Đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin gần đây đã đưa ra một đề xuất dài hạn trong cộng đồng Ethereum Magicians để thay thế Máy ảo lớp thực thi (EVM) hiện tại bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain của lớp đồng thuận, mà ông coi là con đường tiềm năng duy nhất để đạt được bước đột phá về hiệu suất ở lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt là về hiệu quả bằng chứng không có kiến thức (ZK proof), Vitalik hy vọng sẽ đạt được cải tiến tối ưu hóa lên đến 100x bằng cách thay thế EVM. Đề xuất này nhằm giải quyết các tắc nghẽn hiện tại của Ethereum về hiệu quả bằng chứng ZK, độ phức tạp của việc xây dựng khối, tính sẵn có của dữ liệu, v.v.
Bài viết này sẽ giải thích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất bằng ngôn ngữ đơn giản, khám phá ảnh hưởng của nó đối với lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như những nỗ lực tương tự.
Một, những hạn chế hiện tại của EVM và những ưu điểm của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc lỗi thời: EVM sử dụng cấu trúc ngăn xếp 256 bit, không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất kém khi thực hiện ZK-EVM.
Bottleneck chứng minh ZK: Như đã đề cập trong Succinct, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực thi EVM chính nó, giới hạn hiệu suất chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định hỗn loạn, như SELFDESTRUCT khó bị loại bỏ.
Phát triển bị hạn chế: Bộ lệnh không tiêu chuẩn hạn chế hỗ trợ đa ngôn ngữ, ngôn ngữ chính khó biên dịch hiệu quả thành mã byte EVM.
Lợi ích của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là bộ lệnh rút gọn của CPU thực, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT và thậm chí tăng tốc phần cứng.
Tối ưu ZK: Tạo mạch cho các lệnh RISC-V trực tiếp trong chứng minh ZK, đơn giản hơn so với chứng minh các thao tác EVM.
Công cụ trưởng thành: Hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm ngưỡng phát triển và mở rộng hệ sinh thái.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có những trường hợp thành công.
Vitalik chỉ ra rằng, thay vì biên dịch EVM thành RISC-V trong ZK-EVM, tốt hơn là sử dụng RISC-V như một kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu suất thực thi và tiềm năng mở rộng một cách căn bản.
Hai, Đường thay thế và Thách thức: Làm thế nào để di chuyển từ EVM?
Ba phương án thay thế:
Chạy song song VM (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V hoạt động song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong thời gian chuyển tiếp.
Giải pháp trình diễn trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả hợp đồng EVM sẽ được thực thi bằng cách giải thích hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin trình giải (thỏa hiệp): đưa trình giải vào như một phần tử giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật phải đối mặt trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu quả ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu hóa.
Giá Gas cần được tái cấu trúc: Cần định nghĩa mô hình Gas mới cho các lệnh RISC-V, đảm bảo công bằng và an toàn.
Thiết kế hộp cát an toàn: hạn chế gọi hệ thống, ngăn chặn mã tự sửa đổi, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm toán an ninh, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào các tính năng của EVM, di chuyển cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế khôi phục.
Vitalik nghiêng về phương án một như một con đường chuyển tiếp, và cam kết rằng các hợp đồng cũ và mới sẽ duy trì khả năng tương tác, đảm bảo trải nghiệm của nhà phát triển không thay đổi, người dùng không cảm nhận được sự nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L 2, phân mảnh dữ liệu v.v.?
Câu trả lời là không: RISC-V là tối ưu hóa cơ sở hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện tại.
Layer 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L 1 và hiệu suất xác minh ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp băng thông.
Xác thực L 1 nhanh hơn có thể giúp Rollup giảm chi phí và gửi dữ liệu nhanh hơn, nâng cao khả năng mở rộng tổng thể.
Phân mảnh dữ liệu và EIP-4844:
Các nút thắt về khả dụng dữ liệu vẫn cần được giải quyết bởi EIP-4844 (blob) và Danksharding, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi nhu cầu lưu trữ dữ liệu của L 1.
FaaS, MEV:
Không liên quan đến kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự tiến bộ của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay đổi động cơ", L 2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai chiều khác nhau, song song không mâu thuẫn.
Bốn, phản hồi cộng đồng và các nỗ lực liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Nhà hỗ trợ: cho rằng đây là một nâng cấp chiến lược cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất như Solana/Sui, giúp thu hút các nhà phát triển truyền thống.
Bảo thủ: Lo ngại về độ khó thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ tỷ lệ chi phí đầu tư tài nguyên.
Các dự án tương tự tham khảo:
Move VM（Aptos/Sui）：VM hướng tài nguyên hoàn toàn mới, độ an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, kết hợp với ngôn ngữ Sway, tính tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Giới thiệu WASM như một ngôn ngữ hợp đồng trong L 2, hiện đã được triển khai trên Arbitrum, có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trên mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik đề xuất RISC-V không có nghĩa là từ chối các tùy chọn khác, ông cho rằng cơ chế trình diễn trong tương lai cũng có thể được sử dụng để chèn vào các VM như Move, WASM, xây dựng hệ sinh thái thực thi đa dạng.
Năm, Triển vọng ảnh hưởng trong tương lai: Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V
Trải nghiệm nhà phát triển:
Ngôn ngữ như Solidity/Vyper vẫn có thể sử dụng, backend của trình biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng viết bằng các ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải di chuyển.
Chi phí hoạt động và hiệu suất:
Việc nâng cao hiệu quả thực hiện sẽ mang lại giới hạn Gas cao hơn và phí thấp hơn.
Hợp đồng RISC-V có thể giảm sự phụ thuộc vào hợp đồng biên dịch trước, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích sinh thái và phát triển:
Trong thời gian tồn tại song song của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể dẫn đến sự thay đổi về khả năng tương thích giữa các chuỗi (như vấn đề tồn tại hoặc không tồn tại của BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Kiến trúc mới cần được thử nghiệm rộng rãi và xác minh hình thức, nâng cao độ tin cậy của giao thức.
Lớp thực thi đơn giản hơn có lợi cho việc kiểm toán và kiểm soát bề mặt tấn công.
Kết luận
Vitalik đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, đại diện cho sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về giới hạn hiệu suất trong tương lai và sự đơn giản của giao thức. Đề xuất này vẫn đang trong giai đoạn thảo luận ban đầu, dự kiến việc thực hiện sẽ là một quá trình kéo dài nhiều năm, cần vượt qua nhiều thách thức về kỹ thuật, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là việc lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng, chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự nâng cao về quy mô, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường duy nhất khả thi."
Chúng ta có thể coi đây là một cuộc đặt cược cho tương lai, cũng như một cuộc khám phá sâu sắc về việc "liệu nền tảng có đáng để tái cấu trúc hay không."
Nội dung chỉ mang tính chất tham khảo, không phải là lời chào mời hay đề nghị. Không cung cấp tư vấn về đầu tư, thuế hoặc pháp lý. Xem Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm để biết thêm thông tin về rủi ro.
Ý tưởng táo bạo của Vitalik: Việc thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V có ý nghĩa gì?
撰文：GaryMa 吴说Blockchain
Giới thiệu
Đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin gần đây đã đưa ra một đề xuất dài hạn trong cộng đồng Ethereum Magicians để thay thế Máy ảo lớp thực thi (EVM) hiện tại bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain của lớp đồng thuận, mà ông coi là con đường tiềm năng duy nhất để đạt được bước đột phá về hiệu suất ở lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt là về hiệu quả bằng chứng không có kiến thức (ZK proof), Vitalik hy vọng sẽ đạt được cải tiến tối ưu hóa lên đến 100x bằng cách thay thế EVM. Đề xuất này nhằm giải quyết các tắc nghẽn hiện tại của Ethereum về hiệu quả bằng chứng ZK, độ phức tạp của việc xây dựng khối, tính sẵn có của dữ liệu, v.v.
Bài viết này sẽ giải thích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất bằng ngôn ngữ đơn giản, khám phá ảnh hưởng của nó đối với lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như những nỗ lực tương tự.
Một, những hạn chế hiện tại của EVM và những ưu điểm của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc lỗi thời: EVM sử dụng cấu trúc ngăn xếp 256 bit, không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất kém khi thực hiện ZK-EVM.
Bottleneck chứng minh ZK: Như đã đề cập trong Succinct, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực thi EVM chính nó, giới hạn hiệu suất chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định hỗn loạn, như SELFDESTRUCT khó bị loại bỏ.
Phát triển bị hạn chế: Bộ lệnh không tiêu chuẩn hạn chế hỗ trợ đa ngôn ngữ, ngôn ngữ chính khó biên dịch hiệu quả thành mã byte EVM.
Lợi ích của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là bộ lệnh rút gọn của CPU thực, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT và thậm chí tăng tốc phần cứng.
Tối ưu ZK: Tạo mạch cho các lệnh RISC-V trực tiếp trong chứng minh ZK, đơn giản hơn so với chứng minh các thao tác EVM.
Công cụ trưởng thành: Hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm ngưỡng phát triển và mở rộng hệ sinh thái.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có những trường hợp thành công.
Vitalik chỉ ra rằng, thay vì biên dịch EVM thành RISC-V trong ZK-EVM, tốt hơn là sử dụng RISC-V như một kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu suất thực thi và tiềm năng mở rộng một cách căn bản.
Hai, Đường thay thế và Thách thức: Làm thế nào để di chuyển từ EVM?
Ba phương án thay thế:
Chạy song song VM (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V hoạt động song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong thời gian chuyển tiếp.
Giải pháp trình diễn trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả hợp đồng EVM sẽ được thực thi bằng cách giải thích hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin trình giải (thỏa hiệp): đưa trình giải vào như một phần tử giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật phải đối mặt trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu quả ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu hóa.
Giá Gas cần được tái cấu trúc: Cần định nghĩa mô hình Gas mới cho các lệnh RISC-V, đảm bảo công bằng và an toàn.
Thiết kế hộp cát an toàn: hạn chế gọi hệ thống, ngăn chặn mã tự sửa đổi, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm toán an ninh, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào các tính năng của EVM, di chuyển cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế khôi phục.
Vitalik nghiêng về phương án một như một con đường chuyển tiếp, và cam kết rằng các hợp đồng cũ và mới sẽ duy trì khả năng tương tác, đảm bảo trải nghiệm của nhà phát triển không thay đổi, người dùng không cảm nhận được sự nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L 2, phân mảnh dữ liệu v.v.?
Câu trả lời là không: RISC-V là tối ưu hóa cơ sở hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện tại.
Layer 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L 1 và hiệu suất xác minh ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp băng thông.
Xác thực L 1 nhanh hơn có thể giúp Rollup giảm chi phí và gửi dữ liệu nhanh hơn, nâng cao khả năng mở rộng tổng thể.
Phân mảnh dữ liệu và EIP-4844:
Các nút thắt về khả dụng dữ liệu vẫn cần được giải quyết bởi EIP-4844 (blob) và Danksharding, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi nhu cầu lưu trữ dữ liệu của L 1.
FaaS, MEV:
Không liên quan đến kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự tiến bộ của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay đổi động cơ", L 2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai chiều khác nhau, song song không mâu thuẫn.
Bốn, phản hồi cộng đồng và các nỗ lực liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Nhà hỗ trợ: cho rằng đây là một nâng cấp chiến lược cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất như Solana/Sui, giúp thu hút các nhà phát triển truyền thống.
Bảo thủ: Lo ngại về độ khó thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ tỷ lệ chi phí đầu tư tài nguyên.
Các dự án tương tự tham khảo:
Move VM（Aptos/Sui）：VM hướng tài nguyên hoàn toàn mới, độ an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, kết hợp với ngôn ngữ Sway, tính tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Giới thiệu WASM như một ngôn ngữ hợp đồng trong L 2, hiện đã được triển khai trên Arbitrum, có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trên mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik đề xuất RISC-V không có nghĩa là từ chối các tùy chọn khác, ông cho rằng cơ chế trình diễn trong tương lai cũng có thể được sử dụng để chèn vào các VM như Move, WASM, xây dựng hệ sinh thái thực thi đa dạng.
Năm, Triển vọng ảnh hưởng trong tương lai: Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V
Trải nghiệm nhà phát triển:
Ngôn ngữ như Solidity/Vyper vẫn có thể sử dụng, backend của trình biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng viết bằng các ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải di chuyển.
Chi phí hoạt động và hiệu suất:
Việc nâng cao hiệu quả thực hiện sẽ mang lại giới hạn Gas cao hơn và phí thấp hơn.
Hợp đồng RISC-V có thể giảm sự phụ thuộc vào hợp đồng biên dịch trước, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích sinh thái và phát triển:
Trong thời gian tồn tại song song của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể dẫn đến sự thay đổi về khả năng tương thích giữa các chuỗi (như vấn đề tồn tại hoặc không tồn tại của BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Kiến trúc mới cần được thử nghiệm rộng rãi và xác minh hình thức, nâng cao độ tin cậy của giao thức.
Lớp thực thi đơn giản hơn có lợi cho việc kiểm toán và kiểm soát bề mặt tấn công.
Kết luận
Vitalik đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, đại diện cho sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về giới hạn hiệu suất trong tương lai và sự đơn giản của giao thức. Đề xuất này vẫn đang trong giai đoạn thảo luận ban đầu, dự kiến việc thực hiện sẽ là một quá trình kéo dài nhiều năm, cần vượt qua nhiều thách thức về kỹ thuật, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là việc lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng, chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự nâng cao về quy mô, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường duy nhất khả thi."
Chúng ta có thể coi đây là một cuộc đặt cược cho tương lai, cũng như một cuộc khám phá sâu sắc về việc "liệu nền tảng có đáng để tái cấu trúc hay không."