用 RISC-V 替换 EVM

Vitalik Buterin 提议用 RISC-V 指令集替换以太坊虚拟机(EVM),以提高性能并简化零知识证明(ZK)的实现。此举旨在为以太坊的长期可扩展性提供更高效的途径,尽管短期内对以太坊的开发路线图和价值主张没有直接影响。RISC-V 作为一种更易于 ZK-EVM 和通用 ZK 虚拟机证明的指令集,有望在未来提升以太坊的性能。

在 4 月 20 日星期日,以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 提议 用性能更高的、使用 RISC-V 指令集的执行环境来替代以太坊虚拟机(EVM)。

在这篇文章中,我将解释该提案对以太坊开发路线图和价值主张的影响。

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RISC-V 提案

RISC-V(发音为“risk-five”)代表精简指令集计算机-5。它由加州大学的一群计算机科学家和工程师于 2010 年创建,作为一个开源的、硬件中立的、轻量级的计算机指令集架构 (ISA)。ISA 是一种低级语言,计算机可以使用它来理解和运行程序。

以太坊将 Solidity 等高级语言编译成 EVM 字节码,这是一种自定义的 ISA,旨在管理智能合约代码的执行、gas 记账、内存和状态。众所周知,在零知识(ZK)中执行和证明它非常困难。在过去的几年里,Buterin 和其他研究人员一直在探索创建 ZK 友好的 EVM 版本的方法,称为 ZKEVM。

(有关 ZK、ZKEVM 及其对扩展的好处的背景信息,请阅读 我为 Galaxy 撰写的这份报告。)

2023 年底,Buterin 提议在协议中原生嵌入 ZKEVM,以便可以使用 ZK 证明以太坊交易和区块。现在,Buterin 提出了另一种策略,通过引入新的 ISA 在以太坊中使用 ZK 技术。对于 ZKEVM 和通用 ZK 虚拟机来说,RISC-V 指令集的证明要容易得多,也快得多。

Buterin 在 他的最新文章 中写道,RISC-V 已经是 ZKEVM 证明器编译的首选 ISA。

“今天的 ZK-EVM 证明器已经通过证明编译成 RISC-V 的 EVM 实现来工作。”

Buterin 并不是将 EVM 字节码编译成 RISC-V 指令,而是建议将 RISC-V 作为 ISA 引入以太坊,以便像 Solidity 这样的高级代码可以直接编译成 RISC-V。一旦编译成 RISC-V,代码就可以通过通用 VM 运行,如 RISC Zero、Cartesi 和 SP1,它们已经针对在 ZK 中执行和证明 RISC-V 指令进行了优化。

Buterin 估计,直接证明编译成 RISC-V 的 Solidity 代码,而不是 EVM 字节码,在证明时间和内存使用方面效率可能会提高 100 倍以上。它也不像 ZKEVM 那样需要过多的自定义工程或大型复杂的电路。

Buterin 接着解释说,有几种方法可以实施他的提案。

“破坏性最小的方法是支持两个 VM,并允许用其中任何一个编写合约。”

另一种方法是通过“EVM 解释器合约”将现有的 EVM 合约转换为 RISC-V,该合约可以用 RISC-V 重写 EVM 字节码。

这就是 Buterin 提案的总结。现在,让我们深入探讨它对以太坊开发路线图和价值主张的影响。

路线图的影响

请注意,Buterin 的整个提案都在解决一个理论问题。在未来,如果以太坊依赖 ZK 证明来实现更快、更高效的代码执行,那么集成 RISC-V 作为 ISA 将比依赖 ZKEVM 更简单。

Buterin 提案的动机是解决以太坊扩展的理论瓶颈,开发人员在耗尽了协议的短期到中期改进列表后可能会面临这些瓶颈,他指出这些改进包括以太坊改进提案 (EIP),如 EIP 4444(历史记录过期)、延迟执行区块级访问列表

就像 对共识层 (CL) 进行大修的 Beam Chain 提案 一样,Buterin 的提案是一个登月计划,它展望了以太坊的未来,与以太坊当前的开发路线图几乎没有关系。

此外,与 Beam Chain 一样,在以太坊核心协议中集成 RISC-V 的提案也存在争议,并且 缺乏共识,以太坊生态系统中的主要利益相关者之间。

在某些方面,Buterin 的提案 开发人员通过 EVM 对象格式 (EOF) 等升级改进 EVM 以供长期使用的努力相矛盾,该格式已获准包含在 Fusaka 中,Fusaka 是 Pectra 之后的下一个直接升级。

开发人员需要数年时间才能耗尽他们对执行层 (EL) 的短期改进列表,并且在这些年中,与扩展公共区块链相关的研究可能会发生重大变化。

想想看,就在不久前,不到两年前,ZKEVM 还被认为是扩展以太坊作为通用区块链的“ 圣杯”,而 Buterin 正在 撰写 关于在以太坊中嵌入 ZKEVM 的前进道路的文章。

尽管研究和开发方面的突破令人兴奋,但并非所有突破都会立即产生实际影响。用 RISC-V 替换 EVM 的提案是一项突破,它在某些方面简化了利用 ZK 技术扩展以太坊的研究,但它并没有推动协议实际采用 ZK 的准备工作。它不会以任何方式影响以太坊的开发路线图,至少目前不会。

价值影响

它也不会影响以太坊的价值主张。该提案不会改变协议的任何核心功能,这些功能会影响以太坊的用途或影响持有 ETH 作为资产的原因的任何价值增值机制。

Buterin 的提案旨在通过使用 ZK 技术使交易执行更快、更高效,从而帮助扩展以太坊,使其成为性能更高的 Layer-1 (L1) 区块链。

这是一项长期的性能改进,最终可能会也可能不会在以太坊上实施。

这是一个目标,当与其他具体和近期的目标结合使用时,例如 Fusaka 升级,该升级旨在将以太坊扩展为 Layer-2 (L2) Rollup 的数据可用性层,说明了以太坊研究人员和开发人员正在探索扩展以太坊的 L1 和 L2 生态系统的方法。

它除了这些之外几乎没有其他作用。但是,对于一种在 2024 年和 2025 年的大部分时间里一直陷入负面和看跌情绪中的资产来说,一点点就可以起到很大的作用。在撰写本文时,自 Buterin 的文章发表以来,ETH 上涨了超过 10%


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