แนวคิดสุดโต่งของ Vitalik: การเปลี่ยน EVM ของ Ethereum ด้วย RISC-V หมายความว่าอย่างไร?

撰文：GaryMa 吴说บล็อกเชน

บทนำ

Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum เพิ่งยื่นข้อเสนอระยะยาวในชุมชน Ethereum Magicians เพื่อแทนที่ Execution Layer Virtual Machine (EVM) ปัจจุบันด้วยสถาปัตยกรรมชุดคําสั่ง RISC-V แบบโอเพนซอร์ส เขาเปรียบเทียบแนวคิดนี้กับ Beam Chain ของเลเยอร์ฉันทามติ ซึ่งเขาเห็นว่าเป็นเส้นทางเดียวที่มีศักยภาพในการบรรลุความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพที่ชั้นการดําเนินการและทําให้ตรรกะโปรโตคอลง่ายขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของประสิทธิภาพการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ (ZK proof) Vitalik คาดว่าจะบรรลุการปรับปรุงการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด 100 เท่าโดยการเปลี่ยน EVM ข้อเสนอนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ไขปัญหาคอขวดในปัจจุบันของ Ethereum ในแง่ของประสิทธิภาพการพิสูจน์ ZK ความซับซ้อนในการก่อสร้างบล็อกความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ในบทความนี้เราจะแจกแจงแรงจูงใจรายละเอียดทางเทคนิคเส้นทางการใช้งานและความท้าทายของข้อเสนอในแง่คนธรรมดาหารือเกี่ยวกับผลกระทบต่อเส้นทางการปรับขนาดที่มีอยู่ของ Ethereum และทบทวนปฏิกิริยาของชุมชนและความพยายามที่คล้ายกัน

หนึ่ง ข้อจำกัดของ EVM ในปัจจุบันและข้อได้เปรียบของ RISC-V

ปัญหาของ EVM:

สถาปัตยกรรมเก่า: EVM ใช้โครงสร้างแบบสแตกขนาด 256 บิต ซึ่งไม่เข้ากันกับ CPU สมัยใหม่ ทำให้การทำงานของ ZK-EVM มีประสิทธิภาพต่ำ.

ข้อจำกัดของการพิสูจน์ ZK: ตามที่กล่าวโดย Succinct, ZK-EVM ใช้ทรัพยากรประมาณครึ่งหนึ่งในการดำเนินการ EVM เอง ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพการพิสูจน์ ZK.

การบำรุงรักษายาก: ฟังก์ชันที่ซับซ้อนสะสมมานานหลายปี ทำให้เกิดความยุ่งเหยิงในมาตรฐาน เช่น SELFDESTRUCT ยากที่จะยกเลิก.

การพัฒนาถูกจำกัด: ชุดคำสั่งที่ไม่เป็นมาตรฐานจำกัดการสนับสนุนข้ามภาษา ทำให้ภาษาหลักๆ ยากที่จะถูกคอมไพล์อย่างมีประสิทธิภาพเป็น EVM ไบต์โค้ด.

ข้อดีของ RISC-V:

ประสิทธิภาพสูง: RISC-V เป็นชุดคำสั่งที่ลดขนาดของ CPU จริง ซึ่งเป็นมิตรกับฮาร์ดแวร์ และสามารถใช้สำหรับการปรับแต่ง JIT หรือแม้แต่การเร่งความเร็วฮาร์ดแวร์ได้.

ZK ปรับแต่ง: การสร้างวงจรสำหรับคำสั่ง RISC-V โดยตรงใน ZK การพิสูจน์นั้นง่ายกว่าการพิสูจน์การทำงานของ EVM.

เครื่องมือที่พัฒนาเสร็จสมบูรณ์: รองรับภาษาหลัก เช่น Rust/C/C++ ทำให้มีอุปสรรคในการพัฒนาต่ำลงและมีระบบนิเวศที่กว้างขึ้น.

มาตรฐานทั่วไป: มีบล็อกเชนอย่าง Nervos CKB ที่นำไปใช้แล้ว และมีกรณีศึกษาที่ประสบความสำเร็จ.

Vitalik ชี้ให้เห็นว่า แทนที่จะคอมไพล์ EVM เป็น RISC-V ใน ZK-EVM ควรใช้ RISC-V เป็นสถาปัตยกรรมการดำเนินการสัญญาโดยตรง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินการและศักยภาพในการขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ.

二、การเปลี่ยนเส้นทางและความท้าทาย: จะย้ายจาก EVM ได้อย่างไร?

ทางเลือกสามแบบในการเปลี่ยนแปลง:

双 VM 并存（最保守）：EVM และ RISC-V ทำงานพร้อมกัน สัญญาใหม่สามารถเลือกใช้ RISC-V เพื่อรับประกันความเข้ากันได้ในช่วงการเปลี่ยนผ่าน.

แผนการอธิบายบนบล็อกเชน (แบบสุดโต่ง): สัญญา EVM ทั้งหมดจะถูกอธิบายและดำเนินการโดยสัญญา RISC-V บนบล็อกเชน.

กลไกปลั๊กอินตัวแปล (ทางเลือก): การนำตัวแปลมาเป็นองค์ประกอบของโปรโตคอล ซึ่งอนุญาตให้มีการแทรก VM อื่นในอนาคต (เช่น Move).

ความท้าทายทางเทคโนโลยีที่เผชิญในการดำเนินการ:

ความเสี่ยงในการลดประสิทธิภาพการดำเนินงาน: RISC-V จะต้องจำลองการดำเนินการบนชิป x 86 ซึ่งอาจมีประสิทธิภาพต่ำกว่าที่ได้ทำการปรับแต่ง EVM ในช่วงเริ่มต้น

การกำหนดราคา Gas ต้องมีการปรับโครงสร้าง: ต้องกำหนดโมเดล Gas ใหม่สำหรับคำสั่ง RISC-V เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นธรรมและปลอดภัย.

การออกแบบแซนด์บ็อกซ์ที่ปลอดภัย: จำกัดการเรียกใช้ระบบ, ป้องกันการแก้ไขโค้ดด้วยตัวเอง, รับประกันการดำเนินการที่แน่นอน.

เครื่องมือพัฒนา: ต้องอัปเดตคอมไพเลอร์, ดีบักเกอร์, เครื่องมือการตรวจสอบความปลอดภัย, สนับสนุน RISC-V ไบต์โค้ด.

ปัญหาความเข้ากันได้ในการโยกย้าย: สัญญาบางประการขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ EVM การโยกย้ายต้องมีการออกแบบชั้นความเข้ากันได้หรือกลไกการถอยอย่างระมัดระวัง.

Vitalik สนับสนุนทางเลือกที่หนึ่งเป็นเส้นทางการเปลี่ยนผ่าน และให้คำมั่นว่าสัญญาเก่าและใหม่จะยังคงสามารถทำงานร่วมกันได้ เพื่อให้แน่ใจว่าประสบการณ์ของนักพัฒนาจะไม่เปลี่ยนแปลง และผู้ใช้จะไม่รู้สึกถึงการอัพเกรด.

สาม, ผลกระทบต่อเส้นทางการขยายที่มีอยู่: RISC-V จะเข้ามาแทนที่ L 2, การแบ่งข้อมูล เป็นต้นหรือไม่?

คำตอบคือปฏิเสธ: RISC-V เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างพื้นฐาน ไม่สามารถแทนที่เส้นทางการขยายที่มีอยู่ได้.

เลเยอร์ 2：

Rollup ยังคงเป็นกำลังหลักในการขยายขีดความสามารถของ Ethereum, RISC-V จะเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลของ L 1 และประสิทธิภาพการตรวจสอบ ZK แต่ไม่ใช่การขยายความสามารถในการประมวลผลโดยตรง.

การตรวจสอบ L 1 ที่เร็วขึ้นสามารถช่วย Rollup ลดต้นทุนและส่งข้อมูลได้เร็วขึ้น เพิ่มความสามารถในการขยายตัวโดยรวม

การแบ่งข้อมูลและ EIP-4844：

ปัญหาความสามารถในการเข้าถึงข้อมูลยังต้องการ EIP-4844 (blob) และ Danksharding แก้ไข ขณะที่ RISC-V ไม่ส่งผลกระทบต่อความจุข้อมูลบนบล็อกเชน.

การเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมจะไม่เปลี่ยนแปลงความต้องการในการจัดเก็บข้อมูลของ L 1.

FaaS、 MEV:

ไม่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมเครื่องเสมือน จะไม่ล้มเหลวเนื่องจากการส่งเสริม RISC-V.

สรุป: RISC-V คือ “เปลี่ยนเครื่องยนต์” ส่วน L 2/การแยกส่วนคือ “ขยายเครือข่าย” ทั้งสองมิติแตกต่างกันและไม่ขัดแย้งกัน.

สี่ การตอบรับจากชุมชนและความพยายามที่เกี่ยวข้อง

ความไม่ลงรอยกันในชุมชน:

ผู้สนับสนุน: เชื่อว่านี่เป็นการอัปเกรดกลยุทธ์ที่จำเป็นในการตอบสนองต่อความท้าทายด้านประสิทธิภาพ เช่น Solana/Sui ซึ่งจะช่วยดึงดูดนักพัฒนาที่เป็นแบบดั้งเดิม.

