Автор оригинала: jaehaerys.eth, криптоисследователь
Исходный текст переведен: Shenchao TechFlow
Резюме
Эфириум готовится к самому важному архитектурному переходу с момента своего рождения: замена EVM на RISC-V.
Причина проста — в будущем, основанном на нулевых знаниях (ZK), EVM стал узким местом производительности:
· Текущий zkEVM зависит от интерпретатора, что приводит к замедлению производительности в 50–800 раз;
· Предварительно скомпилированные модули усложняют протокол и увеличивают риски;
· Дизайн стека на 256 бит имеет очень низкую эффективность при генерации доказательств.
Решение RISC-V:
· Минималистичный дизайн (около 47 базовых команд) + зрелая экосистема LLVM (поддержка языков Rust, C++, Go и др.)；
· Стал фактическим стандартом zkVM (90% проектов используют);
· Имеет официальную спецификацию SAIL (в отличие от расплывчатой жёлтой книги) → обеспечивает строгую проверку;
· Путь доказательства железа (ASIC/FPGAs) находится в тестировании (SP1, Nervos, Cartesi и др.).
Процесс миграции делится на три этапа:
· Замените RISC-V на предварительно скомпилированный модуль (тестирование с низким уровнем риска);
· Эпоха двойных виртуальных машин: EVM и RISC-V сосуществуют и полностью взаимодействуют;
· Переосуществление EVM в RISC-V (стратегия Rosetta).
Влияние экосистемы:
· Оптимистичные Rollup (такие как Arbitrum и Optimism) должны восстановить механизм доказательства мошенничества;
· Нулевые знания Rollup (такие как Polygon, zkSync, Scroll) получат огромное преимущество → дешевле, быстрее, проще;
· Разработчики могут напрямую использовать языковые библиотеки, такие как Rust, Go и Python, на уровне L1;
· Пользователи получат примерно в 100 раз более низкие затраты на доказательства → к Gigagas L1 (примерно 10 000 TPS).
В конечном итоге, Эфириум эволюционирует из «виртуальной машины смарт-контрактов» в минималистичный, проверяемый уровень доверия для интернета, его конечная цель — «сделать так, чтобы все было ZK-Snark».
Перекресток Эфириума
Виталик Бутерин сказал: «Конечная цель включает в себя... сделать всё ZK-Snark.»
Конечный результат нулевого знания (ZK) неизбежен, и его основная идея очень проста: Ethereum начинает с нуля и заново строит себя на основе нулевых доказательств. Это знаменует собой техническую конечную точку протокола — путем реконструкции L1 достигается его окончательная форма, поддерживаемая высокопроизводительным zkVM от основной команды разработчиков (например, Succinct).
С этой целью видения Ethereum находится на самом важном этапе архитектурной трансформации с момента своего рождения. Это обсуждение больше не касается поэтапного обновления, а представляет собой полную реконструкцию его вычислительного ядра — замену виртуальной машины Ethereum (EVM). Эта инициатива является основой более широкого видения «Упрощенного Ethereum».
Видение Lean Ethereum направлено на систематическое упрощение всего протокола, разделив его на три ключевых модуля: Lean Consensus, Lean Data и Lean Execution. А в ключевом вопросе упрощенного выполнения самым важным моментом является: стал ли EVM, будучи двигателем революции смарт-контрактов, основным узким местом в будущем развитии Ethereum?
Как сказал Джастин Дрейк из Фонда Ethereum, долгосрочной целью Ethereum всегда было «превратить все в Snark» (Snarkify everything), что является мощным инструментом для улучшения всех уровней протокола. Однако на протяжении долгого времени эта цель была скорее «недостижимым планом», поскольку для ее реализации требуется концепция «реального времени доказательства» (real-time proving). И теперь, с тем, что реальное время доказательства постепенно становится реальностью, теоретическая неэффективность EVM превратилась в актуальную проблему, требующую решения.
В данной статье будет подробно рассмотрен технический и стратегический анализ миграции Ethereum L1 на архитектуру команд RISC-V. Эта мера не только обещает освободить беспрецедентную масштабируемость, но и упростить структуру протокола, а также привести Ethereum в соответствие с будущим проверяемых вычислений.
Что именно изменилось?
Прежде чем обсудить «почему», сначала необходимо прояснить «что» именно меняется.
EVM (Эфириум виртуальная машина) является средой выполнения смарт-контрактов Эфириума и называется «мировым компьютером», который обрабатывает транзакции и обновляет состояние блокчейна. На протяжении многих лет его дизайн считается революционным, он заложил основу для появления децентрализованных финансов (DeFi) и экосистемы NFT. Однако эта специализированная архитектура, созданная почти десять лет назад, сегодня накопила значительный технический долг.
В отличие от этого, RISC-V не является продуктом, а открытым стандартом — бесплатным, универсальным «алфавитом» проектирования процессоров. Как подчеркнул Джереми Бруэстл на конференции Ethproofs, его ключевые принципы делают его отличным выбором для этой роли:
· Минимализм: базовый набор инструкций RISC-V чрезвычайно прост, он содержит всего около 40-47 инструкций. Как сказал Джереми, это делает его «почти идеальным для случаев использования нашего суперминималистичного универсального устройства».
