Ethereum podría reemplazar EVM con arquitectura RISC-V, la tecnología ZK podría experimentar un desarrollo revolucionario

El cofundador de Ethereum propuso recientemente una propuesta a largo plazo para sustituir la máquina virtual de ejecución actual (EVM) por la arquitectura de conjunto de instrucciones de código abierto RISC-V. Esta idea se compara con la Beam Chain de la capa de consenso y se considera como la única vía potencial para lograr avances en el rendimiento de la capa de ejecución y simplificar la lógica del protocolo. Especialmente en términos de eficiencia de la prueba de conocimiento cero (ZK Proof), se espera que al reemplazar la EVM, se logre una optimización de hasta 100 veces. La propuesta tiene como objetivo abordar los cuellos de botella actuales de Ethereum en cuanto a la eficiencia de ZK Proof, la complejidad de la construcción de bloques y la disponibilidad de datos.

Limitaciones de EVM y ventajas de RISC-V

Retos que enfrenta EVM

1. Arquitectura obsoleta: EVM utiliza una estructura de pila de 256 bits, que no es compatible con las CPU modernas, lo que provoca una baja eficiencia de ejecución del ZK-EVM.
2. Cuello de botella de ZK: Aproximadamente la mitad de los recursos de ZK-EVM se utilizan para ejecutar EVM en sí, lo que limita la eficiencia de la prueba ZK.
3. Dificultades de mantenimiento: La acumulación de funciones a lo largo de los años ha llevado a la confusión de normas, y algunas funciones son difíciles de eliminar.
4. Desarrollo restringido: un conjunto de instrucciones no estándar limita el soporte entre lenguajes, lo que dificulta la compilación eficiente de lenguajes populares en bytecode EVM.

Ventajas de RISC-V

1. Alto rendimiento: RISC-V es un conjunto de instrucciones reducido para CPUs reales, amigable con el hardware, que se puede utilizar para optimización JIT e incluso aceleración por hardware.
2. Optimización ZK: Generar circuitos directamente para instrucciones RISC-V en la prueba ZK es más simple que probar operaciones EVM.
3. Cadena de herramientas madura: soporta lenguajes principales como Rust/C/C++, reduce la barrera de desarrollo y tiene un ecosistema más amplio.
4. Estándar general: proyectos de blockchain existentes han adoptado, con casos de éxito.

El cofundador de Ethereum señaló que, en lugar de compilar EVM a RISC-V en ZK-EVM, sería mejor utilizar RISC-V directamente como la arquitectura de ejecución de contratos, lo que mejoraría fundamentalmente la eficiencia de ejecución y el potencial de escalado.

Reemplazo de rutas y desafíos

tres soluciones de reemplazo

1. Doble VM en coexistencia (más conservador): EVM y RISC-V funcionan en paralelo, los nuevos contratos pueden optar por RISC-V, asegurando la compatibilidad durante el período de transición.
2. Solución del intérprete en cadena (radical): todos los contratos EVM se ejecutan interpretados por contratos RISC-V en la cadena.
3. Mecanismo de plugins del intérprete (compromiso): colocar el intérprete como elemento del protocolo, permitiendo la inserción futura de otras VM (como Move).

Desafíos técnicos enfrentados en la implementación

1. Riesgo de deterioro del rendimiento de ejecución: RISC-V necesita simular la ejecución en chips x86, lo que puede resultar en una eficiencia inicial inferior a la del EVM optimizado.
2. El precio del Gas necesita ser reestructurado: es necesario definir un nuevo modelo de Gas para las instrucciones RISC-V, asegurando equidad y seguridad.
3. Diseño de sandbox seguro: limitar las llamadas al sistema, prevenir la auto-modificación del código, garantizar la ejecución determinista.
4. Adaptación de herramientas de desarrollo: es necesario actualizar el compilador, el depurador y las herramientas de auditoría de seguridad, que soporten el código de bytes RISC-V.
5. Problemas de compatibilidad de migración: algunos contratos dependen de las características de EVM, por lo que la migración debe diseñarse cuidadosamente con una capa de compatibilidad o mecanismo de retroceso.

El cofundador de Ethereum se inclina por adoptar un enfoque de coexistencia de doble VM como camino de transición, y se compromete a que los contratos nuevos y antiguos mantendrán la interoperabilidad, asegurando que la experiencia del desarrollador permanezca sin cambios y que los usuarios no sientan la actualización.