กลุ่มอนุรักษ์นิยม: กังวลเกี่ยวกับความยากในการดำเนินการ, ภาระทางประวัติศาสตร์, ต้นทุนการปรับปรุงเครื่องมือทางนิเวศวิทยาที่สูง, ตั้งคำถามเกี่ยวกับอัตราส่วนผลตอบแทนต่อทรัพยากรที่ลงทุน.

โครงการที่คล้ายกันอ้างอิงถึง：

Move VM（Aptos/Sui）：บล็อกเชนใหม่ที่มุ่งเน้นทรัพยากร มีความปลอดภัยของภาษา แต่ไม่สามารถใช้งานร่วมกับ EVM ได้。

FuelVM：VM ที่ออกแบบมาเพื่อการประมวลผลขนาน มาพร้อมกับภาษา Sway มีความเข้ากันได้จำกัด.

WASM (Stylus): นำ WASM มาใช้เป็นภาษาสัญญาใน L 2 ซึ่งได้ถูกนำไปใช้ใน Arbitrum แล้ว และมีความเป็นไปได้ทางปฏิบัติ.

Nervos CKB：บนเครือข่ายหลักใช้ RISC-V เป็น VM สัญญาเป็นตัวอย่างที่ให้การอ้างอิงในการปฏิบัติสำหรับ Ethereum.

Vitalik เสนอว่า RISC-V ไม่ได้หมายความว่าปฏิเสธตัวเลือกอื่น ๆ เขาเชื่อว่าในอนาคตกลไกการแปลจะสามารถใช้ในการแทรก VM เช่น Move, WASM เป็นต้น เพื่อสร้างนิเวศการดำเนินการที่หลากหลาย.

ห้า, การคาดการณ์ผลกระทบในอนาคต: หาก Ethereum เปลี่ยนไปใช้ RISC-V

ประสบการณ์นักพัฒนา：

ภาษาอย่าง Solidity/Vyper ยังคงสามารถใช้งานได้ โดยการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ backend ของคอมไพเลอร์ ไม่ใช่ที่ภาษาตัวมันเอง.

อาจเปิดให้ใช้ Rust/C หรือภาษาใหม่อื่นๆ ในการเขียนสัญญา แต่ไม่บังคับให้ย้ายข้อมูล.

ต้นทุนการดำเนินงานและประสิทธิภาพ：

การเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานจะนำไปสู่วิธีการใช้ Gas ที่สูงขึ้นและค่าธรรมเนียมที่ต่ำลง.

RISC-V สัญญาอาจลดความจำเป็นในการพึ่งพาสัญญาที่ถูกคอมไพล์ล่วงหน้า โมเดล Gas ใกล้เคียงกับต้นทุนการพิสูจน์ ZK มากขึ้น.

การพัฒนาที่เข้ากันได้กับระบบนิเวศ:

ในระยะเวลาที่มี VM สองตัวทำงานอยู่ สัญญาที่มีอยู่จะยังคงทำงานได้ และสัญญาใหม่จะค่อยๆ ใช้ RISC-V.

โครงสร้างพื้นฐานต้องสนับสนุนรูปแบบไบต์โค้ดใหม่ ซึ่งอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้ากันได้ระหว่างบล็อกเชน (เช่น ปัญหาการอยู่หรือไม่อยู่ของ BSC, Polygon).

ความปลอดภัยและความเสถียร

การออกแบบโครงสร้างใหม่ต้องมีการทดสอบอย่างกว้างขวางและการตรวจสอบเชิงรูปแบบ เพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้ของโปรโตคอล.

การมีชั้นการดำเนินการที่เรียบง่ายขึ้นช่วยให้การตรวจสอบและการควบคุมพื้นผิวการโจมตีทำได้ง่ายขึ้น.

บทสรุป

Vitalik เสนอให้ใช้ RISC-V แทน EVM ของ Ethereum ซึ่งแสดงถึงการคิดอย่างลึกซึ้งของ Ethereum เกี่ยวกับขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพในอนาคตและความเรียบง่ายของโปรโตคอล ข้อเสนอนี้ยังอยู่ในระยะการอภิปรายเบื้องต้น และคาดว่าจะใช้เวลาหลายปีในการดำเนินการ จำเป็นต้องข้ามความท้าทายหลายด้านทั้งด้านเทคโนโลยี ชุมชน และระบบนิเวศ มันไม่ใช่การโค่นล้มเส้นทางที่มีอยู่ แต่เป็นการเสริมสร้างพื้นฐานและเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคต.

ดังที่ Vitalik กล่าวไว้ว่า “การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงนี้อาจเป็นเส้นทางเดียวที่ทําได้เพื่อให้บรรลุการปรับปรุงขนาดตามลําดับ”

เราสามารถมองมันว่าเป็นการวางเดิมพันในอนาคต และยังเป็นการสำรวจเชิงลึกเกี่ยวกับ “พื้นฐานที่ควรค่าแก่การปรับเปลี่ยนหรือไม่”