Виртуальная машина Ethereum сталкивается с重大变革: архитектура RISC-V может заменить EVM

Совоснователь Ethereum недавно на форуме сообщества представил перспективное предложение, которое предполагает замену существующей виртуальной машины выполнения (EVM) на открытое архитектурное решение команд RISC-V в долгосрочной перспективе. Эта концепция была сопоставлена с уровнем консенсуса Beam Chain и считается единственным потенциальным путем к прорыву в производительности уровня выполнения и упрощению логики протокола. Особенно в отношении эффективности нулевых доказательств (ZK Proof) ожидается, что замена EVM может привести к оптимизации до 100 раз. Это предложение направлено на решение текущих узких мест Ethereum в эффективности ZK-доказательств, сложности построения блоков, доступности данных и других аспектах.

Ограничения EVM и преимущества RISC-V

Основные проблемы, с которыми в настоящее время сталкивается EVM, включают устаревшую архитектуру, низкую эффективность ZK-доказательств, трудности с обслуживанием и ограничения в разработке. В сравнении с этим, RISC-V имеет следующие преимущества:

1. Высокая производительность: RISC-V — это упрощенный набор инструкций реального ЦП, дружелюбный к аппаратному обеспечению, который может использоваться для JIT-оптимизации и даже аппаратного ускорения.
2. Оптимизация ZK: Прямое создание цепи для инструкций RISC-V в доказательствах ZK проще, чем доказательство операций EVM.
3. Создание инструментальной цепочки: поддержка таких основных языков, как Rust/C/C++, снижение порога разработки и расширение экосистемы.
4. Универсальный стандарт: уже принятые блокчейн-проекты, имеющие успешные примеры.

Замена путей и вызовы

Предложение представило три возможных альтернативы:

1. Два виртуальных машины одновременно: самый консервативный вариант, EVM и RISC-V работают параллельно, новые контракты могут использовать RISC-V, обеспечивая совместимость в переходный период.
2. Решение по интерпретатору на цепочке: радикальное решение, все контракты EVM будут интерпретироваться и выполняться с помощью контрактов RISC-V на цепочке.
3. Механизм плагинов интерпретатора: компромиссное решение, которое позволяет использовать интерпретатор как элемент протокола, позволяя в будущем вставлять другие ВМ.

Технические вызовы, с которыми можно столкнуться в процессе реализации, включают риски снижения производительности исполнения, реконструкцию ценообразования Gas, проектирование безопасной песочницы, адаптацию инструментов разработки и проблемы совместимости миграции.

Влияние на существующие маршруты масштабирования

Введение RISC-V не заменит существующие пути масштабирования, такие как Layer 2 и шардирование данных. Это в основном оптимизация инфраструктуры, направленная на повышение эффективности обработки L1 и производительности ZK верификации. Layer 2 по-прежнему будет основной силой масштабирования Ethereum, а узкие места в доступности данных необходимо решить с помощью EIP-4844 и Danksharding. Введение RISC-V можно рассматривать как "замену двигателя", тогда как L2/шардирование - это "расширение сети", оба процесса параллельны и не противоречат друг другу.

Обратная связь сообщества и связанные попытки

Сообщество разделилось по этому предложению. Сторонники считают, что это необходимое стратегическое обновление для решения проблем с производительностью, которое поможет привлечь традиционных разработчиков. Консерваторы же беспокоятся о высокой сложности реализации, тяжелом историческом бремени и высоких затратах на обновление экосистемных инструментов, ставя под сомнение соотношение затрат и результатов.

В индустрии уже были подобные попытки, такие как Move VM, FuelVM, WASM и другие. Один из блокчейн-проектов уже использует RISC-V в качестве виртуальной машины для контрактов в основной сети, предоставляя практическую ссылку для Ethereum.

Прогноз влияния на будущее

Если Ethereum переключится на RISC-V, это может привести к следующим изменениям:

1. Опыт разработчика: существующие языки все еще могут использоваться, при этом возможно открытие большего количества языковых вариантов.
2. Расходы на эксплуатацию и производительность: повышение эффективности выполнения приведет к более высокому пределу Gas и более низким расходам.
3. Экологическая совместимость и развитие: существующие контракты могут продолжать функционировать в период сосуществования двух ВМ, новые контракты постепенно будут принимать RISC-V.
4. Безопасность и стабильность: новая архитектура должна пройти широкое тестирование и верификацию, что должно повысить надежность протокола.

Это предложение представляет собой глубокое размышление Ethereum о предельной производительности и простоте протокола. Хотя процесс реализации может занять несколько лет и столкнуться с множеством вызовов, оно указывает направление для долгосрочного развития Ethereum. Как сказал автор предложения, для достижения качественного улучшения это радикальное изменение может быть единственным возможным путем.