· Модульный дизайн: более сложные функции добавляются через необязательные расширения. Эта особенность имеет решающее значение, поскольку она позволяет ядру оставаться простым, одновременно расширяя функциональность в зависимости от потребностей, не навязывая ненужную сложность основной протоколу.
· Открытая экосистема: RISC-V имеет обширную и зрелую поддержку инструментов, включая компилятор LLVM, что позволяет разработчикам использовать популярные языки программирования, такие как Rust, C++ и Go. Как упомянул Джастин Дрейк: «Инструментов вокруг компилятора очень много, а построить компилятор крайне сложно... поэтому ценность этих инструментальных цепочек компиляторов чрезвычайно высока». RISC-V позволяет Ethereum бесплатно унаследовать эти готовые инструменты.
Проблема накладных расходов интерпретатора
Причиной замены EVM не является какой-либо единичный недостаток, а совокупность нескольких фундаментальных ограничений, которые в будущем, сосредоточенном на нулевых знаниях, уже нельзя игнорировать. Эти ограничения включают в себя узкие места в производительности систем нулевых знаний, а также риски, связанные с нарастающей сложностью, накапливающейся внутри протокола.
Основным движущим фактором этого преобразования является врожденная неэффективность EVM в системах с нулевым раскрытием. Поскольку Ethereum постепенно переходит к модели верификации состояния L1 через ZK-доказательства, производительность доказателей становится крупнейшим узким местом.
Проблема заключается в текущем способе работы zkEVM. Они не предоставляют нулевое доказательство непосредственно EVM, а доказывают интерпретатор EVM, который сам по себе компилируется в RISC-V. Виталик Бутерин прямо указал на эту основную проблему:
«…если реализация zkVM заключается в компиляции выполнения EVM в код, который в конечном итоге становится кодом RISC-V, то почему бы не раскрыть базовый RISC-V непосредственно разработчикам смарт-контрактов? Это полностью устранило бы накладные расходы на внешний виртуальный машинный уровень.»
Этот дополнительный уровень объяснений приводит к огромным потерям производительности. Оценки показывают, что по сравнению с доказательством нативной программы этот уровень может привести к снижению производительности от 50 до 800 раз. После оптимизации других узких мест (например, перехода на алгоритм хеширования Poseidon) эта часть «исполнения блоков» по-прежнему будет занимать 80-90% всего времени доказательства, что делает EVM окончательным и самым трудным препятствием для масштабирования L1. Удаление этого уровня, по прогнозам Виталика, может увеличить эффективность выполнения в 100 раз.
ловушка технического долга
Чтобы компенсировать недостаточную производительность EVM в определенных криптографических операциях, Ethereum ввел предкомпилированные контракты — специализированные функции, закодированные непосредственно в протокол. Хотя это решение на тот момент казалось практичным, сегодня оно вызвало «плохую» ситуацию, как сказал Виталик Бутерин:
«Предварительная компиляция для нас катастрофична... она значительно увеличила объем доверенной кодовой базы Ethereum... и она уже несколько раз приводила к серьезным проблемам, почти вызывающим сбой консенсуса.»
Эта сложность потрясает. Виталик приводит пример, что обертка одного предварительно скомпилированного контракта (например, modexp) сложнее, чем весь интерпретатор RISC-V, а логика предварительной компиляции на самом деле еще более запутанная. Добавление новых предварительно скомпилированных контрактов требует медленного и политически спорного процесса жесткого форка, что серьезно затрудняет инновации приложений, требующих новых криптографических примитивов. В связи с этим Виталик пришел к четкому выводу:
«Я считаю, что мы должны прекратить добавлять любые новые предварительно скомпилированные контракты с сегодняшнего дня.»
Технический долг архитектуры Эфириума
Основной дизайн EVM отражает приоритеты прошлых времен, но он не соответствует современным вычислительным требованиям. EVM выбрала 256-битную архитектуру для обработки криптографических значений, но эта архитектура крайне неэффективна для 32-битных или 64-битных целых чисел, обычно используемых в смарт-контрактах. Эта неэффективность особенно дорого обходится в ZK-системах. Как объяснил Виталик:
«При использовании меньших чисел каждое число на самом деле не экономит никаких ресурсов, а сложность увеличивается в два-четыре раза.»
Кроме того, стековая архитектура EVM менее эффективна, чем архитектура регистров RISC-V и современных ЦП. Для выполнения одной и той же операции требуется больше инструкций, что также усложняет оптимизацию компилятора.
Эти проблемы — включая узкие места производительности ZK-доказательств, сложность предкомпиляций и устаревшие архитектурные решения — вместе создают убедительную и срочную причину: Ethereum должен выйти за рамки EVM и принять более подходящую для будущего технологическую архитектуру.
RISC-V чертеж: переосмысляя будущее Ethereum на более прочной основе
Преимущества RISC-V заключаются не только в недостатках EVM, но и в его внутренней мощи, основанной на философии дизайна. Его архитектура предоставляет надежную, простую и проверяемую основу, что делает его очень подходящим для высокорисковых сред, таких как Ethereum.
