Ethereum може бути замінений архітектурою RISC-V, технологія ZK може отримати проривний розвиток

Співзасновник Ethereum нещодавно запропонував довгострокову пропозицію, яка рекомендує замінити поточну віртуальну машину виконання (EVM) на відкриту архітектуру команд RISC-V. Це бачення порівнюється з консенсусним рівнем Beam Chain і вважається потенційно єдиним шляхом досягнення прориву в продуктивності виконавчого рівня та спрощення логіки протоколу. Особливо в аспекті ефективності нульових знань (ZK Proof) очікується, що заміна EVM може забезпечити оптимізацію до 100 разів. Ця пропозиція має на меті вирішити поточні проблеми Ethereum у сфері ефективності ZK-доказів, складності побудови блоків, доступності даних та інших.

Обмеження EVM та переваги RISC-V

Виклики, з якими стикається EVM

1. Застаріла архітектура: EVM використовує 256-бітну стекову структуру, несумісну з сучасними ЦП, що призводить до низької ефективності виконання ZK-EVM.
2. Вузьке місце ZK-доказів: приблизно половина ресурсів ZK-EVM використовується для виконання самого EVM, що обмежує ефективність ZK-доказів.
3. Утримання складнощів: накопичення функцій протягом багатьох років призвело до плутанини в стандартах, і деякі функції важко скасувати.
4. Обмежена розробка: нестандартний набір інструкцій обмежує підтримку між мовами, основні мови важко ефективно компілювати в байт-код EVM.

Переваги RISC-V

1. Висока продуктивність: RISC-V є спрощеним набором команд для реальних ЦП, який дружній до апаратного забезпечення і може використовуватися для JIT-оптимізації та навіть апаратного прискорення.
2. ZK оптимізація: безпосередньо генерувати схеми для інструкцій RISC-V у ZK доказах простіше, ніж доводити EVM операції.
3. Зрілість інструментального комплекту: підтримка основних мов, таких як Rust/C/C++, знижує поріг входження для розробників та розширює екосистему.
4. Загальні стандарти: вже існуючі проекти блокчейн, що мають успішні випадки.

Співзасновник Ethereum зазначив, що замість того, щоб компілювати EVM у RISC-V у ZK-EVM, краще безпосередньо використовувати RISC-V як архітектуру виконання контрактів, що суттєво підвищить ефективність виконання та потенціал розширення.

Замінити шлях та виклики

Три варіанти заміни

1. Паралельне існування двох VM (найбільш консервативний варіант): EVM та RISC-V працюють паралельно, нові контракти можуть використовувати RISC-V, що забезпечує сумісність під час перехідного періоду.
2. Програма інтерпретатора в ланцюзі (радикальна): всі контракти EVM виконуються через контракти RISC-V в ланцюзі.
3. Механізм плагінів інтерпретатора (компроміс): використовувати інтерпретатор як елемент протоколу, дозволяючи в майбутньому вставляти інші VM (як-от Move).

Технічні виклики, з якими стикається впровадження

1. Ризик зниження продуктивності виконання: RISC-V потрібно симулювати виконання на чіпах x86, що може призвести до початкової ефективності, нижчої за оптимізований EVM.
2. Потрібно реконструювати обчислення Gas: необхідно визначити нову модель Gas для інструкцій RISC-V, щоб забезпечити справедливість і безпеку.
3. Дизайн безпечного пісочниці: обмеження системних викликів, запобігання самозмінам коду, забезпечення детермінованого виконання.
4. Адаптація інструментів розробки: необхідно оновити компілятори, відладчики, інструменти безпеки, які підтримують байт-код RISC-V.
5. Проблема сумісності під час міграції: деякі контракти залежать від особливостей EVM, тому міграцію слід обережно проектувати з урахуванням сумісного рівня або механізму відкату.

Співзасновник Ethereum схиляється до впровадження рішення з двома віртуальними машинами як перехідного шляху і обіцяє, що нові та старі контракти будуть зберігати взаємодію, забезпечуючи незмінний досвід для розробників та безшовне оновлення для користувачів.

