Ethereum Virtual Machine (EVM)

Onder de motorkap is de EVM een stack-based state machine: elke full node draait zijn eigen kopie, en elke node moet exact hetzelfde resultaat berekenen op basis van dezelfde startstatus en transactie-inputs. Dit determinisme maakt het mogelijk dat een gedecentraliseerd netwerk van onafhankelijke computers het eens wordt over accountsaldo's en contractgegevens, zonder dat een centrale autoriteit de berekeningen controleert.

Smart contracts worden gedeployed als bytecode, een reeks low-level instructies (opcodes) die de EVM één voor één inleest en uitvoert. Een taal op hoog niveau zoals Solidity bestaat juist om te voorkomen dat developers opcodes met de hand moeten schrijven; een compiler vertaalt de contractlogica naar bytecode voordat deze on-chain wordt gepubliceerd. Elke operatie, van het optellen van twee getallen tot het wegschrijven van een waarde in permanente opslag, kost gas, betaald in ETH. Gas begrenst ongecontroleerde berekeningen en is de praktische reden waarom de EVM slechts "quasi" Turing-compleet is in plaats van in staat om werkelijk oneindige loops te draaien.

Omdat de regels van de EVM openbaar en goed gedocumenteerd zijn, hebben andere netwerken deze overgenomen in plaats van hun eigen uitvoeringsomgeving te bouwen. Ketens zoals Polygon, Arbitrum, Base en BNB Smart Chain draaien EVM-compatibele of EVM-equivalente omgevingen, wat betekent dat contracten die voor Ethereum zijn geschreven en getest vaak met weinig tot geen aanpassingen opnieuw kunnen worden gedeployed, en ook wallets, block explorers en developer-tools blijven bruikbaar. Deze gedeelde standaard is een belangrijke reden waarom Ethereums tooling en developer-basis zich ver buiten de eigen basislaag uitstrekken.

Het nadeel is dat het uitvoeringsmodel van de EVM, waarbij elke node elke transactie opnieuw moet uitvoeren, de ruwe doorvoersnelheid beperkt. Dat verklaart waarom gasprijzen pieken bij grote drukte en waarom een groot deel van Ethereums schaalstrategie tegenwoordig via Layer 2-rollups loopt, die de EVM-logica overnemen maar afrekenen op de basisketen.