​Vitalik Buterin เสนอแนวคิดที่รุนแรง: ใช้ RISC-V แทน EVM ของ Ethereum, ZK เป็นทางออกสุดท้ายในการขยายขนาดหรือไม่?

ผู้เขียน | GaryMa หวู่พูดถึงบล็อกเชน

บทนำ

Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum ได้เสนอข้อเสนอระยะยาวในชุมชน Ethereum Magicians ว่าจะเปลี่ยนเครื่องเสมือนที่ใช้ในการประมวลผลปัจจุบัน (EVM) เป็นสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC-V ที่เป็นโอเพ่นซอร์ส เขาเปรียบเทียบแนวคิดนี้กับ Beam Chain ในชั้นความเห็นชอบ โดยเชื่อว่านี่คือวิธีเดียวที่เป็นไปได้ในการทำลายขีดจำกัดประสิทธิภาพของชั้นการดำเนินการและทำให้ตรรกะของโปรโตคอลเรียบง่ายขึ้น โดยเฉพาะในด้านประสิทธิภาพของการพิสูจน์ความรู้ศูนย์ (ZK Proof) Vitalik คาดว่าการเปลี่ยน EVM จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้สูงสุดถึง 100 เท่า ข้อเสนอนี้มีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาคอขวดในปัจจุบันของ Ethereum ในด้านประสิทธิภาพการพิสูจน์ ZK ความซับซ้อนของการสร้างบล็อก และความสามารถในการใช้ข้อมูลอื่น ๆ

บทความนี้จะใช้ภาษาที่เข้าใจง่ายในการวิเคราะห์แรงจูงใจ รายละเอียดทางเทคนิค เส้นทางการดำเนินการ และความท้าทายของข้อเสนอ ทำการสำรวจผลกระทบต่อเส้นทางการขยายตัวที่มีอยู่ของ Ethereum และทบทวนการตอบสนองของชุมชนและความพยายามที่คล้ายกัน.

หนึ่ง, ข้อจำกัดใน EVM ปัจจุบันและข้อได้เปรียบของ RISC-V

ปัญหาของ EVM:

สถาปัตยกรรมเก่า: EVM ใช้โครงสร้างแบบสแต็กขนาด 256 บิต ซึ่งไม่เข้ากันกับ CPU รุ่นใหม่ ส่งผลให้มีประสิทธิภาพต่ำเมื่อดำเนินการ ZK-EVM.

อุปสรรคของการพิสูจน์ ZK: ดังที่กล่าวไว้ใน Succinct, ZK-EVM ใช้ทรัพยากรประมาณครึ่งหนึ่งในการดำเนินการ EVM เอง ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของการพิสูจน์ ZK.

การบำรุงรักษายาก: ฟังก์ชันที่ซับซ้อนสะสมมาหลายปี ทำให้มาตรฐานยุ่งเหยิง เช่น SELFDESTRUCT ยากที่จะยกเลิก.

การพัฒนาที่ถูกจำกัด: ชุดคำสั่งที่ไม่เป็นมาตรฐานจำกัดการสนับสนุนข้ามภาษา ทำให้ภาษาหลักๆ ยากที่จะถูกคอมไพล์เป็น EVM ไบต์โค้ดอย่างมีประสิทธิภาพ.

ข้อดีของ RISC-V:

ประสิทธิภาพสูง: RISC-V เป็นชุดคำสั่งที่ลดขนาดของ CPU จริง เป็นมิตรกับฮาร์ดแวร์ และสามารถใช้สำหรับการปรับปรุง JIT หรือแม้แต่การเร่งความเร็วฮาร์ดแวร์ได้

การปรับแต่ง ZK: การสร้างวงจรสำหรับคำสั่ง RISC-V โดยตรงในหลักฐาน ZK ทำได้ง่ายกว่าหลักฐานการดำเนินการ EVM.

เครื่องมือที่พัฒนาแล้ว: รองรับภาษา Rust/C/C++ และภาษาอื่น ๆ ที่เป็นที่นิยม ทำให้การพัฒนาง่ายขึ้นและมีระบบนิเวศที่กว้างขึ้น.

มาตรฐานทั่วไป: มีบล็อกเชนเช่น Nervos CKB ที่นำมาใช้และมีกรณีศึกษาที่ประสบความสำเร็จ.

Vitalik ชี้ว่า แทนที่จะคอมไพล์ EVM เป็น RISC-V ใน ZK-EVM ควรใช้ RISC-V เป็นสถาปัตยกรรมการดำเนินการสัญญาโดยตรง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินการและศักยภาพในการขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ.