Вплив на існуючий маршрут розширення

RISC-V не замінить існуючі шляхи розширення, а буде використовуватись як оптимізація інфраструктури.

Шар 2

• Rollup залишається основним засобом розширення Ethereum, RISC-V підвищує ефективність обробки L1 та продуктивність ZK верифікації, а не безпосередньо розширює пропускну спроможність.
• Швидша верифікація L1 може допомогти Rollup знижувати витрати та швидше подавати дані, підвищуючи загальну масштабованість.

Розподіл даних та EIP-4844

• Проблему доступності даних все ще потрібно вирішити за допомогою EIP-4844 (blob) та Danksharding, RISC-V не впливає на обсяг даних в ланцюзі.
• Зміни в архітектурі виконання не змінюють вимоги до зберігання даних L1.

FaaS、MEV

• Не залежить від архітектури віртуальної машини і не втратить свою актуальність через просування RISC-V.

В загальному, RISC-V є "заміною двигуна", L2/шарування є "мережею прокладання шляхів", обидва виміри різні, але не суперечать один одному.

Відгуки громади та відповідні спроби

Розбіжності в спільноті

• Прихильники вважають, що це необхідне стратегічне оновлення для вирішення проблем з продуктивністю, яке допоможе залучити традиційних розробників.
• Консерватори стурбовані складністю впровадження, історичним тягарем та великими витратами на оновлення екологічних інструментальних ланцюгів, ставлячи під сумнів співвідношення витрат і вигод.

посилання на подібні проекти

1. Move VM: абсолютно новий ресурсно орієнтований VM, з високою безпекою мови, але не сумісний з EVM.
2. FuelVM: нова віртуальна машина, розроблена для паралельної обробки, з мовою Sway, має обмежену сумісність.
3. WASM: Введення WASM як мови контрактів на L2, вже реалізовано на певній платформі L2, має практичну здійсненність.
4. Деяка публічна блокчейн-мережа: приклад використання RISC-V як віртуальної машини для контрактів в основній мережі, що надає практичні посилання для Ethereum.

Співзасновник Ethereum заявив, що пропозиція RISC-V не означає відмову від інших варіантів, він вважає, що в майбутньому механізми інтерпретації також можуть використовуватися для вставки таких VM, як Move, WASM тощо, для побудови різноманітної екосистеми виконання.

Прогноз впливу в майбутньому

Досвід розробників

• Мови такі як Solidity/Vyper все ще можуть використовуватися, зміни стосуються бекенду компілятора, а не самої мови.
• Можливо, відкриють нові мови, такі як Rust/C для написання контрактів, але не примусово до переходу.

Витрати на експлуатацію та продуктивність

• Підвищення ефективності виконання призведе до вищого ліміту Gas і нижчих витрат.
• Контракти RISC-V можуть зменшити залежність від попередньо скомпільованих контрактів, а модель Gas більш наближена до вартості доказів ZK.

Екологічна сумісність та розвиток

• Під час періоду співіснування двох ВМ існуючі контракти можуть продовжувати працювати, нові контракти поступово приймають RISC-V.
• Інфраструктура повинна підтримувати новий формат байт-коду, що може викликати зміни в сумісності між ланцюгами.

Безпека та стабільність

• Нова архітектура повинна пройти широке тестування та формалізовану перевірку, щоб підвищити надійність протоколу.
• Простий виконавчий рівень сприяє аудитам та контролю над атакувальними поверхнями.

Висновок

Співзасновник Ethereum запропонував замінити EVM на RISC-V, що відображає глибоке осмислення майбутніх меж продуктивності та простоти протоколу. Ця пропозиція все ще перебуває на ранній стадії обговорення, і реалізація, як очікується, буде багатоетапним процесом, що триватиме кілька років, з необхідністю подолати численні технічні, спільнотні та екосистемні виклики. Це не скасування існуючого курсу, а укріплення основи для підготовки до майбутнього.

Як він сказав: "Для досягнення підвищення на порядок, така радикальна зміна може бути єдиним можливим шляхом."

Це можна вважати ставкою на майбутнє, а також глибоким дослідженням питання "чи варто перепроектувати основу".