Impacto en las rutas de escalabilidad existentes

RISC-V no reemplazará las rutas de escalabilidad existentes, sino que se utilizará como una optimización de la infraestructura.

Capa 2

• Rollup sigue siendo el principal impulsor de la escalabilidad de Ethereum, RISC-V mejora la eficiencia de procesamiento de L1 y el rendimiento de verificación ZK, en lugar de expandir directamente el rendimiento.
• Una validación L1 más rápida puede ayudar a Rollup a presentar datos a un costo más bajo y de manera más rápida, mejorando la escalabilidad general.

fragmentación de datos y EIP-4844

• El cuello de botella de la disponibilidad de datos aún necesita ser resuelto por EIP-4844 (blob) y Danksharding, RISC-V no afecta la capacidad de datos en la cadena.
• Los cambios en la arquitectura de ejecución no alteran los requisitos de almacenamiento de datos de L1.

FaaS, MEV

• No está relacionado con la arquitectura de la máquina virtual y no fallará debido al avance de RISC-V.

En general, RISC-V es "cambiar motor", L2/fragmentación es "red de expansión", ambos tienen dimensiones diferentes y no se contradicen en paralelo.

Retroalimentación de la comunidad y esfuerzos relacionados

divergencia en la comunidad

• Los partidarios creen que esta es una actualización estratégica necesaria para abordar los desafíos de rendimiento y ayudar a atraer a desarrolladores tradicionales.
• Los conservadores están preocupados por la dificultad de implementación, la carga histórica y los altos costos de actualización de la cadena de herramientas ecológicas, cuestionando la relación entre los recursos invertidos y los resultados.

referencia de proyectos similares

1. Move VM: Una nueva VM orientada a recursos, con alta seguridad del lenguaje, pero no compatible con EVM.
2. FuelVM: Una nueva VM diseñada para el procesamiento en paralelo, acompañada del lenguaje Sway, con compatibilidad limitada.
3. WASM: Se ha introducido WASM como lenguaje de contratos en L2, y ya se ha implementado en algunas plataformas L2, lo que demuestra su viabilidad en la práctica.
4. Una cadena pública: el uso de RISC-V como VM de contratos en la mainnet es un precedente que proporciona una referencia práctica para Ethereum.

El cofundador de Ethereum propuso que RISC-V no significa rechazar otras opciones; él cree que en el futuro, los mecanismos de intérpretes también podrían ser utilizados para insertar VM como Move, WASM, etc., construyendo un ecosistema de ejecución diverso.

Perspectivas de impacto futuro

experiencia del desarrollador

• Lenguajes como Solidity/Vyper aún se pueden usar, el backend del compilador cambia pero no el lenguaje en sí.
• Podría abrirse a nuevos lenguajes como Rust/C para escribir contratos, pero no se obligará a la migración.

Costos de operación y rendimiento

• La mejora en la eficiencia de ejecución traerá un límite de Gas más alto y costos más bajos.
• Los contratos RISC-V pueden reducir la dependencia de contratos precompilados, y el modelo de Gas está más cerca del costo de las pruebas ZK.

Compatibilidad ecológica y desarrollo

• Durante el período de coexistencia de las dos VM, los contratos existentes pueden seguir funcionando, y los nuevos contratos adoptarán gradualmente RISC-V.
• La infraestructura debe soportar el nuevo formato de bytecode, lo que podría provocar cambios en la compatibilidad entre cadenas.

Seguridad y estabilidad

• La nueva arquitectura necesita pruebas extensas y verificación formal para mejorar la confiabilidad del protocolo.
• Una capa de ejecución más simple es beneficiosa para la auditoría y el control de la superficie de ataque.

Conclusión

El cofundador de Ethereum propuso reemplazar EVM con RISC-V, reflejando una profunda reflexión sobre los límites de rendimiento futuros y la simplicidad del protocolo. Esta propuesta aún se encuentra en una etapa temprana de discusión y se espera que su implementación sea un proceso que llevará varios años, enfrentando múltiples desafíos técnicos, comunitarios y ecológicos. No se trata de derrocar la ruta existente, sino de fortalecer la base y preparar el futuro.

Como él dijo: "Para lograr un aumento de órdenes de magnitud, este cambio radical puede ser el único camino viable."

Esto puede verse como una apuesta por el futuro y una profunda exploración sobre si "la base merece ser reinventada".