สอง、การเปลี่ยนเส้นทางและความท้าทาย：จะย้ายจาก EVM ได้อย่างไร？

ทางเลือกสามประการในการเปลี่ยนแปลง:

双 VM 并存（最保守）：EVM และ RISC-V ทำงานขนานกัน สัญญาใหม่สามารถเลือกใช้ RISC-V เพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนผ่านเข้ากันได้.

โซลูชันการตีความบนบล็อกเชน (เชิงรุก): สัญญา EVM ทั้งหมดจะถูกตีความและดำเนินการโดยสัญญา RISC-V บนบล็อกเชน.

กลไกปลั๊กอินตัวแปล (แบบประนีประนอม): ใช้ตัวแปลเป็นองค์ประกอบของโปรโตคอล อนุญาตให้มีการแทรก VM อื่น ๆ ในอนาคต (เช่น Move).

ความท้าทายทางเทคนิคที่เผชิญในการดำเนินการ:

ความเสี่ยงการสูญเสียประสิทธิภาพในการดำเนินการ: RISC-V จำเป็นต้องจำลองการดำเนินการบนชิป x86 ซึ่งอาจมีประสิทธิภาพต่ำกว่า EVM ที่ได้รับการปรับแต่งในช่วงเริ่มต้น.

การคำนวณ Gas ต้องมีการปรับโครงสร้าง: ต้องกำหนดโมเดล Gas ใหม่สำหรับคำสั่ง RISC-V เพื่อให้แน่ใจว่ามีความยุติธรรมและปลอดภัย.

การออกแบบพื้นที่ปลอดภัย: จำกัดการเรียกใช้ระบบ, ป้องกันการปรับเปลี่ยนโค้ดเอง, รับประกันการดำเนินการที่แน่นอน.

เครื่องมือพัฒนา: ต้องอัปเดตคอมไพเลอร์, ดีบักเกอร์, เครื่องมือการตรวจสอบความปลอดภัย, รองรับบล็อกเชน RISC-V.

ปัญหาความเข้ากันได้ในการโยกย้าย: สัญญาบางฉบับขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ EVM การโยกย้ายจึงต้องออกแบบชั้นความเข้ากันได้หรือกลไกการย้อนกลับอย่างรอบคอบ.

Vitalik มีแนวโน้มที่จะสนับสนุนทางเลือกที่หนึ่งเป็นเส้นทางชั่วคราว และสัญญาว่าสัญญาเก่าและใหม่จะยังคงสามารถทำงานร่วมกันได้ เพื่อให้แน่ใจว่าประสบการณ์ของนักพัฒนาจะไม่เปลี่ยนแปลง และผู้ใช้จะไม่รู้สึกถึงการอัพเกรด.

สาม、ผลกระทบต่อเส้นทางการขยายที่มีอยู่: RISC-V จะมาแทนที่ L2, การแบ่งข้อมูลหรือไม่?

คำตอบคือไม่: RISC-V เป็นการปรับแต่งโครงสร้างพื้นฐาน จะไม่แทนที่เส้นทางการขยายที่มีอยู่

เลเยอร์ 2：

Rollup ยังคงเป็นกำลังหลักในการขยายขนาดของ Ethereum, RISC-V ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลของ L1 และประสิทธิภาพการตรวจสอบ ZK แต่ไม่ใช่การขยายปริมาณการประมวลผลโดยตรง.

การตรวจสอบ L1 ที่เร็วขึ้นสามารถช่วยให้ Rollup ส่งข้อมูลได้ที่ต้นทุนต่ำกว่าและรวดเร็วมากขึ้น เพิ่มความสามารถในการขยายตัวโดยรวม

การแบ่งส่วนข้อมูลและ EIP-4844：

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูลยังต้องการให้ EIP-4844 (blob) และ Danksharding แก้ไข RISC-V จะไม่ส่งผลกระทบต่อความจุข้อมูลบนบล็อก

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการดำเนินการไม่เปลี่ยนแปลงความต้องการในการเก็บข้อมูลของ L1.

FaaS、MEV:

ไม่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมเครื่องเสมือน จะไม่ล้มเหลวเนื่องจากการส่งเสริม RISC-V.

สรุป: RISC-V คือ “เครื่องยนต์ที่เปลี่ยน” L2/การแบ่งส่วนคือ “เครือข่ายที่ขยาย” ทั้งสองมิติแตกต่างกัน แต่สามารถทำงานขนานกันได้.

สี่、ข้อเสนอแนะจากชุมชนและความพยายามที่เกี่ยวข้อง

ความไม่เห็นด้วยในชุมชน：

ผู้สนับสนุน: เชื่อว่านี่เป็นการอัปเกรดเชิงกลยุทธ์ที่จำเป็นเพื่อตอบสนองต่อความท้าทายด้านประสิทธิภาพจาก Solana/Sui และช่วยดึงดูดนักพัฒนาทั่วไป.

