من المحتمل أن يتم استبدال إثيريوم ببنية RISC-V مع توقع تحسين الأداء بمقدار مئة ضعف

#革新层 إثيريوم: آفاق وتحديات بنية RISC-V

مؤسس إثيريوم المشارك قدم مؤخرًا اقتراحًا ذو رؤية في المجتمع: استبدال آلة التنفيذ الافتراضية الحالية (EVM) ببنية التعليمات المفتوحة المصدر RISC-V. وقد تم تشبيه هذه الفكرة بسلسلة Beam في طبقة التنفيذ، وتهدف إلى كسر عنق الزجاجة في الأداء وتبسيط منطق البروتوكول. وخاصة في كفاءة إثبات المعرفة الصفرية (ZK Proof)، من المتوقع أن تحقق تحسينات تصل إلى 100 مرة. يهدف الاقتراح إلى حل مشكلات العوائق الحالية في إثيريوم فيما يتعلق بكفاءة إثبات ZK، وتعقيد بناء الكتل، وتوفر البيانات.

قيود EVM الحالية ومزايا RISC-V

مشكلة EVM:

• الهيكل قديم: الهيكل المدفوع 256 بت غير متوافق مع وحدات المعالجة المركزية الحديثة، مما يؤثر على كفاءة تنفيذ ZK-EVM.
• قيود إثبات ZK: تستخدم ZK-EVM حوالي نصف الموارد لتنفيذ EVM نفسه، مما يحد من كفاءة الإثبات.
• ضعف الصيانة: تراكم الوظائف يؤدي إلى فوضى المعايير، مثل صعوبة إلغاء SELFDESTRUCT.
• تطوير محدود: مجموعة الأوامر غير القياسية تحد من الدعم متعدد اللغات، مما يجعل من الصعب تجميع اللغات الرئيسية بكفاءة.

مزايا RISC-V:

• أداء عالي الكفاءة: مجموعة تعليمات مبسطة صديقة للأجهزة، يمكن استخدامها في تحسين JIT أو حتى التسريع بواسطة الأجهزة.
• تحسين ZK: توليد الدوائر مباشرةً لتعليمات RISC-V، تبسيط عملية إثبات ZK.
• سلسلة الأدوات ناضجة: تدعم اللغات الرئيسية، وتقلل من حواجز التطوير، وتوسع النظام البيئي.
• المعايير العامة: تم اعتمادها من قبل مشاريع بلوكتشين موجودة، ولديها حالات نجاح.

يعتقد الاقتراح أن استخدام RISC-V كهيكل لتنفيذ العقود بشكل مباشر سيكون أكثر فعالية من حيث تحسين كفاءة التنفيذ وإمكانية التوسع من تحويل EVM إلى RISC-V في ZK-EVM.

استبدال المسار والتحديات

خيارات الاستبدال الثلاثة:

1. وجود VM مزدوج (محافظ): يعمل EVM و RISC-V بالتوازي لضمان التوافق خلال فترة الانتقال.
2. خطة المفسر على السلسلة (متطرفة): يتم تفسير وتنفيذ جميع عقود EVM بواسطة عقود RISC-V على السلسلة.
3. آلية مكون المفسر (حل وسط): اعتبار المفسر كعنصر بروتوكول، مما يسمح بإدخال VMs أخرى في المستقبل.

التحديات التقنية التي تواجه التنفيذ:

• مخاطر فقدان أداء التنفيذ: يجب محاكاة تنفيذ RISC-V على شرائح x86، وقد تكون الكفاءة في البداية أقل من EVM المحسّن.
• إعادة هيكلة تسعير الغاز: يجب تعريف نموذج غاز جديد لتعليمات RISC-V.
• تصميم صندوق الأمان: تقييد استدعاءات النظام، منع تعديل الشيفرة الذاتية، ضمان التنفيذ المحدد.
• أدوات التطوير المتوافقة: تحديث المترجم، أدوات التصحيح، أدوات التدقيق الأمني، دعم بايت كود RISC-V.
• التوافق مع الهجرة: تعتمد بعض العقود على ميزات EVM، ويجب تصميم طبقة التوافق أو آلية التراجع بحذر.

تميل الاقتراحات إلى اعتماد وجود مزدوج لـ VM كمسار انتقالي، مع الالتزام بالحفاظ على التشغيل البيني للعقود القديمة والجديدة، وضمان تجربة مطورين دون تغيير، وترقية غير محسوسة للمستخدمين.

تأثير على مسار التوسع الحالي

RISC-V هو تحسين للبنية التحتية، ولن يحل محل مسارات التوسع الحالية:

• الطبقة الثانية: RISC-V يعزز كفاءة معالجة L1 وأداء التحقق ZK، مما يساعد على تقليل تكلفة Rollup وتقديم البيانات بسرعة أكبر.
• تقسيم البيانات و EIP-4844: لا يزال من الضروري حل عنق الزجاجة في توفر البيانات من خلال blob و Danksharding.
• FaaS، MEV: غير مرتبط بهيكلية الآلة الافتراضية، غير متأثر بتقدم RISC-V.

RISC-V هو "محرك التبادل" ، L2/التقسيم هو "شبكة التوسع" ، الأبعاد بينهما مختلفة ولكنها تتوازى.

ملاحظات المجتمع والمحاولات ذات الصلة

انقسام المجتمع:

• الداعمون: يرون أنها ترقية ضرورية لمواجهة تحديات الأداء، وتساعد في جذب المطورين التقليديين.
• المحافظون: يخشون من صعوبة التنفيذ، الأعباء التاريخية، تكاليف تحديث أدوات البيئة، ويشكون في نسبة العائد إلى الاستثمار.

مشاريع مشابهة المرجع:

• Move VM (Aptos/Sui): VM قائم على الموارد، أمان اللغة قوي، لكنه غير متوافق مع EVM.
• FuelVM: مصمم للمعالجة المتوازية، مع لغة Sway، توافق محدود.
• WASM (Stylus): إدخال WASM كلغة عقود في L2، وقد تم تحقيق ذلك على منصة معينة.
• مشروع بلوكشين معين: تستخدم الشبكة الرئيسية RISC-V كـ VM للعقود، لتوفير مرجع عملي لإيثريوم.

لا تستبعد الاقتراحات خيارات أخرى، وتعتقد أن آلية المفسر المستقبلية يمكن استخدامها لإدراج آلات افتراضية مثل Move وWASM، لبناء بيئة تنفيذ متعددة.

آفاق التأثير المستقبلي

تجربة المطورين:

• يمكن استخدام لغات مثل Solidity/Vyper، فقط يتم تغيير خلفية المترجم.
• قد يتم فتح لغات جديدة مثل Rust/C لكتابة العقود، لكن لا يلزم الانتقال.

تكلفة التشغيل والأداء:

• ستؤدي زيادة كفاءة التنفيذ إلى حد أعلى من الغاز وتكاليف أقل.
• قد تقلل عقود RISC-V من الاعتماد على العقود المسبقة التجهيز، ونموذج الغاز أقرب إلى تكلفة إثبات ZK.

التوافق البيئي والتنمية:

• يمكن أن تعمل العقود الحالية خلال فترة وجود VM المزدوجة، وسيتم اعتماد عقود جديدة تدريجياً باستخدام RISC-V.
• يجب أن تدعم البنية التحتية تنسيق الشفرة الجديدة، مما قد يؤدي إلى تغييرات في التوافق بين السلاسل.

الأمان والاستقرار:

• يجب اختبار الهيكل الجديد بشكل واسع والتحقق من صيغته لتحسين موثوقية البروتوكول.
• طبقة التنفيذ الأكثر بساطة تساعد في التدقيق والسيطرة على سطح الهجوم.

الخاتمة

اقترح مطورو إثيريوم الرئيسيون استبدال EVM بـ RISC-V، مما يعكس عمق التفكير في حدود الأداء المستقبلية وبساطة البروتوكول. لا تزال هذه الاقتراحات في مرحلة المناقشة المبكرة، ومن المتوقع أن تكون عملية التنفيذ تستغرق عدة سنوات، ويجب أن تتجاوز العديد من التحديات التقنية والمجتمعية والبيئية. إنها ليست لإلغاء المسار الحالي، بل لتعزيز الأساس والاستعداد للمستقبل.

كما ذكر المقترح: "لتحقيق زيادة كبيرة، قد يكون هذا التغيير الجذري هو الطريق الوحيد الممكن."

هذا هو رهان على المستقبل، وأيضًا استكشاف عميق حول "هل يستحق الأساس إعادة البناء".