Ethereum yürütme katmanı yeniliği: RISC-V mimarisinin geleceği ve zorlukları

Ethereum'un kurucu ortağı, yakın zamanda toplulukta öngörülü bir öneri sundu: mevcut yürütme katmanı sanal makinesini (EVM) açık kaynaklı RISC-V talimat seti mimarisi ile değiştirmek. Bu fikir, yürütme katmanının Beam Chain'i olarak benzetilmektedir ve performans darboğazlarını aşmayı ve protokol mantığını basitleştirmeyi amaçlamaktadır. Özellikle sıfır bilgi kanıtı (ZK Proof) verimliliği açısından, %100'e varan bir optimizasyon artışı sağlanması beklenmektedir. Bu öneri, Ethereum'un mevcut ZK kanıtı verimliliği, blok inşa karmaşıklığı ve veri kullanılabilirliği gibi konulardaki darboğaz sorunlarını çözmeyi hedeflemektedir.

Mevcut EVM'nin Sınırlamaları ve RISC-V'nin Avantajları

EVM'nin sorunu:

• Eski mimari: 256 bit yığın yapısı modern CPU'larla uyumsuzdur, ZK-EVM'nin yürütme verimliliğini etkiler.
• ZK kanıtı darboğazı: ZK-EVM'nin yaklaşık yarısı EVM'nin kendisini çalıştırmak için kaynak olarak kullanılıyor, bu da kanıt verimliliğini sınırlıyor.
• Bakım zorluğu: Fonksiyon birikimi, SELFDESTRUCT'un kaldırılmasını zorlaştıran karmaşaya yol açar.
• Geliştirme kısıtlı: Standart dışı talimat seti, çok dilli desteği kısıtlar, ana akım dillerin verimli bir şekilde derlenmesi zordur.

RISC-V'in avantajları:

• Yüksek performans: Minimal komut seti, donanım dostu, JIT optimizasyonu ve hatta donanım hızlandırması için kullanılabilir.
• ZK optimizasyonu: Doğrudan RISC-V talimatı üreten devre, ZK kanıtlama sürecini basitleştirir.
• Olgun araç zinciri: Ana akım dilleri destekler, geliştirme engelini azaltır, ekosistemi genişletir.
• Genel standart: Zaten blockchain projeleri tarafından benimsenmiştir ve başarı hikayeleri vardır.

Teklif, RISC-V'nin doğrudan sözleşme yürütme mimarisi olarak kullanılmasının, ZK-EVM'de EVM'nin RISC-V'ye derlenmesinden daha temelde yürütme verimliliğini ve ölçeklenebilirlik potansiyelini artıracağını öne sürüyor.

Değiştirme Yolu ve Zorluklar

Değiştirme için üç seçenek:

1. İki VM Paralel (Muhafazakar): EVM ve RISC-V paralel çalışır, geçiş döneminde uyumluluğu sağlar.
2. Zincir üstü yorumlayıcı çözümü (radikal): Tüm EVM sözleşmeleri, zincir üstü RISC-V sözleşmesi tarafından yorumlanarak yürütülmektedir.
3. Yorumlayıcı eklenti mekanizması (uzlaşma): Yorumlayıcıyı bir protokol öğesi olarak kullanmak, gelecekte başka VM'lerin eklenmesine izin verir.

Uygulamanın karşılaştığı teknik zorluklar:

• Performans kaybı riski: RISC-V, x86 çipleri üzerinde simüle edilmesi gerektiğinden, başlangıçta optimize edilmiş EVM'den daha düşük verimlilik gösterebilir.
• Gas fiyatlandırma yeniden yapılandırması: RISC-V talimatları için yeni bir Gas modeli tanımlamak gerekmektedir.
• Güvenli kutu tasarımı: Sistem çağrılarını sınırlamak, kodun kendini değiştirmesini önlemek, belirli bir yürütme sağlamak.
• Geliştirme araçları uyumlu hale getirildi: Derleyici, hata ayıklayıcı, güvenlik denetim araçları güncellendi, RISC-V bayt kodunu destekliyor.
• Göç Uyumluluğu: Bazı sözleşmeler EVM özelliklerine bağımlıdır, uyum katmanı veya geri dönüş mekanizması dikkatlice tasarlanmalıdır.

Öneri, geçiş yolu olarak çift VM'nin bir arada bulundurulmasını tercih ediyor, yeni ve eski sözleşmelerin karşılıklı çalışabilirliğini koruma taahhüdünde bulunuyor, geliştirici deneyiminin değişmeden kalmasını ve kullanıcıların fark etmeden yükseltme yapmasını sağlıyor.

Mevcut ölçeklendirme yoluna etkisi

RISC-V, mevcut genişleme yollarını değiştirmeden altyapı optimizasyonudur:

• Katman 2: RISC-V, L1 işleme verimliliğini ve ZK doğrulama performansını artırarak, Rollup'ın daha düşük maliyetle ve daha hızlı veri gönderimine yardımcı olur.
• Veri parçalama ve EIP-4844: Veri kullanılabilirliği darboğazı hâlâ blob ve Danksharding ile çözülmelidir.
• FaaS, MEV: Sanal makine mimarisi ile ilgisi yoktur, RISC-V gelişiminden etkilenmez.

RISC-V "motor değiştirme"dir, L2/şardalama "yol açan ağ"dır, her iki boyut farklıdır ve paralel olarak çelişmez.

Topluluk Geri Bildirimi ve İlgili Denemeler

Topluluk Anlaşmazlığı:

• Destekçiler: Performans zorluklarının üstesinden gelmek için gerekli bir güncelleme olduğunu düşünüyor ve geleneksel geliştiricileri çekmeye yardımcı olduğunu savunuyor.
• Muhafazakarlar: Uygulama zorluğundan, tarihsel yüklerden, ekolojik araç zinciri güncelleme maliyetlerinden endişe duyuyor, yatırım getirisi oranını sorguluyor.

Benzer proje referansı:

• Move VM (Aptos/Sui): Kaynak odaklı VM, dil güvenliği yüksek, ancak EVM ile uyumsuz.
• FuelVM: Paralel işleme için tasarlanmış, Sway dili ile birlikte, sınırlı uyumluluğa sahip.
• WASM (Stylus): L2'de sözleşme dili olarak WASM'ı tanıttı, belirli bir platformda uygulandı.
• Bir blockchain projesi: Ana ağ, Ethereum'a pratik referans sağlamak için RISC-V'yi sözleşme VM'si olarak kullanıyor.

Teklif diğer seçenekleri dışlamamaktadır, gelecekte yorumlayıcı mekanizmasının Move, WASM gibi VM'lerin eklenmesi için kullanılabileceğini, çok yönlü bir yürütme ekolojisi oluşturabileceğini düşünmektedir.

Gelecek Etki Görünümü

Geliştirici Deneyimi:

• Solidity/Vyper gibi diller kullanılmaya devam edebilir, sadece derleyici arka ucu değiştirilecektir.
• Yeni dillerin (Rust/C gibi) sözleşme yazmak için açılması mümkün, ancak geçiş zorunlu değil.

İşletme maliyeti ve performans:

• Verimlilik artışı, daha yüksek Gas limiti ve daha düşük ücretler getirecektir.
• RISC-V sözleşmeleri, önceden derlenmiş sözleşmelere olan bağımlılığı azaltabilir, Gas modeli ZK kanıtı maliyetine daha yakın.

Ekosistem Uyumu ve Gelişimi:

• İki VM'nin birlikte çalıştığı süre zarfında mevcut sözleşmeler sürdürülebilir bir şekilde çalışmaya devam ederken, yeni sözleşmeler kademeli olarak RISC-V'yi benimseyecektir.
• Altyapının yeni bytecode formatını desteklemesi gerekiyor, bu da zincirler arası uyumluluk değişikliklerine neden olabilir.

Güvenlik ve Stabilite:

• Yeni mimarinin geniş kapsamlı testler ve biçimsel doğrulama gerektirmesi, protokolün güvenilirliğini artıracaktır.
• Daha basit bir yürütme katmanı, denetim ve saldırı yüzeyi kontrolü açısından faydalıdır.

Sonuç

Ethereum çekirdek geliştiricileri, EVM'yi RISC-V ile değiştirmeyi önerdi ve bu, gelecekteki performans sınırları ve protokol basitliği üzerine derin bir düşünceyi yansıtmaktadır. Bu öneri henüz erken tartışma aşamasında olup, uygulanmasının birkaç yıl süreceği tahmin edilmektedir ve teknik, topluluk, ekosistem gibi birçok zorluğun üstesinden gelinmesi gerekecektir. Bu, mevcut yol haritasını devirmek değil, temeli güçlendirmek ve geleceği hazırlamaktır.

Teklif sahibinin dediği gibi: "Büyüklük sıçraması sağlamak için, bu tür radikal değişiklik belki de tek uygulanabilir yol olabilir."

Bu, geleceğe bir bahis ve "altyapının yeniden şekillendirmeye değer olup olmadığı" konusunda derin bir keşif.