Pendiri bersama Ethereum mengusulkan proposal jangka panjang untuk mengganti EVM dengan RISC-V

Pendiri bersama Ethereum baru-baru ini mengajukan sebuah proposal jangka panjang di komunitas, yang menyarankan untuk mengganti mesin virtual lapisan eksekusi saat ini dengan arsitektur set instruksi RISC-V yang bersumber terbuka. Ia membandingkan ide ini dengan Beam Chain di lapisan konsensus, percaya bahwa ini mungkin merupakan satu-satunya jalur yang layak untuk mencapai terobosan kinerja lapisan eksekusi dan menyederhanakan logika protokol. Khususnya dalam efisiensi bukti nol, diharapkan melalui penggantian mesin virtual, dapat mencapai peningkatan optimasi hingga 100 kali lipat. Proposal ini bertujuan untuk mengatasi masalah bottleneck yang dihadapi Ethereum saat ini dalam hal efisiensi bukti nol, kompleksitas pembangunan blok, dan ketersediaan data.

Keterbatasan Mesin Virtual Saat Ini dan Keunggulan RISC-V

Masalah pada virtual machine yang ada:

1. Arsitektur usang: menggunakan struktur tumpukan 256-bit, tidak kompatibel dengan CPU modern, mengakibatkan efisiensi rendah saat menjalankan bukti nol pengetahuan.
2. Kendala bukti nol pengetahuan: Sekitar setengah sumber daya digunakan untuk menjalankan mesin virtual itu sendiri, yang membatasi efisiensi bukti.
3. Pemeliharaan yang buruk: Akumulasi fungsi kompleks selama bertahun-tahun, standar yang kacau, dan beberapa fungsi sulit untuk dihapus.
4. Pengembangan Terbatas: Instruksi set non-standar membatasi dukungan lintas bahasa, bahasa utama sulit untuk dikompilasi secara efisien menjadi bytecode.

Keunggulan RISC-V:

1. Kinerja Efisien: RISC-V adalah set instruksi yang disederhanakan dari CPU nyata, ramah perangkat keras, dan dapat digunakan untuk optimasi kompilasi instan bahkan akselerasi perangkat keras.
2. Optimasi Zero-Knowledge: Menghasilkan sirkuit instruksi RISC-V secara langsung dalam bukti lebih sederhana dibandingkan dengan membuktikan operasi mesin virtual yang ada.
3. Rantai alat yang matang: mendukung bahasa utama seperti Rust/C/C++, dengan ambang pengembangan yang lebih rendah dan ekosistem yang lebih luas.
4. Standar Umum: Sudah diadopsi oleh proyek blockchain lain, memiliki contoh keberhasilan.

Pendiri bersama Ethereum menunjukkan bahwa alih-alih mengompilasi mesin virtual yang ada ke dalam RISC-V dalam pembuktian nol pengetahuan, lebih baik langsung menggunakan RISC-V sebagai arsitektur eksekusi kontrak, yang secara fundamental meningkatkan efisiensi eksekusi dan potensi skalabilitas.

Jalur dan Tantangan Penggantian

Tiga solusi penggantian:

1. Dua mesin virtual berdampingan (paling konservatif): Mesin virtual lama dan baru berjalan secara paralel, kontrak baru dapat memilih RISC-V, memastikan kompatibilitas selama periode transisi.
2. Solusi Interpreter On-Chain (Radikal): Semua kontrak lama dieksekusi oleh kontrak RISC-V on-chain.
3. Mekanisme plugin interpreter (kompromi): menjadikan interpreter sebagai elemen protokol, memungkinkan penyisipan mesin virtual lainnya di masa depan.

Tantangan teknis yang dihadapi dalam implementasi:

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

Pendiri bersama Ethereum cenderung mengadopsi rencana co-existence dua mesin virtual sebagai jalur transisi, dan berjanji bahwa kontrak baru dan lama akan tetap interoperable, memastikan pengalaman pengembang tetap sama dan pengguna tidak merasakan peningkatan.

Dampak terhadap Rencana Perluasan yang Ada

RISC-V tidak akan menggantikan rute peningkatan yang ada, melainkan sebagai pengoptimalan infrastruktur.

Layer 2：

• Rollup masih menjadi kekuatan utama dalam memperluas Ethereum, RISC-V meningkatkan efisiensi pemrosesan L1 dan kinerja verifikasi tanpa pengetahuan.
• Verifikasi L1 yang lebih cepat dapat membantu Rollup untuk mengirimkan data dengan biaya lebih rendah dan lebih cepat, meningkatkan skalabilitas keseluruhan.

Data Sharding dan EIP-4844:

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

FaaS, MEV:

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

Secara keseluruhan, RISC-V adalah "ganti mesin", L2/pemecahan adalah "jaringan jalan", kedua dimensi tersebut berbeda dan berjalan secara paralel tanpa bertentangan.

Umpan Balik Komunitas dan Upaya Terkait

Perbedaan dalam komunitas:

• Pendukung percaya bahwa ini adalah peningkatan strategi yang diperlukan untuk menghadapi tantangan dari blockchain berkinerja tinggi lainnya, yang membantu menarik pengembang tradisional.
• Kaum konservatif khawatir tentang kesulitan implementasi, beban sejarah, dan biaya pembaruan alat ekologi, serta meragukan rasio antara investasi sumber daya dan hasil.

Referensi proyek serupa:

• Move VM：VM baru yang berorientasi sumber daya, dengan keamanan bahasa yang kuat, tetapi tidak kompatibel dengan mesin virtual yang ada.
• FuelVM: VM baru yang dirancang untuk pemrosesan paralel, dilengkapi dengan bahasa Sway, dengan kompatibilitas terbatas.
• WASM: Memperkenalkan WASM sebagai bahasa kontrak di L2, yang telah diimplementasikan di beberapa platform, dengan kelayakan praktis.
• Proyek blockchain lainnya: 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 Performa:

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

Kecocokan dan Pengembangan Ekosistem:

• Kontrak yang ada dapat terus berjalan selama periode coexistensi dual 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 divalidasi 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 mesin virtual yang ada dengan RISC-V, yang mencerminkan pemikiran mendalam Ethereum tentang batasan kinerja dan kesederhanaan protokol di masa depan. Proposal ini masih dalam tahap diskusi awal, dan implementasinya diperkirakan akan menjadi proses yang memakan waktu beberapa tahun, dengan tantangan dari berbagai aspek teknologi, komunitas, dan ekosistem. Ini bukan untuk membatalkan jalur yang ada, tetapi untuk memperkuat dasar dan mempersiapkan masa depan.

Seperti yang dia katakan: "Untuk mencapai peningkatan yang signifikan, perubahan radikal ini mungkin satu-satunya jalan yang layak."

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