O cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, publicou uma proposta técnica detalhada defendendo duas grandes atualizações de protocolo: a transição do atual Árvore de Merkle Patricia hexária para uma estrutura de árvore de estado binária e, eventualmente, a substituição da Máquina Virtual do Ethereum por uma arquitetura baseada em RISC-V.
As propostas, apresentadas num post de março de 2026, visam resolver gargalos na eficiência de prova, reduzir os requisitos de largura de banda de dados e melhorar as capacidades de verificação do lado do cliente. Buterin caracterizou a migração para a árvore binária como uma atualização “omnibus” que incorpora dez anos de aprendizagem sobre o design de árvores de estado, enquanto posiciona as mudanças na VM como um item de roteiro de longo prazo que poderia tornar as pré-compilações em grande parte desnecessárias e simplificar a arquitetura do protocolo.
Migração para Árvore de Estado Binária Proposta para Melhorar a Eficiência de Provas
Buterin descreveu a EIP-7864, atualmente em desenvolvimento, que substituiria a atual Árvore de Merkle Patricia keccak hexária do Ethereum por uma estrutura de árvore binária utilizando funções de hash mais eficientes. A mudança proposta reduziria o comprimento das ramificações de Merkle em um fator de quatro, de 512*log(n)/4 para 32*log(n) bytes.
Essa redução diminuiria os requisitos de largura de banda de dados para ferramentas de verificação do lado do cliente, incluindo Helios e sistemas de recuperação de informações privadas. A eficiência de prova melhoraria de três a quatro vezes apenas com ramificações mais curtas, com ganhos adicionais provenientes da seleção da função de hash. Os candidatos potenciais incluem blake3, que oferece aproximadamente três vezes mais eficiência do que keccak, ou variantes de Poseidon, que poderiam proporcionar ganhos de 100x em eficiência, dependendo de análises adicionais de segurança.
O design da árvore binária incorpora agrupamento de “páginas” que combina slots de armazenamento adjacentes em páginas de 64 a 256 slots, representando de 2 a 8 kilobytes de dados. Essa estrutura permite que o acesso ao armazenamento obtenha benefícios de eficiência semelhantes aos do carregamento e edição de código. Cabeçalhos de blocos e os primeiros aproximadamente 1 a 4 kilobytes de código e armazenamento residiriam na mesma página, potencialmente economizando mais de 10.000 gas por transação para aplicações descentralizadas que acessam frequentemente os slots iniciais de armazenamento.
Benefícios adicionais citados incluem a redução da variância na profundidade de acesso entre contratos grandes e pequenos, implementação mais simples em comparação com estruturas hexárias e a capacidade de incorporar bits de metadados necessários para futuras implementações de expiração de estado.
Considerações sobre a Transição da Máquina Virtual para Arquitetura RISC-V
Buterin apresentou um argumento para substituir a Máquina Virtual do Ethereum por uma arquitetura baseada em RISC-V, descrevendo a EVM como enfrentando limitações para atender às necessidades do design de propósito geral do Ethereum. A proposta identifica múltiplos objetivos de eficiência para uma nova VM.
Melhorias na eficiência de execução bruta poderiam eliminar a maioria das necessidades de pré-compilação. A eficiência do provador aumentaria, abordando limitações atuais onde os provadores são escritos para RISC-V em vez de EVM. Capacidades de prova do lado do cliente permitiriam aos usuários gerar provas ZK sobre o comportamento da conta sob condições específicas de dados. A simplicidade de implementação seria alcançada através de um interpretador RISC-V que requer apenas algumas centenas de linhas de código.
Um roteiro de implantação em três fases foi delineado. A fase um restringiria a nova VM às funções de pré-compilação, com aproximadamente 80 por cento das pré-compilações existentes e novas implementadas como código NewVM. A fase dois permitiria a implantação de contratos NewVM pelos usuários. A fase três aposentaria completamente a EVM, reimplementando-a como um contrato inteligente escrito na nova VM.
Usuários da EVM manteriam compatibilidade total com versões anteriores durante essa transição, sendo as mudanças nos custos de gás a principal diferença, embora Buterin tenha observado que essas seriam ofuscadas pelos trabalhos contínuos de escalabilidade ao longo dos anos seguintes.
Contexto de Evolução do Protocolo e Considerações para Desenvolvedores
Buterin caracterizou ambas as propostas como abordando os maiores gargalos na prova eficiente, que juntas representam mais de 80 por cento do overhead de prova. As mudanças são descritas como obrigatórias para vários casos de uso de prova do lado do cliente.
A migração para a árvore binária foi apresentada como incorporando aprendizados de dez anos de experiência no design de árvores de estado. A transição da VM foi posicionada como mais especulativa e não consensual no momento, com Buterin afirmando que o Ethereum permaneceria funcional apenas com EVM mais melhorias em GPU, mas que uma VM melhor poderia tornar o protocolo “bonito e excelente”.
Ambas as propostas enfrentam cronogramas de implementação alinhados com o roteiro de estado de longo prazo do Ethereum, com a migração para a árvore binária avançando pelo processo EIP e a transição da VM sendo considerada uma iniciativa de longo prazo, pendente da conclusão das mudanças na árvore de estado.
FAQ: Propostas de Atualização do Protocolo Ethereum
Qual é a diferença entre a árvore de estado atual do Ethereum e a árvore binária proposta?
O Ethereum atualmente usa uma Árvore de Merkle Patricia hexária com hashing keccak. A árvore binária proposta usaria uma estrutura binária com funções de hash mais eficientes, reduzindo o comprimento das ramificações de Merkle em aproximadamente quatro vezes. Isso diminui a largura de banda de dados para verificação do lado do cliente e melhora a eficiência de prova. O design binário também agrupa os slots de armazenamento em páginas para acesso mais eficiente.
Como a transição de EVM para RISC-V afetaria as aplicações existentes do Ethereum?
Segundo o roteiro de três fases proposto, as aplicações EVM existentes manteriam compatibilidade total durante toda a transição. A EVM seria reimplementada como um contrato inteligente escrito na nova VM, permitindo que contratos existentes continuem funcionando. Os custos de gás mudariam, mas essas mudanças seriam implementadas juntamente com outras melhorias de escalabilidade.
Que melhorias de eficiência a nova VM poderia oferecer?
Uma VM baseada em RISC-V poderia oferecer eficiência de execução bruta suficiente para eliminar a maioria das necessidades de pré-compilação, melhorar a eficiência do provador em comparação com as implementações atuais da EVM e possibilitar provas ZK do comportamento da conta do lado do cliente. A implementação seria significativamente mais simples, com um interpretador que requer apenas centenas de linhas de código em comparação com a complexidade atual da EVM.
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