Inovasi Ethereum: Diskusi tentang Kemungkinan RISC-V Menggantikan EVM

Pendiri bersama Ethereum baru-baru ini mengajukan rencana jangka panjang di komunitas: untuk menggantikan mesin virtual lapisan eksekusi yang ada (EVM) dengan arsitektur set instruksi RISC-V sumber terbuka. Usulan ini dibandingkan dengan Beam Chain di lapisan konsensus, dan dianggap sebagai satu-satunya cara potensial untuk mengatasi batasan kinerja lapisan eksekusi dan menyederhanakan logika protokol. Terutama dalam hal efisiensi bukti pengetahuan nol (ZK Proof), diharapkan dengan mengganti EVM, dapat mencapai peningkatan optimasi hingga 100 kali. Proposal ini bertujuan untuk mengatasi masalah batasan yang dihadapi Ethereum saat ini dalam efisiensi ZK proof, kompleksitas pembangunan blok, ketersediaan data, dan lainnya.

I. Keterbatasan EVM dan Keunggulan RISC-V

Tantangan yang Dihadapi EVM:

1. Arsitektur Kuno: Struktur tumpukan 256-bit tidak kompatibel dengan CPU modern, menyebabkan efisiensi eksekusi ZK-EVM rendah.
2. Bottleneck ZK Proof: Sumber daya yang besar digunakan untuk menjalankan EVM itu sendiri, membatasi efisiensi bukti ZK.
3. Kesulitan pemeliharaan: Akumulasi fungsi selama bertahun-tahun menyebabkan kebingungan dalam spesifikasi, beberapa fungsi sulit untuk dihapus.
4. Pengembangan Terbatas: Kumpulan instruksi non-standar membatasi dukungan lintas bahasa, bahasa utama sulit untuk dikompilasi secara efisien menjadi bytecode EVM.

Keunggulan RISC-V:

1. Kinerja efisien: sebagai set instruksi yang disederhanakan dari CPU yang nyata, ramah perangkat keras, mendukung optimasi JIT bahkan akselerasi perangkat keras.
2. Optimasi ZK: langsung pada sirkuit penghasil instruksi RISC-V, menyederhanakan proses pembuktian ZK.
3. Alat yang matang: Mendukung bahasa utama seperti Rust/C/C++, menurunkan batasan pengembangan, dan memperluas ekosistem.
4. Standar Umum: Proyek blockchain yang ada sudah berhasil diadopsi, memiliki kasus praktik.

Dua, Jalur Penggantian dan Tantangan

solusi penggantian:

1. Dual VM coexistence: EVM dan RISC-V berjalan secara paralel, kontrak baru dapat memilih RISC-V, memastikan kompatibilitas selama periode transisi.
2. Interpreter on chain: Semua kontrak EVM dieksekusi melalui kontrak RISC-V di dalam rantai.
3. Mekanisme plugin interpreter: menjadikan interpreter sebagai elemen protokol, menyisakan ruang untuk memperkenalkan VM lainnya di masa depan.

Tantangan teknis:

1. Kinerja eksekusi: RISC-V perlu disimulasikan pada chip x86, efisiensi awal mungkin lebih rendah dibandingkan EVM yang dioptimalkan.
2. Rekonstruksi Penetapan Gas: Perlu mendefinisikan model Gas baru untuk instruksi RISC-V, memastikan keadilan dan keamanan.
3. Kotak Pasir Keamanan: membatasi panggilan sistem, mencegah modifikasi kode sendiri, memastikan eksekusi yang deterministik.
4. Penyesuaian alat pengembang: memperbarui kompiler, debugger, dan alat audit keamanan, mendukung bytecode RISC-V.
5. Kompatibilitas Migrasi: Beberapa kontrak bergantung pada fitur EVM, perlu merancang lapisan kompatibilitas atau mekanisme fallback dengan hati-hati.

Tiga, Pengaruh terhadap Rute Perluasan yang Ada

RISC-V tidak akan menggantikan solusi skalabilitas yang ada, melainkan sebagai optimasi infrastruktur:

1. Layer 2: RISC-V meningkatkan efisiensi pemrosesan L1 dan kinerja verifikasi ZK, membantu Rollup untuk mengirim data dengan biaya yang lebih rendah dan lebih cepat.
2. Sharding Data dan EIP-4844: Bottleneck ketersediaan data masih perlu diselesaikan melalui blob dan Danksharding, RISC-V tidak langsung mempengaruhi kapasitas data di rantai.
3. FaaS, MEV: Fitur-fitur ini tidak terkait dengan arsitektur mesin virtual dan tidak akan kehilangan fungsinya karena kemajuan RISC-V.

Empat, Umpan Balik Komunitas dan Upaya Terkait

Perbedaan di Komunitas:

• Pendukung percaya bahwa ini adalah peningkatan yang diperlukan untuk menghadapi tantangan blockchain berkinerja tinggi, yang membantu menarik pengembang tradisional.
• Kaum konservatif khawatir tentang kesulitan implementasi yang besar, beban sejarah yang berat, dan biaya pembaruan alat ekologi yang tinggi.

Referensi proyek serupa:

1. Move VM (Aptos/Sui): VM baru yang berorientasi pada sumber daya, dengan keamanan bahasa yang tinggi, tetapi tidak kompatibel dengan EVM.
2. FuelVM: VM baru yang dirancang untuk pemrosesan paralel, dilengkapi dengan bahasa Sway, dengan kompatibilitas terbatas.
3. WASM (Stylus): Memperkenalkan WASM sebagai bahasa kontrak di L2, telah diimplementasikan di beberapa platform L2.
4. Proyek blockchain tertentu: Menggunakan RISC-V sebagai contoh VM kontrak di mainnet, memberikan referensi praktis untuk Ethereum.

Lima, Prospek Dampak Masa Depan

Jika Ethereum beralih ke RISC-V:

1. Pengalaman Pengembang:

   • Bahasa seperti Solidity/Vyper masih dapat digunakan, hanya backend kompilernya yang berubah.
   • Mungkin akan membuka kontrak yang ditulis dalam bahasa baru seperti Rust/C, tetapi tidak wajib untuk migrasi.

2. Biaya operasional dan kinerja:

   • Peningkatan efisiensi eksekusi akan membawa batas Gas yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah.
   • Kontrak RISC-V mungkin mengurangi ketergantungan pada kontrak yang sudah dikompilasi, model Gas lebih mendekati biaya bukti ZK.

3. Kecocokan dan Pengembangan Ekosistem:

   • Kontrak yang ada dapat terus berjalan selama periode coexistence dual VM, kontrak baru secara bertahap menggunakan RISC-V.
   • Infrastruktur harus mendukung format bytecode baru, yang mungkin menyebabkan perubahan kompatibilitas antar rantai.

4. Keamanan dan Stabilitas:

   • Arsitektur baru perlu diuji secara luas dan diverifikasi secara formal untuk meningkatkan keandalan protokol.
   • Lapisan eksekusi yang lebih sederhana menguntungkan untuk audit dan pengendalian permukaan serangan.

Kesimpulan

Usulan penggantian EVM dengan RISC-V mewakili pemikiran mendalam Ethereum tentang batas kinerja masa depan dan kesederhanaan protokol. Usulan ini masih berada pada tahap diskusi awal, dan implementasinya diperkirakan akan menjadi proses yang memakan waktu bertahun-tahun, perlu melewati berbagai tantangan teknis, komunitas, dan ekosistem. Ini bukan untuk menggulingkan jalur yang ada, tetapi untuk memperkuat fondasi dan mempersiapkan masa depan.

Usulan ini dapat dilihat sebagai taruhan pada masa depan, dan juga merupakan eksplorasi mendalam tentang "apakah dasar layak untuk dibentuk kembali." Seperti yang dikatakan oleh salah satu pendiri Ethereum: "Untuk mencapai peningkatan satu orde besar, perubahan radikal ini mungkin adalah satu-satunya jalan yang layak."