Почему открытые стандарты лучше, чем индивидуальный дизайн?
В отличие от кастомизированных архитектур наборов команд (ISA), которые требуют создания всей программной экосистемы с нуля, RISC-V является зрелым открытым стандартом, обладающим тремя ключевыми преимуществами:
Зрелая экосистема
Путем использования RISC-V, Эфириум может воспользоваться коллективным прогрессом в области компьютерных наук за десятилетия. Как объяснил Джастин Дрейк, это дает Эфириум возможность напрямую использовать инструменты мирового класса:
«Существует компонент инфраструктуры под названием LLVM, который представляет собой набор инструментов компилятора, позволяющий вам компилировать высокоуровневые языки программирования в одну из множества целевых платформ. Одной из поддерживаемых целевых платформ является RISC-V. Так что если вы поддерживаете RISC-V, вы автоматически поддерживаете все высокоуровневые языки, поддерживаемые LLVM.»
Это значительно снизило порог входа для разработчиков, знакомых с такими языками, как Rust, C++ и Go, позволяя миллионам из них легко начать работу.
Философия минимализма в дизайне Минимализм RISC-V является преднамеренной характеристикой, а не ограничением. Его базовый набор инструкций содержит всего около 47 инструкций, что позволяет ядру виртуальной машины оставаться чрезвычайно простым. Эта простота имеет значительное преимущество в безопасности, так как меньшая доверенная кодовая база легче поддается аудиту и формальной верификации.
Фактический стандарт в области нулевых знаний. Более того, экосистема zkVM уже сделала свой выбор. Как отметил Джастин Дрейк, из данных Ethproofs можно увидеть четкую тенденцию:
«RISC-V является ведущей архитектурой набора инструкций (ISA) для задней части zkVM.»
Из десяти zkVM, способных подтвердить блоки Ethereum, девять выбрали RISC-V в качестве целевой архитектуры. Это рыночное сближение посылает мощный сигнал: Ethereum, приняв RISC-V, не делает спекулятивные попытки, а согласуется со стандартом, который уже был проверен на практике и признан проектом, построенным на его нулевых знаниях в будущем.
Рожден для доверия, а не только для выполнения
Помимо обширной экосистемы, внутренняя архитектура RISC-V также особенно подходит для создания безопасных и проверяемых систем. Во-первых, RISC-V имеет формализованную, машиночитаемую спецификацию — SAIL. Это является огромным шагом вперед по сравнению со спецификацией EVM (которая в основном существует в текстовом формате в «Желтой книге»). «Желтая книга» имеет определенную неясность, в то время как спецификация SAIL предоставляет «золотой стандарт», который может поддерживать критические доказательства математической корректности, что жизненно важно для защиты высокоценного протокола. Как упомянул Алекс Хикс из Фонда Эфириума (EF) на конференции Ethproofs, это позволяет zkVM-цепям непосредственно «проверять с официальной спецификацией RISC-V». Во-вторых, RISC-V включает привилегированную архитектуру, которая является часто игнорируемой, но жизненно важной характеристикой безопасности. Она определяет различные уровни операций, в основном включая пользовательский режим (для ненадежных приложений, таких как смарт-контракты) и режим управления (для надежного «исполнительного ядра»). Диего из Cartesi подробно объяснил это:
«Операционная система должна защищать себя от влияния другого кода. Она должна изолировать выполнение различных программ друг от друга, и все эти механизмы являются частью стандарта RISC-V.»
В архитектуре RISC-V смарт-контракты, работающие в пользовательском режиме (User Mode), не могут напрямую получить доступ к состоянию блокчейна. Вместо этого они должны отправлять запрос через специальную команду ECALL (вызов среды) доверенному ядру, работающему в режиме супервайзера (Supervisor Mode). Эта механика строит безопасную границу, принудительно реализуемую аппаратным обеспечением, что делает её более надежной и легкой для проверки, чем модель EVM, полагающаяся исключительно на программную песочницу.
Видение Виталика
Этот переход задумывается как постепенный, многоступенчатый процесс, чтобы обеспечить стабильность системы и обратную совместимость. Как объяснил основатель Ethereum Виталик Бутерин, этот подход направлен на достижение "эволюционного" развития, а не на радикальные "революционные" изменения.
Первый шаг: предварительная компиляция замены
На начальном этапе используется самый консервативный подход, вводя ограниченные функции новой виртуальной машины (VM). Как предложил Виталик Бутерин: «Мы можем начать с ограниченных сценариев использования новой VM, например, заменить предварительно скомпилированные функции». Конкретно, это приостановит добавление новых предварительно скомпилированных функций EVM, заменив их реализацией необходимых функций через программы RISC-V, одобренные по белому списку. Этот подход позволяет новой VM пройти полевые испытания в основной сети в условиях низкого риска, одновременно действуя как посредник между двумя средами выполнения через клиент Ethereum.
Шаг второй: Сосуществование двух виртуальных машин
На следующем этапе «новая VM будет открыта для пользователей». Умные контракты могут указывать, является ли их байт-код EVM или RISC-V, с помощью меток. Ключевая особенность заключается в реализации бесшовной интероперабельности: «два типа контрактов могут вызывать друг друга». Эта функция будет реализована через системные вызовы (ECALL), что позволит двум виртуальным машинам работать в одной экосистеме.
Шаг третий: EVM как имитируемый контракт (стратегия «Rosetta»)
Конечной целью является упрощение протокола. На этом этапе «мы рассматриваем EVM как одну из реализаций новой виртуальной машины (VM)». Нормализованный EVM станет проверяемым по форме смарт-контрактом, работающим на родном RISC-V L1. Это не только гарантирует постоянную поддержку устаревших приложений, но и позволяет разработчикам клиентских приложений поддерживать лишь один упрощенный механизм выполнения, что значительно снижает сложность и затраты на обслуживание.
Рябь эффекта экосистемы
Переход от EVM к RISC-V — это не просто изменение основного протокола, он окажет глубокое влияние на всю экосистему Ethereum. Эта трансформация не только изменит опыт разработчиков, но и кардинально изменит конкурентную среду решений второго уровня, открывая новые экономические модели верификации.
Перепозиционирование Rollup: Сражение между Optimistic и ZK
Применение RISC-V на уровне L1 будет иметь совершенно различное влияние на два основных типа Rollup.
Оптимистичные роллапы (такие как Arbitrum, Optimism) сталкиваются с архитектурными проблемами. Их модель безопасности зависит от решения проблемных транзакций путем повторного выполнения их через L1 EVM для доказательства мошенничества. Если EVM L1 будет заменен, эта модель полностью рухнет. Эти проекты окажутся перед трудным выбором: либо провести масштабную инженерную переработку и разработать систему доказательства мошенничества для нового L1 VM, либо полностью отказаться от модели безопасности Ethereum.
В сравнении с этим, ZK Rollup получит огромные стратегические преимущества. Большинство ZK Rollup уже выбрали RISC-V в качестве своей внутренней архитектуры набора команд (ISA). L1, «говорящий на одном языке», позволит осуществить более тесную и эффективную интеграцию. Джастин Дрейк предложил будущую концепцию «родного Rollup»: L2 фактически станет специализированным экземпляром среды выполнения L1, используя встроенную VM L1 для бесшовного расчетов. Это выравнивание приведет к следующим изменениям:
· Упрощение технологического стека: команде L2 больше не нужно будет строить сложные мостовые механизмы между внутренней средой выполнения RISC-V и EVM.
· Инструменты и переиспользование кода: компиляторы, отладчики и инструменты формальной верификации, разработанные для L1 RISC-V среды, могут быть непосредственно использованы L2, что значительно снижает затраты на разработку.
· Экономические стимулы: сборы за газ L1 будут более точно отражать фактические затраты на верификацию ZK на основе RISC-V, что приведет к формированию более разумной экономической модели.
Новая эра для разработчиков и пользователей
Для разработчиков Ethereum это преобразование будет постепенным, а не разрушительным.
Для разработчиков они смогут получить доступ к более широкому и зрелому экосистеме разработки программного обеспечения. Как отметил Виталик Бутерин, разработчики «смогут писать контракты на Rust, при этом эти опции могут сосуществовать». В то же время он предсказал, что «Solidity и Vyper будут оставаться популярными в течение долгого времени благодаря их элегантному дизайну в логике смарт-контрактов». Использование основного языка программирования и его обширных библиотечных ресурсов через инструментальную цепочку LLVM станет революционным шагом. Виталик сравнил это с «NodeJS-опытом», где разработчики могут писать код на цепочке и вне цепочки на одном и том же языке, достигая интеграции в разработке.
Для пользователей эта трансформация в конечном итоге приведет к снижению затрат и повышению производительности сетевого опыта. Ожидается, что затраты на доказательства снизятся примерно в 100 раз, с нескольких долларов за транзакцию до нескольких центов или даже меньше. Это напрямую преобразуется в более низкие комиссии L1 и L2 за расчеты. Эта экономическая целесообразность откроет видение «Gigagas L1», цель которого - достичь производительности около 10 000 TPS, прокладывая путь для более сложных и более ценных приложений на цепочке в будущем.
Succinct Labs и SP1: строим доказательства будущего в настоящем.
Эфир готовится к прорыву. «Расширение L1, расширение блоков» является стратегической неотложной задачей внутри группы протоколов EF. Ожидается, что в течение следующих 6-12 месяцев будут достигнуты значительные улучшения производительности.
Команды, такие как Succinct Labs, уже на практике продемонстрировали теоретические преимущества RISC-V, и их работа стала убедительным примером для проверки этого предложения.
SP1, разработанный Succinct Labs, является высокопроизводительным, открытым zkVM на основе RISC-V, который проверяет целесообразность нового архитектурного подхода. SP1 использует философию «централизованной предкомпиляции» (precompile-centric), что прекрасно решает проблему криптографических узких мест в EVM. В отличие от традиционного подхода, который полагается на медленную, жестко закодированную предкомпиляцию, SP1 выгружает такие ресурсоемкие операции, как хеширование Keccak, в специально разработанные, вручную оптимизированные ZK-цепи и вызывает их через стандартные команды ECALL. Этот подход сочетает в себе производительность пользовательского оборудования и гибкость программного обеспечения, предоставляя разработчикам более эффективные и масштабируемые решения.
Фактическое влияние Succinct Labs уже проявилось. Их продукт OP Succinct использует SP1 для предоставления возможности нулевых знаний (ZK-ify) для Optimistic Rollups. Как объяснила соучредитель Succinct Ума Рой:
«Используя Rollup на OP Stack, больше не нужно ждать семь дней для завершения окончательного подтверждения и вывода средств... теперь подтверждение занимает всего час. Это значительно ускорение — просто отлично.»
Этот прорыв решает ключевую проблему всей экосистемы OP Stack. Кроме того, инфраструктура Succinct — Сеть Провайдеров Succinct — была разработана как децентрализованный рынок генерации доказательств, демонстрируя жизнеспособную экономическую модель для будущих проверяемых вычислений. Их работа является не просто доказательством концепции, но и реальным планом на будущее, как описано в данной статье.
Как Ethereum снижает риски
Одним из основных преимуществ RISC-V является то, что он делает Святой Грааль формальной верификации — достижение корректности системы с помощью математического доказательства — осуществимой целью. Спецификация EVM написана на естественном языке в Yellow Paper, что затрудняет формализацию. В то время как у RISC-V есть официальная, машинно-читаемая спецификация SAIL, которая предоставляет четкую «золотую ссылку» для его поведения.
Это проложило путь к более сильной безопасности. Как отметил Алекс Хикс из фонда Ethereum, в настоящее время ведется работа по «извлечению цепей zkVM RISC-V и официальных спецификаций RISC-V в Lean для формальной верификации». Это знаковый прогресс, который переносит доверие от подверженных ошибкам человеческих реализаций к проверяемым математическим доказательствам, открывая новые высоты для безопасности блокчейна.
Основные риски трансформации
Несмотря на множество преимуществ архитектуры RISC-V L1, она также принесла новые сложные вызовы.
Проблемы с измерением газа
Создание детерминированной и справедливой модели Gas для универсальной архитектуры команд (ISA) является неразрешимой задачей. Простые методы подсчета инструкций подвержены угрозам атак отказа в обслуживании. Например, злоумышленник может разработать программу, которая многократно вызывает промахи кэша, тем самым создавая высокие затраты на ресурсы при крайне низких расходах на Gas. Эта проблема ставит серьезные вызовы для стабильности сети и экономической модели.
Безопасность инструментальной цепочки и проблема «воспроизводимого построения»
Это самый важный и часто недооцененный риск в процессе трансформации. Модель безопасности переходит от зависимости от виртуальных машин на блокчейне к зависимости от компиляторов на блокчейне (таких как LLVM), которые имеют очень высокую сложность и известные уязвимости. Злоумышленники могут использовать уязвимости компиляторов, чтобы преобразовать на вид безвредный исходный код в вредоносный байт-код. Кроме того, обеспечить полное соответствие скомпилированных бинарных файлов на блокчейне и публичного исходного кода, то есть решить проблему «воспроизводимого построения», также крайне сложно. Небольшие различия в среде сборки могут привести к генерации различных бинарных файлов, что в свою очередь влияет на прозрачность и доверие. Эти проблемы представляют собой серьезное испытание для безопасности разработчиков и пользователей.
Стратегия смягчения
Дорога к прогрессу требует многоуровневой стратегии защиты.
этапное продвижение
Постепенный, многоэтапный план перехода является основной стратегией управления рисками. Сначала введя RISC-V в качестве предкомпилированной альтернативы, а затем запустив его в среде с двумя виртуальными машинами, сообщество может накапливать операционный опыт и строить уверенность в низкорискованной среде, избегая каких-либо необратимых изменений. Этот постепенный подход обеспечивает стабильную основу для технологической трансформации.
Полный аудит: фуззинг и формальная верификация
Хотя формальная верификация является конечной целью, она должна сочетаться с непрерывным и интенсивным тестированием. Как показал Валентин из Diligence Security на конференции Ethproofs, их инструмент для фузз-тестирования Argus уже обнаружил 11 ключевых уязвимостей целостности и корректности в ведущем zkVM. Это указывает на то, что даже в самых хорошо спроектированных системах могут существовать уязвимости, которые можно выявить только через строгие противостоящие тесты. Сочетание фузз-тестирования и формальной верификации обеспечивает более надежную защиту безопасности системы.
стандартизация
Для избежания фрагментации экосистемы сообществу необходимо единодушно принять единую, стандартизированную конфигурацию RISC-V. Это может быть комбинация RV64GC с совместимым с Linux ABI, поскольку эта комбинация имеет наибольшую поддержку в основных языках программирования и инструментах, что позволяет максимизировать преимущества новой экосистемы. Стандартизация не только повысит эффективность разработчиков, но и заложит прочный фундамент для долгосрочного развития экосистемы.
Проверяемое будущее Ethereum
Предложение заменить виртуальную машину Ethereum (EVM) на RISC-V является не просто постепенным обновлением, а коренной перестройкой исполнительного слоя Ethereum. Эта амбициозная визия направлена на решение глубинных узких мест масштабируемости, упрощение сложности протокола и согласование платформы с более широкой экосистемой общего вычисления. Несмотря на то, что этот переход сталкивается с огромными техническими и социальными вызовами, его долгосрочные стратегические выгоды достаточно значительны, чтобы оправдать этот смелый шаг.
Этот переход сосредоточен на ряде основных соотношений:
· Баланс между огромным приростом производительности, обеспечиваемым нативной архитектурой ZK, и настоятельной необходимостью обратной совместимости;
· Балансировка между преимуществами безопасности, которые предоставляет упрощенный протокол, и инерцией огромного сетевого эффекта EVM;
· Выбор между мощными возможностями универсальной экосистемы и рисками, связанными с зависимостью от сложных сторонних инструментов.
В конечном итоге, эта трансформация архитектуры станет ключевым моментом в реализации обязательства по «Бережному исполнению» (Lean Execution) и важной частью видения «Бережного Эфириума» (Lean Ethereum). Она преобразует L1 Эфириума из простой платформы для смарт-контрактов в эффективный и безопасный уровень расчетов и доступности данных, специально разработанный для поддержки обширной вселенной верифицируемых вычислений.
Как сказал Виталик Бутерин, «конечная цель заключается в том, чтобы обеспечить ZK-snark для всего.»
Проекты, такие как Ethproofs, предоставляют объективные данные и платформу для совместной работы для этой трансформации, в то время как команда Succinct Labs с помощью практического применения своего SP1 zkVM предлагает операционный план для этого будущего. Приняв RISC-V, Эфириум не только решает свои собственные проблемы с масштабируемостью, но и позиционирует себя как основой доверия следующего поколения интернета — управляемой третьим криптографическим примитивом SNARK, после хеширования и подписи.
Доказательство программного обеспечения мира, открывающее новую эпоху криптографии.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
Ethereum или ожидает крупнейшее обновление в истории: отключение EVM, замена на RISC-V
Исходное название: Прощай EVM, привет RISC-V
Автор оригинала: jaehaerys.eth, криптоисследователь
Исходный текст переведен: Shenchao TechFlow
Резюме
Эфириум готовится к самому важному архитектурному переходу с момента своего рождения: замена EVM на RISC-V.
Причина проста — в будущем, основанном на нулевых знаниях (ZK), EVM стал узким местом производительности:
· Текущий zkEVM зависит от интерпретатора, что приводит к замедлению производительности в 50–800 раз;
· Предварительно скомпилированные модули усложняют протокол и увеличивают риски;
· Дизайн стека на 256 бит имеет очень низкую эффективность при генерации доказательств.
Решение RISC-V:
· Минималистичный дизайн (около 47 базовых команд) + зрелая экосистема LLVM (поддержка языков Rust, C++, Go и др.)；
· Стал фактическим стандартом zkVM (90% проектов используют);
· Имеет официальную спецификацию SAIL (в отличие от расплывчатой жёлтой книги) → обеспечивает строгую проверку;
· Путь доказательства железа (ASIC/FPGAs) находится в тестировании (SP1, Nervos, Cartesi и др.).
Процесс миграции делится на три этапа:
· Замените RISC-V на предварительно скомпилированный модуль (тестирование с низким уровнем риска);
· Эпоха двойных виртуальных машин: EVM и RISC-V сосуществуют и полностью взаимодействуют;
· Переосуществление EVM в RISC-V (стратегия Rosetta).
Влияние экосистемы:
· Оптимистичные Rollup (такие как Arbitrum и Optimism) должны восстановить механизм доказательства мошенничества;
· Нулевые знания Rollup (такие как Polygon, zkSync, Scroll) получат огромное преимущество → дешевле, быстрее, проще;
· Разработчики могут напрямую использовать языковые библиотеки, такие как Rust, Go и Python, на уровне L1;
· Пользователи получат примерно в 100 раз более низкие затраты на доказательства → к Gigagas L1 (примерно 10 000 TPS).
В конечном итоге, Эфириум эволюционирует из «виртуальной машины смарт-контрактов» в минималистичный, проверяемый уровень доверия для интернета, его конечная цель — «сделать так, чтобы все было ZK-Snark».
Перекресток Эфириума
Виталик Бутерин сказал: «Конечная цель включает в себя... сделать всё ZK-Snark.»
Конечный результат нулевого знания (ZK) неизбежен, и его основная идея очень проста: Ethereum начинает с нуля и заново строит себя на основе нулевых доказательств. Это знаменует собой техническую конечную точку протокола — путем реконструкции L1 достигается его окончательная форма, поддерживаемая высокопроизводительным zkVM от основной команды разработчиков (например, Succinct).
С этой целью видения Ethereum находится на самом важном этапе архитектурной трансформации с момента своего рождения. Это обсуждение больше не касается поэтапного обновления, а представляет собой полную реконструкцию его вычислительного ядра — замену виртуальной машины Ethereum (EVM). Эта инициатива является основой более широкого видения «Упрощенного Ethereum».
Видение Lean Ethereum направлено на систематическое упрощение всего протокола, разделив его на три ключевых модуля: Lean Consensus, Lean Data и Lean Execution. А в ключевом вопросе упрощенного выполнения самым важным моментом является: стал ли EVM, будучи двигателем революции смарт-контрактов, основным узким местом в будущем развитии Ethereum?
Как сказал Джастин Дрейк из Фонда Ethereum, долгосрочной целью Ethereum всегда было «превратить все в Snark» (Snarkify everything), что является мощным инструментом для улучшения всех уровней протокола. Однако на протяжении долгого времени эта цель была скорее «недостижимым планом», поскольку для ее реализации требуется концепция «реального времени доказательства» (real-time proving). И теперь, с тем, что реальное время доказательства постепенно становится реальностью, теоретическая неэффективность EVM превратилась в актуальную проблему, требующую решения.
В данной статье будет подробно рассмотрен технический и стратегический анализ миграции Ethereum L1 на архитектуру команд RISC-V. Эта мера не только обещает освободить беспрецедентную масштабируемость, но и упростить структуру протокола, а также привести Ethereum в соответствие с будущим проверяемых вычислений.
Что именно изменилось?
Прежде чем обсудить «почему», сначала необходимо прояснить «что» именно меняется.
EVM (Эфириум виртуальная машина) является средой выполнения смарт-контрактов Эфириума и называется «мировым компьютером», который обрабатывает транзакции и обновляет состояние блокчейна. На протяжении многих лет его дизайн считается революционным, он заложил основу для появления децентрализованных финансов (DeFi) и экосистемы NFT. Однако эта специализированная архитектура, созданная почти десять лет назад, сегодня накопила значительный технический долг.
В отличие от этого, RISC-V не является продуктом, а открытым стандартом — бесплатным, универсальным «алфавитом» проектирования процессоров. Как подчеркнул Джереми Бруэстл на конференции Ethproofs, его ключевые принципы делают его отличным выбором для этой роли:
· Минимализм: базовый набор инструкций RISC-V чрезвычайно прост, он содержит всего около 40-47 инструкций. Как сказал Джереми, это делает его «почти идеальным для случаев использования нашего суперминималистичного универсального устройства».
· Модульный дизайн: более сложные функции добавляются через необязательные расширения. Эта особенность имеет решающее значение, поскольку она позволяет ядру оставаться простым, одновременно расширяя функциональность в зависимости от потребностей, не навязывая ненужную сложность основной протоколу.
· Открытая экосистема: RISC-V имеет обширную и зрелую поддержку инструментов, включая компилятор LLVM, что позволяет разработчикам использовать популярные языки программирования, такие как Rust, C++ и Go. Как упомянул Джастин Дрейк: «Инструментов вокруг компилятора очень много, а построить компилятор крайне сложно... поэтому ценность этих инструментальных цепочек компиляторов чрезвычайно высока». RISC-V позволяет Ethereum бесплатно унаследовать эти готовые инструменты.
Проблема накладных расходов интерпретатора
Причиной замены EVM не является какой-либо единичный недостаток, а совокупность нескольких фундаментальных ограничений, которые в будущем, сосредоточенном на нулевых знаниях, уже нельзя игнорировать. Эти ограничения включают в себя узкие места в производительности систем нулевых знаний, а также риски, связанные с нарастающей сложностью, накапливающейся внутри протокола.
Основным движущим фактором этого преобразования является врожденная неэффективность EVM в системах с нулевым раскрытием. Поскольку Ethereum постепенно переходит к модели верификации состояния L1 через ZK-доказательства, производительность доказателей становится крупнейшим узким местом.
Проблема заключается в текущем способе работы zkEVM. Они не предоставляют нулевое доказательство непосредственно EVM, а доказывают интерпретатор EVM, который сам по себе компилируется в RISC-V. Виталик Бутерин прямо указал на эту основную проблему:
«…если реализация zkVM заключается в компиляции выполнения EVM в код, который в конечном итоге становится кодом RISC-V, то почему бы не раскрыть базовый RISC-V непосредственно разработчикам смарт-контрактов? Это полностью устранило бы накладные расходы на внешний виртуальный машинный уровень.»
Этот дополнительный уровень объяснений приводит к огромным потерям производительности. Оценки показывают, что по сравнению с доказательством нативной программы этот уровень может привести к снижению производительности от 50 до 800 раз. После оптимизации других узких мест (например, перехода на алгоритм хеширования Poseidon) эта часть «исполнения блоков» по-прежнему будет занимать 80-90% всего времени доказательства, что делает EVM окончательным и самым трудным препятствием для масштабирования L1. Удаление этого уровня, по прогнозам Виталика, может увеличить эффективность выполнения в 100 раз.
ловушка технического долга
Чтобы компенсировать недостаточную производительность EVM в определенных криптографических операциях, Ethereum ввел предкомпилированные контракты — специализированные функции, закодированные непосредственно в протокол. Хотя это решение на тот момент казалось практичным, сегодня оно вызвало «плохую» ситуацию, как сказал Виталик Бутерин:
«Предварительная компиляция для нас катастрофична... она значительно увеличила объем доверенной кодовой базы Ethereum... и она уже несколько раз приводила к серьезным проблемам, почти вызывающим сбой консенсуса.»
Эта сложность потрясает. Виталик приводит пример, что обертка одного предварительно скомпилированного контракта (например, modexp) сложнее, чем весь интерпретатор RISC-V, а логика предварительной компиляции на самом деле еще более запутанная. Добавление новых предварительно скомпилированных контрактов требует медленного и политически спорного процесса жесткого форка, что серьезно затрудняет инновации приложений, требующих новых криптографических примитивов. В связи с этим Виталик пришел к четкому выводу:
«Я считаю, что мы должны прекратить добавлять любые новые предварительно скомпилированные контракты с сегодняшнего дня.»
Технический долг архитектуры Эфириума
Основной дизайн EVM отражает приоритеты прошлых времен, но он не соответствует современным вычислительным требованиям. EVM выбрала 256-битную архитектуру для обработки криптографических значений, но эта архитектура крайне неэффективна для 32-битных или 64-битных целых чисел, обычно используемых в смарт-контрактах. Эта неэффективность особенно дорого обходится в ZK-системах. Как объяснил Виталик:
«При использовании меньших чисел каждое число на самом деле не экономит никаких ресурсов, а сложность увеличивается в два-четыре раза.»
Кроме того, стековая архитектура EVM менее эффективна, чем архитектура регистров RISC-V и современных ЦП. Для выполнения одной и той же операции требуется больше инструкций, что также усложняет оптимизацию компилятора.
Эти проблемы — включая узкие места производительности ZK-доказательств, сложность предкомпиляций и устаревшие архитектурные решения — вместе создают убедительную и срочную причину: Ethereum должен выйти за рамки EVM и принять более подходящую для будущего технологическую архитектуру.
RISC-V чертеж: переосмысляя будущее Ethereum на более прочной основе
Преимущества RISC-V заключаются не только в недостатках EVM, но и в его внутренней мощи, основанной на философии дизайна. Его архитектура предоставляет надежную, простую и проверяемую основу, что делает его очень подходящим для высокорисковых сред, таких как Ethereum.
Почему открытые стандарты лучше, чем индивидуальный дизайн?
В отличие от кастомизированных архитектур наборов команд (ISA), которые требуют создания всей программной экосистемы с нуля, RISC-V является зрелым открытым стандартом, обладающим тремя ключевыми преимуществами:
Зрелая экосистема
Путем использования RISC-V, Эфириум может воспользоваться коллективным прогрессом в области компьютерных наук за десятилетия. Как объяснил Джастин Дрейк, это дает Эфириум возможность напрямую использовать инструменты мирового класса:
«Существует компонент инфраструктуры под названием LLVM, который представляет собой набор инструментов компилятора, позволяющий вам компилировать высокоуровневые языки программирования в одну из множества целевых платформ. Одной из поддерживаемых целевых платформ является RISC-V. Так что если вы поддерживаете RISC-V, вы автоматически поддерживаете все высокоуровневые языки, поддерживаемые LLVM.»
Это значительно снизило порог входа для разработчиков, знакомых с такими языками, как Rust, C++ и Go, позволяя миллионам из них легко начать работу.
Философия минимализма в дизайне Минимализм RISC-V является преднамеренной характеристикой, а не ограничением. Его базовый набор инструкций содержит всего около 47 инструкций, что позволяет ядру виртуальной машины оставаться чрезвычайно простым. Эта простота имеет значительное преимущество в безопасности, так как меньшая доверенная кодовая база легче поддается аудиту и формальной верификации.
Фактический стандарт в области нулевых знаний. Более того, экосистема zkVM уже сделала свой выбор. Как отметил Джастин Дрейк, из данных Ethproofs можно увидеть четкую тенденцию:
«RISC-V является ведущей архитектурой набора инструкций (ISA) для задней части zkVM.»
Из десяти zkVM, способных подтвердить блоки Ethereum, девять выбрали RISC-V в качестве целевой архитектуры. Это рыночное сближение посылает мощный сигнал: Ethereum, приняв RISC-V, не делает спекулятивные попытки, а согласуется со стандартом, который уже был проверен на практике и признан проектом, построенным на его нулевых знаниях в будущем.
Рожден для доверия, а не только для выполнения
Помимо обширной экосистемы, внутренняя архитектура RISC-V также особенно подходит для создания безопасных и проверяемых систем. Во-первых, RISC-V имеет формализованную, машиночитаемую спецификацию — SAIL. Это является огромным шагом вперед по сравнению со спецификацией EVM (которая в основном существует в текстовом формате в «Желтой книге»). «Желтая книга» имеет определенную неясность, в то время как спецификация SAIL предоставляет «золотой стандарт», который может поддерживать критические доказательства математической корректности, что жизненно важно для защиты высокоценного протокола. Как упомянул Алекс Хикс из Фонда Эфириума (EF) на конференции Ethproofs, это позволяет zkVM-цепям непосредственно «проверять с официальной спецификацией RISC-V». Во-вторых, RISC-V включает привилегированную архитектуру, которая является часто игнорируемой, но жизненно важной характеристикой безопасности. Она определяет различные уровни операций, в основном включая пользовательский режим (для ненадежных приложений, таких как смарт-контракты) и режим управления (для надежного «исполнительного ядра»). Диего из Cartesi подробно объяснил это:
«Операционная система должна защищать себя от влияния другого кода. