Lumoz RaaS irá suportar RISC-V zkEVM: ajudando a alcançar novas quebras de desempenho e escalabilidade em Layer2

Lumoz RaaS lança uma solução de suporte zkEVM baseada em RISC-V, ajudando os desenvolvedores a implantar rapidamente aplicações de prova de conhecimento zero através de módulos de desenvolvimento pré-configurados e uma cadeia de ferramentas compatível, ao mesmo tempo que pode melhorar efetivamente o desempenho das transações Rollup e reduzir os custos operacionais.

Escrito por: Lumoz Team

Background

O fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, propôs recentemente substituir a atual Máquina Virtual Ethereum (EVM) pela arquitetura de conjunto de instruções RISC-V. Esta proposta gerou grande debate na comunidade Ethereum e destacou o potencial do RISC-V no campo da blockchain. Ao mesmo tempo, a Lumoz RaaS (Rollup as a Service) anunciou o suporte a soluções zkEVM baseadas em RISC-V, oferecendo maior desempenho e capacidade de escalabilidade para Layer2.

EVM tem sido o núcleo das funcionalidades de contratos inteligentes, sustentando uma ecologia diversificada de aplicações descentralizadas. No entanto, com a contínua evolução da tecnologia blockchain, as limitações da arquitetura do EVM tornam-se cada vez mais evidentes. Como uma arquitetura de conjunto de instruções de código aberto, o RISC-V, com sua abertura, simplicidade e ecossistema flexível, torna-se uma escolha potencial para remodelar o ambiente de execução de contratos inteligentes. Ao combinar RISC-V com desenvolvimento de contratos inteligentes, esta inovação não só promete melhorar o desempenho e a segurança, mas também pode expandir significativamente a acessibilidade ao desenvolvimento de blockchain.

Por que escolher RISC-V?

RISC-V é uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) de código aberto, que tem atraído atenção devido ao seu design modular e flexibilidade. Em comparação com arquiteturas proprietárias tradicionais (como x86 e ARM), o RISC-V oferece as seguintes vantagens principais:

• Código aberto e licença livre: sem restrições de patentes, diminuindo significativamente os custos de desenvolvimento e implementação.
• Flexibilidade e escalabilidade: suporte a conjuntos de instruções personalizados, adaptando-se às diversas necessidades da blockchain.
• Otimização de desempenho: design simples proporciona execução eficiente, adequado para a melhoria de desempenho de contratos inteligentes.

Vitalik propôs usar o RISC-V como a arquitetura de camada de execução a longo prazo, para fornecer ao Ethereum uma escalabilidade mais forte e custos operacionais mais baixos.

Limitações do EVM

Antes de entender por que escolher o RISC-V, é necessário esclarecer as deficiências do EVM:

• Complexidade: O design do bytecode da EVM é complexo, dependendo de operações de pilha, o que afeta a eficiência da execução.
• Gargalo de escalabilidade: a arquitetura tem dificuldade em suportar multi-threading e computação paralela, limitando a escalabilidade de desempenho.
• Falta de otimização de hardware: O design de alta abstração do EVM não consegue aproveitar plenamente o desempenho do hardware.

Essas limitações tornam difícil para o EVM atender à demanda por zero conhecimento provas (zkEVM) e outras soluções de escalabilidade.

Background e Desafios do zkEVM

zkEVM (Máquina Virtual Ethereum de Conhecimento Zero) é uma máquina virtual baseada em tecnologia de prova de conhecimento zero (zk-SNARKs ou zk-STARKs) que permite aos usuários verificar os resultados de cálculos sem revelar dados específicos. O objetivo principal do zkEVM é melhorar significativamente a privacidade e a escalabilidade da blockchain através da tecnologia de prova de conhecimento zero.

desafios técnicos do zkEVM

1. O custo de geração de provas é elevado: zk-SNARKs requerem que cada instrução EVM seja provada e que a correspondente zk-SNARK/zk-STARK seja gerada, o que impõe exigências extremamente altas em termos de computação e armazenamento.
2. Problemas de adaptação: O design do EVM em si não foi otimizado para zk-SNARKs, resultando em soluções zkEVM existentes enfrentando gargalos de desempenho.
3. Compromissos de compatibilidade: é necessário encontrar um equilíbrio entre a compatibilidade com o ecossistema de contratos inteligentes existente e a otimização de desempenho.