อนุรักษ์นิยม: กังวลเกี่ยวกับความยากลำบากในการดำเนินการ, ภาระทางประวัติศาสตร์, ต้นทุนการอัปเดตเครื่องมือทางนิเวศวิทยาที่สูง, ตั้งคำถามเกี่ยวกับอัตราส่วนการลงทุนและผลลัพธ์ของทรัพยากร.

อ้างอิงโครงการที่คล้ายกัน：

Move VM（Aptos/Sui）：เครื่องเสมือนที่เน้นทรัพยากรใหม่ มีความปลอดภัยของภาษาอย่างมาก แต่ไม่เข้ากันได้กับ EVM.

FuelVM: VM ใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการประมวลผลขนาน ใช้ร่วมกับภาษา Sway มีความเข้ากันได้จำกัด.

WASM (Stylus): นำ WASM มาใช้เป็นภาษาสัญญาใน L2 ซึ่งได้ถูกนำไปใช้ใน Arbitrum แล้ว มีความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ.

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

Vitalik นำเสนอ RISC-V ไม่ได้หมายความว่าจะปฏิเสธตัวเลือกอื่น ๆ เขาเชื่อว่าในอนาคตกลไกการตีความสามารถนำไปใช้ในการแทรก VM เช่น Move, WASM เพื่อสร้างระบบการดำเนินการที่หลากหลายได้

ห้า: วิสัยทัศน์ผลกระทบในอนาคต: หาก Ethereum เปลี่ยนไปใช้ RISC-V

ประสบการณ์นักพัฒนา：

Solidity/Vyper และภาษาอื่น ๆ ยังคงสามารถใช้งานได้ การเปลี่ยนแปลงอยู่ที่แบ็กเอนด์ของคอมไพเลอร์ไม่ใช่ภาษาเอง.

อาจเปิดให้ใช้ภาษา Rust/C ในการเขียนสัญญา แต่ไม่บังคับให้ย้าย

ต้นทุนการดำเนินงานและประสิทธิภาพ：

การเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินการจะนำไปสู่ขีดจำกัด Gas ที่สูงขึ้นและค่าธรรมเนียมที่ต่ำลง.

RISC-V สัญญาอาจลดการพึ่งพาสัญญาที่คอมไพล์ล่วงหน้า โมเดล Gas ใกล้เคียงกับต้นทุนการพิสูจน์ ZK มากขึ้น.

ความเข้ากันได้และการพัฒนาเชิงนิเวศ:

ในระยะเวลาที่มีการทำงานร่วมกันของ VM สองตัว สัญญาที่มีอยู่สามารถทำงานต่อไปได้ และสัญญาใหม่จะค่อยๆ ใช้ RISC-V.

โครงสร้างพื้นฐานต้องรองรับรูปแบบไบต์โค้ดใหม่ ซึ่งอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้ากันได้ระหว่างบล็อก (เช่น ปัญหาเกี่ยวกับการอยู่หรือไปของ BSC, Polygon)

ความปลอดภัยและความเสถียร:

โครงสร้างใหม่จำเป็นต้องมีการทดสอบอย่างกว้างขวางและการตรวจสอบรูปแบบเพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้ของโปรโตคอล

การมีชั้นการดำเนินการที่เรียบง่ายกว่าช่วยให้การตรวจสอบและการควบคุมพื้นที่โจมตีได้ดีขึ้น.

สรุป

Vitalik เสนอให้ใช้ RISC-V แทน EVM ของ Ethereum ซึ่งแสดงถึงการคิดอย่างลึกซึ้งของ Ethereum เกี่ยวกับขีดจำกัดประสิทธิภาพในอนาคตและความเรียบง่ายของโปรโตคอล ข้อเสนอชิ้นนี้ยังอยู่ในระยะการอภิปรายเบื้องต้น และคาดว่าการดำเนินการจะใช้เวลาหลายปี ต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิค ชุมชน และระบบนิเวศหลายประการ มันไม่ใช่การล้มล้างเส้นทางที่มีอยู่ แต่เป็นการเสริมสร้างพื้นฐานเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคต.

ดังที่ Vitalik กล่าวไว้ว่า “เพื่อให้บรรลุการปรับปรุงขนาดการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงนี้อาจเป็นเส้นทางเดียวที่ทํางานได้” ”

เราสามารถพิจารณามันเป็นการเดิมพันในอนาคต และยังเป็นการสำรวจเชิงลึกเกี่ยวกับว่า “พื้นฐานนั้นมีค่าในการปรับโครงสร้างใหม่หรือไม่”

อ้างอิงจาก: