Ethereum mungkin akan menggantikan EVM dengan arsitektur RISC-V, teknologi ZK mungkin akan mengalami perkembangan yang signifikan

Pendiri bersama Ethereum baru-baru ini mengusulkan sebuah proposal jangka panjang, yang menyarankan untuk mengganti mesin virtual lapisan eksekusi saat ini (EVM) dengan arsitektur set instruksi RISC-V sumber terbuka. Konsep ini dibandingkan dengan lapisan konsensus Beam Chain, dan dianggap sebagai satu-satunya cara potensial untuk mencapai terobosan kinerja lapisan eksekusi dan menyederhanakan logika protokol. Khususnya dalam hal efisiensi bukti nol pengetahuan (ZK Proof), diharapkan dengan mengganti EVM, dapat mencapai peningkatan optimasi hingga 100 kali lipat. Proposal ini bertujuan untuk mengatasi masalah kendala yang dihadapi Ethereum saat ini dalam hal efisiensi bukti ZK, kompleksitas pembangunan blok, dan ketersediaan data.

Keterbatasan EVM dan Keunggulan RISC-V

Tantangan yang dihadapi EVM

1. Arsitektur Usang: EVM menggunakan struktur tumpukan 256-bit yang tidak kompatibel dengan CPU modern, menyebabkan efisiensi eksekusi ZK-EVM rendah.
2. Kendala ZK Proof: ZK-EVM menggunakan sekitar setengah sumber daya untuk menjalankan EVM itu sendiri, membatasi efisiensi pembuktian ZK.
3. Kesulitan pemeliharaan: Akumulasi fitur selama bertahun-tahun menyebabkan ketidakaturan standar, dan beberapa fitur sulit untuk dihapus.
4. Pengembangan terbatas: Kumpulan instruksi non-standar membatasi dukungan lintas bahasa, bahasa arus utama sulit untuk dikompilasi secara efisien menjadi bytecode EVM.

Keunggulan RISC-V

1. Kinerja tinggi: RISC-V adalah set instruksi yang disederhanakan dari CPU yang sebenarnya, ramah perangkat keras, dan dapat digunakan untuk optimasi JIT bahkan percepatan perangkat keras.
2. Optimasi ZK: Dalam pembuktian ZK, langsung menghasilkan sirkuit untuk instruksi RISC-V, lebih sederhana dibandingkan dengan membuktikan operasi EVM.
3. Rantai alat matang: mendukung bahasa utama seperti Rust/C/C++, menurunkan batasan pengembangan, dan ekosistem yang lebih luas.
4. Standar Umum: Sudah ada proyek blockchain yang mengadopsi, memiliki contoh kasus yang berhasil.

Pendiri bersama Ethereum menunjukkan bahwa alih-alih mengompilasi EVM menjadi RISC-V dalam ZK-EVM, lebih baik langsung menggunakan RISC-V sebagai arsitektur eksekusi kontrak, yang secara fundamental meningkatkan efisiensi eksekusi dan potensi skalabilitas.

Jalur Penggantian dan Tantangan

Tiga opsi penggantian

1. Dua VM berdampingan (paling konservatif): EVM dan RISC-V berjalan secara paralel, kontrak baru dapat menggunakan RISC-V, memastikan kompatibilitas selama periode transisi.
2. Solusi interpreter on-chain (radikal): Semua kontrak EVM akan dieksekusi oleh kontrak RISC-V on-chain.
3. Mekanisme plugin interpreter (kompromi): menjadikan interpreter sebagai elemen protokol, memungkinkan penyisipan VM lain di masa depan (seperti Move).

Tantangan teknis yang dihadapi dalam implementasi

1. Risiko penurunan kinerja eksekusi: RISC-V perlu disimulasikan di chip x86, mungkin pada awalnya efisiensinya lebih rendah dibandingkan dengan EVM yang sudah dioptimalkan.
2. Penetapan Gas perlu direkonstruksi: perlu mendefinisikan model Gas baru untuk instruksi RISC-V, memastikan keadilan dan keamanan.
3. Desain kotak pasir yang aman: membatasi panggilan sistem, mencegah modifikasi kode sendiri, dan menjamin eksekusi yang deterministik.
4. Penyesuaian alat pengembangan: perlu memperbarui kompilator, debugger, dan alat audit keamanan, mendukung bytecode RISC-V.
5. Masalah kompatibilitas migrasi: Beberapa kontrak bergantung pada fitur EVM, migrasi perlu merancang lapisan kompatibilitas atau mekanisme fallback dengan hati-hati.

Pendiri bersama Ethereum cenderung mengadopsi skema dual VM sebagai jalur transisi, dan berjanji bahwa kontrak lama dan baru akan tetap interoperabel, memastikan pengalaman pengembang tidak berubah, dan pengguna merasakan peningkatan tanpa merasakannya.

Pengaruh terhadap rute skala yang ada

RISC-V tidak akan menggantikan rute pengembangan yang ada, melainkan sebagai optimasi infrastruktur.

Layer 2

• Rollup masih menjadi kekuatan utama dalam perluasan Ethereum, RISC-V meningkatkan efisiensi pemrosesan L1 dan kinerja verifikasi ZK, bukan secara langsung memperluas throughput.
• Verifikasi L1 yang lebih cepat dapat membantu Rollup mengajukan data dengan biaya lebih rendah dan lebih cepat, meningkatkan skalabilitas secara keseluruhan.

data sharding dan EIP-4844

• Bottleneck ketersediaan data masih perlu diselesaikan oleh EIP-4844 (blob) dan Danksharding, RISC-V tidak mempengaruhi kapasitas data on-chain.
• Perubahan arsitektur eksekusi tidak mengubah kebutuhan penyimpanan data L1.

FaaS, MEV

• Tidak tergantung pada arsitektur mesin virtual, tidak akan gagal karena kemajuan RISC-V.

Secara keseluruhan, RISC-V adalah "ganti mesin", L2/pemecahan adalah "jaringan jalan", keduanya memiliki dimensi yang berbeda dan tidak saling bertentangan.

Umpan Balik Komunitas dan Upaya Terkait

perbedaan di komunitas

• Pendukung percaya bahwa ini adalah peningkatan strategi yang diperlukan untuk menghadapi tantangan kinerja, yang dapat membantu menarik pengembang tradisional.
• Kaum konservatif khawatir tentang kesulitan implementasi, beban sejarah, dan biaya pembaruan alat ekologi, serta meragukan rasio keluaran masukan sumber daya.

referensi proyek serupa

1. Move VM: VM berbasis sumber daya yang sepenuhnya baru, dengan keamanan bahasa yang kuat, tetapi tidak kompatibel dengan EVM.
2. FuelVM: VM baru yang dirancang untuk pemrosesan paralel, dipasangkan dengan bahasa Sway, dengan kompatibilitas yang terbatas.
3. WASM: Memperkenalkan WASM sebagai bahasa kontrak di L2, yang kini telah diimplementasikan di beberapa platform L2 dan memiliki kelayakan yang realistis.
4. Sebuah blockchain publik: Contoh penggunaan RISC-V sebagai VM kontrak di mainnet, memberikan referensi praktik untuk Ethereum.

Pendiri bersama Ethereum mengusulkan bahwa RISC-V tidak berarti menolak opsi lain, dia percaya bahwa mekanisme interpreter di masa depan juga dapat digunakan untuk menyisipkan VM seperti Move, WASM, dan membangun ekosistem eksekusi yang beragam.

Prospek Dampak Masa Depan

pengalaman pengembang

• Bahasa seperti Solidity/Vyper masih dapat digunakan, backend compiler berubah bukan bahasa itu sendiri.
• Mungkin akan membuka bahasa baru seperti Rust/C untuk menulis kontrak, tetapi tidak memaksa migrasi.

Biaya Operasional dan Kinerja

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

Kecocokan dan Pengembangan Ekosistem

• Kontrak yang ada dapat terus beroperasi selama periode coexistensi dua VM, dan kontrak baru secara bertahap akan mengadopsi RISC-V.
• Infrastruktur perlu mendukung format bytecode baru, yang dapat menyebabkan perubahan kompatibilitas antar rantai.

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 kontrol permukaan serangan.

Kesimpulan

Pendiri bersama Ethereum mengusulkan untuk mengganti EVM dengan RISC-V, yang mencerminkan pemikiran mendalam tentang batasan kinerja di masa depan dan kesederhanaan protokol. Usulan ini masih dalam tahap diskusi awal, dan implementasinya diperkirakan akan menjadi proses yang memakan waktu bertahun-tahun, yang harus melewati berbagai tantangan teknis, komunitas, dan ekosistem. Ini bukan untuk menggantikan jalur yang ada, tetapi untuk memperkuat fondasi dan mempersiapkan masa depan.

Seperti yang dia katakan: "Untuk mencapai peningkatan dalam skala, perubahan radikal ini mungkin adalah satu-satunya jalan yang dapat dilakukan."

Ini dapat dianggap sebagai taruhan untuk masa depan, serta eksplorasi mendalam tentang "apakah dasar layak untuk dibentuk kembali".