A combinação de RISC-V com zkEVM

O RISC-V oferece uma camada de abstração de hardware ideal, que pode se adaptar melhor às necessidades do zkEVM. Abaixo estão alguns dos destaques técnicos da combinação do RISC-V com o zkEVM:

1. Gota mais eficiente na geração de provas

O conjunto de instruções simplificado do RISC-V torna a geração de zk-SNARKs mais eficiente. Em comparação com o EVM, o fluxo de instruções do RISC-V é mais fácil de analisar e sua arquitetura de registradores é mais eficiente do que a arquitetura de pilha do EVM. Isso significa que o zkEVM pode reduzir significativamente o custo computacional da geração de provas.

2. Conjunto de instruções personalizável

O design modular do RISC-V permite a personalização de conjuntos de instruções dedicados para zkEVM. Por exemplo, podem ser projetadas instruções específicas para operações de campo finito (finite field arithmetic), acelerando assim os elementos centrais em zk-SNARK/zk-STARK, como compromissos polinomiais e funções hash.

3. Potencial de aceleração de hardware

A característica de código aberto do RISC-V permite que os fabricantes de hardware forneçam suporte de aceleração de hardware dedicado para zkEVM, por exemplo:

• Chip exclusivo (ASIC): Chips ASIC otimizados para zk-SNARKs podem implementar diretamente o conjunto de instruções RISC-V zkEVM.
• Suporte a FPGA: validação de protótipos do RISC-V zkEVM através de FPGA, permitindo iteração e otimização rápidas.

Design e Implementação da Arquitetura RISC-V EVM

A concepção e implementação do zkEVM RISC-V devem centrar-se nos seguintes aspectos:

1. Construir os componentes centrais do EVM RISC-V.
2. Implementar um assembler RISC-V compatível com blockchain.
3. Otimização em relação às restrições de desempenho e segurança.
4. Realizar testes de referência de baixo nível e análise de desempenho geral.
5. Integrar o EVM RISC-V personalizado no ambiente Lumoz RaaS.
6. Implementar lógica de blockchain específica no framework RISC-V.
7. Comparar o desempenho com o EVM padrão, analisando a utilização de registos e oportunidades de otimização.

Suporte para Lumoz RaaS

Como inovador no campo da blockchain, a Lumoz RaaS anunciou o suporte a soluções zkEVM baseadas em RISC-V, fornecendo serviços de Rollup para desenvolvedores. Abaixo estão os possíveis impactos do apoio da Lumoz ao RISC-V zkEVM:

impacto para os desenvolvedores

1. Maior eficiência de desenvolvimento: Ao fornecer módulos RISC-V zkEVM pré-construídos, os desenvolvedores podem implantar e testar rapidamente aplicativos à prova de conhecimento zero.
2. Compatibilidade melhorada: A cadeia de ferramentas fornecida pela Lumoz garante a integração sem costura do RISC-V zkEVM com o ecossistema Ethereum existente.

significado de Rollup

1. Desempenho superior de Rollup: A eficiência do RISC-V zkEVM aumentará significativamente a capacidade de transações do Rollup.
2. Gota de custos operacionais: a otimização de hardware e o baixo custo de licença do RISC-V tornam os custos operacionais do Rollup significativamente menores.

Perspectivas Tecnológicas

A proposta de Vitalik e o apoio da Lumoz marcam um ponto de viragem importante na tecnologia blockchain. A introdução do RISC-V não só oferece novas possibilidades para o desenvolvimento a longo prazo do Ethereum, mas também serve de referência para a evolução técnica de outras plataformas blockchain.

No futuro, com a implementação gradual do RISC-V zkEVM, poderemos ver as seguintes tendências:

1. A ascensão do ecossistema cross-chain: A versatilidade do RISC-V pode promover a interoperabilidade entre diferentes plataformas de blockchain.
2. A integração profunda entre hardware e blockchain: A otimização de hardware do RISC-V aumentará ainda mais a eficiência computacional dos sistemas de blockchain.
3. A proliferação da proteção da privacidade: soluções baseadas em zkEVM irão melhorar significativamente a privacidade e escalabilidade das aplicações de blockchain.

Conclusão

A combinação de RISC-V e zkEVM é uma grande inovação na tecnologia blockchain. A proposta de Vitalik não só indica a direção para o futuro desenvolvimento do Ethereum, mas também oferece novas ideias para o progresso tecnológico de toda a indústria de blockchain. Com o suporte do Lumoz RaaS e a adesão de mais desenvolvedores, temos razões para esperar uma ampla aplicação do RISC-V zkEVM no futuro.

O futuro da blockchain não se resume apenas ao código, mas reside também na abertura e colaboração do ecossistema tecnológico. A chegada do RISC-V zkEVM pode inaugurar uma nova era tecnológica.