpa mengganggu lingkungan utama mereka.

Mesin di balik mesin virtual

Fungsi teknis dari mesin virtual tergantung sepenuhnya pada bagaimana hypervisor mengelola sumber daya. Ketika Anda mengaktifkan mesin virtual, hypervisor akan mengalokasikan bagian tertentu dari CPU, RAM, dan ruang penyimpanan. Mesin virtual kemudian dapat beroperasi sepenuhnya sebagai komputer independen, meskipun sebenarnya berbagi sumber daya dengan mesin virtual lainnya di host yang sama.

Mekanisme ini memungkinkan satu server fisik untuk menampung puluhan atau bahkan ratusan mesin virtual, masing-masing menjalankan sistem operasi yang berbeda dan menjalankan aplikasi yang sepenuhnya berbeda, tanpa satu pun mengganggu yang lain.

Kasus penggunaan dalam sistem tradisional

Uji coba aman untuk sistem operasi baru

Mencoba sistem operasi yang berbeda tidak pernah semudah ini. Anda dapat membuat lingkungan terisolasi, menginstal sistem yang Anda inginkan, dan menjelajah tanpa risiko. Jika ada yang salah, cukup hapus mesin virtualnya dan kembali ke sistem utama Anda yang utuh.

Penahanan ancaman dan perangkat lunak berpotensi berbahaya

Apakah Anda menerima file dari sumber yang meragukan? Apakah Anda ingin menginstal program yang tidak sepenuhnya Anda percayai? Menjalankannya di dalam mesin virtual berfungsi sebagai penghalang keamanan. Jika perangkat lunak tersebut mengandung malware atau menyebabkan masalah, mesin virtual yang terisolasi akan menampungnya, melindungi sistem utama Anda dari kerusakan.

Dukungan untuk aplikasi legasi

Beberapa program bisnis atau khusus dirancang untuk sistem operasi lama seperti Windows XP. Mesin virtual dapat mereplikasi lingkungan spesifik tersebut, memungkinkan Anda untuk terus menggunakan perangkat lunak kritis yang sebaliknya tidak akan kompatibel dengan komputer modern.

Pengembangan dan validasi multiplatform

Para pengembang memanfaatkan mesin virtual untuk menguji kode di berbagai sistem operasi secara bersamaan. Ini memastikan bahwa aplikasi berfungsi dengan baik terlepas dari platform yang digunakan oleh pengguna akhir, mengurangi kejutan yang tidak menyenangkan setelah peluncuran.

Infrastruktur di awan

Sebagian besar layanan cloud menggunakan mesin virtual sebagai dasar. Ketika Anda menyewa server cloud, Anda menyewa mesin virtual yang dihosting di pusat data jarak jauh, siap untuk menjalankan aplikasi, situs web, atau basis data Anda.

Mesin virtual di blockchain: jantung eksekusi terdesentralisasi

Mesin virtual di blockchain berfungsi di bawah prinsip yang berbeda dari mesin virtual tradisional. Sementara yang terakhir adalah lingkungan terisolasi di dalam satu komputer, mesin virtual blockchain adalah mesin status terdistribusi yang menjalankan kode kontrak pintar secara konsisten di ribuan komputer secara bersamaan di seluruh jaringan.

Mesin Virtual Ethereum: standar industri

Ethereum Virtual Machine (EVM) merevolusi cara kontrak pintar dijalankan. Ini memungkinkan pengembang menulis kode dalam bahasa seperti Solidity, Vyper, atau Yul, yang kemudian dikompilasi menjadi bytecode dan dijalankan di dalam EVM. Yang penting adalah setiap node di jaringan Ethereum menjalankan kode yang sama dengan cara yang sama, menjamin bahwa semua orang setuju tentang hasilnya.

Banyak blockchain telah mengadopsi kompatibilitas dengan EVM karena ini memudahkan aplikasi yang ada untuk bermigrasi atau diluncurkan secara bersamaan di beberapa jaringan, mendorong ekosistem yang saling terhubung.

Keragaman mesin virtual blockchain

Tidak semua jaringan blockchain menggunakan mesin virtual yang sama. Keragaman ini mencerminkan prioritas desain yang berbeda:

NEAR dan Cosmos mengimplementasikan mesin virtual berbasis WebAssembly (WASM), sebuah standar sumber terbuka yang memungkinkan penulisan kontrak pintar dalam berbagai bahasa pemrograman, meningkatkan aksesibilitas bagi pengembang.

Sui menggunakan MoveVM, yang menjalankan kontrak yang diprogram dalam Move, sebuah bahasa yang dirancang khusus untuk aplikasi blockchain dengan penekanan pada keamanan dan kejelasan sumber daya.

Solana mengimplementasikan mesin virtual kustomnya sendiri (SVM), dirancang untuk memproses transaksi secara paralel secara besar-besaran dan menangani volume aktivitas jaringan yang sangat tinggi, mengoptimalkan kecepatan di atas segalanya.

Mesin virtual untuk solusi skala

Dalam jaringan Capa 2 yang dirancang untuk mempercepat transaksi, muncul mesin virtual khusus. zkEVM (mesin virtual pengetahuan nol) memungkinkan zk-rollups untuk menjalankan kontrak pintar sambil mempertahankan manfaat dari bukti pengetahuan nol, menciptakan jembatan antara skalabilitas dan keamanan.

Mesin virtual dalam aksi: contoh dunia nyata

Meskipun tidak terlihat, mesin virtual bekerja terus-menerus di latar belakang setiap kali Anda berinteraksi dengan blockchain:

• Transaksi DeFi: ketika Anda melakukan pertukaran token di platform perdagangan terdesentralisasi, mesin virtual menjalankan logika kontrak pintar yang memfasilitasi pertukaran atom, menghitung harga, dan mentransfer dana.

• NFT dan kepemilikan digital: mesin virtual terus-menerus menjalankan kode yang menjaga catatan tidak dapat diubah tentang siapa yang memiliki setiap token non-fungible. Ketika Anda membeli atau mentransfer NFT, mesin virtual memperbarui catatan kepemilikan.

• Transaksi dipercepat di Lapisan 2: jika Anda menggunakan solusi penskalaan Lapisan 2, transaksi Anda diproses melalui mesin virtual khusus yang dioptimalkan untuk kecepatan dan biaya, sambil tetap menjaga keamanan jaringan utama.

Tantangan yang melekat pada mesin virtual

Beban kinerja dan konsumsi sumber daya

Mesin virtual menempatkan lapisan tambahan antara kode yang dijalankan dan perangkat keras fisik. Abstraksi ini, meskipun memberikan keamanan dan fleksibilitas, memiliki biaya: penurunan kinerja dan konsumsi memori serta daya komputasi yang lebih besar dibandingkan dengan menjalankan kode langsung di perangkat keras.

Kompleksitas operasional dan pemeliharaan

Memelihara mesin virtual, terutama dalam infrastruktur terdistribusi atau lingkungan blockchain, memerlukan pengalaman teknis yang cukup. Konfigurasi, pembaruan, pemantauan, dan pemecahan masalah membutuhkan waktu, alat khusus, dan personel yang terlatih.

Fragmentasi kompatibilitas

Sebuah kontrak pintar yang ditulis untuk dijalankan di EVM memerlukan penulisan ulang atau adaptasi yang signifikan agar dapat berfungsi di blockchain yang menggunakan mesin virtual yang berbeda seperti SVM dari Solana. Para pengembang yang ingin meluncurkan aplikasi multi-chain harus menginvestasikan upaya tambahan dalam portabilitas dan pengujian, meningkatkan biaya pengembangan.

Refleksi akhir

Virtual machine adalah teknologi dasar baik dalam komputasi tradisional maupun dalam ekosistem blockchain. Di komputer pribadi, mereka menawarkan fleksibilitas, keamanan, dan efisiensi sumber daya. Di jaringan blockchain terdesentralisasi, mereka adalah mekanisme yang memungkinkan ribuan kontrak pintar dijalankan secara andal dan konsisten di seluruh jaringan global.

Memahami cara kerja mesin virtual memberi Anda pemahaman yang lebih baik tentang infrastruktur tak terlihat yang mendukung alat dan aplikasi terdesentralisasi yang Anda gunakan di ekosistem DeFi dan Web3.