Lumoz RaaS будет поддерживать RISC-V zkEVM: поможет достичь новых прорывов в производительности и масштабируемости Layer2

Lumoz RaaS запустил решение на базе zkEVM, основанное на RISC-V, которое помогает разработчикам быстро разрабатывать приложения с использованием zk-SNARKs с помощью предустановленных модулей разработки и совместимых инструментов, при этом эффективно повышая производительность транзакций Rollup и снижая эксплуатационные расходы.

Автор: Команда Lumoz

!

Фон

Основатель Ethereum Виталик Бутерин недавно предложил заменить существующую Ethereum Virtual Machine (EVM) на архитектуру наборов инструкций RISC-V. Это предложение вызвало бурное обсуждение в сообществе Ethereum и подчеркнуло потенциал RISC-V в области блокчейна. В то же время Lumoz RaaS (Rollup as a Service) объявил о поддержке основанного на RISC-V решения zkEVM, обеспечивая более высокую производительность и масштабируемость для Layer2.

EVM всегда был核心ом функциональности смарт-контрактов, поддерживая разнообразную экосистему децентрализованных приложений. Однако, с постоянной эволюцией технологии блокчейн, архитектурные ограничения EVM становятся все более очевидными. В качестве открытой архитектуры команд, RISC-V благодаря своей открытости, простоте и гибкой экосистеме становится потенциальным выбором для переосмысления среды выполнения смарт-контрактов. Комбинируя RISC-V и разработку смарт-контрактов, эта инновация не только способна улучшить производительность и безопасность, но и значительно расширить доступность разработки блокчейна.

Почему выбрать RISC-V?

RISC-V является открытой архитектурой наборов команд (ISA), которая привлекает внимание благодаря своему модульному дизайну и гибкости. По сравнению с традиционными закрытыми архитектурами (такими как x86 и ARM), RISC-V предлагает следующие ключевые преимущества:

• Открытый исходный код и свободные лицензии: отсутствие патентных ограничений, значительное падение затрат на разработку и развертывание.
• Гибкость и масштабируемость: поддержка настраиваемых наборов команд, соответствующих разнообразным потребностям блокчейна.
• Оптимизация производительности: простой дизайн обеспечивает эффективное выполнение, подходит для повышения производительности смарт-контрактов.

Виталик предложил использовать RISC-V в качестве архитектуры уровня выполнения на длительный срок, чтобы обеспечить Ethereum большую масштабируемость и более низкие эксплуатационные расходы.

Ограничения EVM

Перед тем как понять, почему был выбран RISC-V, необходимо четко определить недостатки EVM:

• Сложность: Дизайн байт-кода EVM сложен, требует использования стековых операций, что влияет на эффективность выполнения.
• Узкое место масштабируемости: архитектура плохо поддерживает многопоточность и параллельные вычисления, что ограничивает расширение производительности.
• Отсутствие аппаратной оптимизации: высокая абстракция дизайна EVM не может полностью использовать производительность аппаратного обеспечения.

Эти ограничения делают EVM трудным для удовлетворения потребностей в нулевых доказательствах (zkEVM) и других решениях для масштабирования.

Фон и вызовы zkEVM

zkEVM (零知识以太坊虚拟机) — это виртуальная машина, основанная на технологии零知识证明 (zk-SNARKs или zk-STARKs), которая позволяет пользователям проверять результаты вычислений без раскрытия конкретных данных. Основная цель zkEVM — значительно повысить конфиденциальность и масштабируемость блокчейна с помощью технологии零知识证明.

Технические вызовы zkEVM

1. Высокие расходы на генерацию доказательств: zk-SNARKs требуют доказательства каждой инструкции EVM и генерации соответствующих zk-SNARK/zk-STARK, что предъявляет очень высокие требования к вычислениям и хранилищу.
2. Проблема совместимости: Само проектирование EVM не было оптимизировано для zk-SNARKs, что приводит к тому, что существующие решения zkEVM сталкиваются с проблемами производительности.
3. Компромисс совместимости: необходимо найти баланс между совместимостью с существующей экосистемой смарт-контрактов и оптимизацией производительности.

Сочетание RISC-V и zkEVM

RISC-V предоставляет идеальный уровень аппаратной абстракции, который лучше соответствует требованиям zkEVM. Вот несколько технических особенностей сочетания RISC-V и zkEVM:

1. Более эффективное создание доказательств

Упрощенный набор команд RISC-V делает генерацию zk-SNARKs более эффективной. В отличие от EVM, поток команд RISC-V легче анализировать, а его архитектура регистров более эффективна по сравнению с архитектурой стека EVM. Это означает, что zkEVM может значительно сократить вычислительные затраты на генерацию доказательств.

2. Настраиваемый набор команд

Модульный дизайн RISC-V позволяет настраивать специализированные наборы инструкций для zkEVM. Например, можно разработать инструкции, специализированные для арифметики конечных полей (finite field arithmetic), что ускоряет ключевые этапы в zk-SNARK/zk-STARK, такие как многочленные обязательства и хэш-функции.

3. Потенциал аппаратного ускорения

Открытые характеристики RISC-V позволяют производителям оборудования предоставлять специальную аппаратную поддержку для zkEVM, например:

• Специальные микросхемы (ASIC): ASIC микросхемы, оптимизированные для zk-SNARKs, могут напрямую реализовать инструкции RISC-V zkEVM.
• Поддержка FPGA: прототипирование RISC-V zkEVM с помощью FPGA позволяет быстро итеративно разрабатывать и оптимизировать.

Проектирование и реализация архитектуры RISC-V EVM

При проектировании и реализации RISC-V zkEVM необходимо уделить особое внимание следующим аспектам:

1. Создание основных компонентов RISC-V EVM.
2. Реализация совместимого с блокчейном ассемблера RISC-V.
3. Оптимизация в соответствии с ограничениями производительности и безопасности.
4. Проведение базового тестирования и анализа общей производительности.
5. Интеграция кастомизированного RISC-V EVM в среду Lumoz RaaS.
6. Реализовать специфическую блокчейн-логику в рамках RISC-V.
7. Провести тестирование производительности по сравнению со стандартным EVM, анализируя использование регистров и возможности оптимизации.

Поддержка Lumoz RaaS

Как инноватор в области блокчейна, Lumoz RaaS объявил о поддержке решения zkEVM на основе RISC-V, предоставляя разработчикам услуги Rollup. Ниже приведены возможные последствия поддержки RISC-V zkEVM от Lumoz:

Влияние на разработчиков

1. Повышение эффективности разработки: предоставляя готовые модули RISC-V zkEVM, разработчики могут быстро развертывать и тестировать приложения с использованием zk-SNARKs.
2. Увеличение совместимости: набор инструментов, предоставляемый Lumoz, обеспечивает бесшовную интеграцию RISC-V zkEVM с существующей экосистемой Ethereum.

Значение для Rollup

1. Более высокая производительность Rollup: эффективность RISC-V zkEVM значительно повысит пропускную способность транзакций Rollup.
2. Более низкие эксплуатационные расходы: Аппаратная оптимизация RISC-V и низкие лицензионные расходы значительно снижают эксплуатационные затраты Rollup.

Технический обзор

Предложение Виталика и поддержка Lumoz знаменуют собой важный поворотный момент в технологии блокчейн. Введение RISC-V не только открывает новые возможности для долгосрочного развития Ethereum, но и служит ориентиром для технической эволюции других блокчейн-платформ.

В будущем, с постепенной реализацией RISC-V zkEVM, мы можем увидеть следующие тенденции:

1. Появление кроссчейн-экосистемы: универсальность RISC-V может способствовать взаимной совместимости между различными блокчейн-платформами.
2. Глубокая интеграция оборудования и блокчейна: аппаратная оптимизация RISC-V further повысит вычислительную эффективность блокчейн-систем.
3. Распространение защиты конфиденциальности: решения на основе zkEVM значительно повысят конфиденциальность и масштабируемость блокчейн-приложений.

Заключение

Сочетание RISC-V и zkEVM является значительной инновацией в области блокчейн-технологий. Предложение Виталика не только указывает направление для будущего развития Ethereum, но и предлагает новые идеи для технологического прогресса всей блокчейн-индустрии. С поддержкой Lumoz RaaS и присоединением большего числа разработчиков, у нас есть все основания ожидать широкого применения RISC-V zkEVM в будущем.

Будущее блокчейна заключается не только в коде, но и в открытости и сотрудничестве технологической экосистемы. Появление RISC-V zkEVM может открыть новую эпоху технологий.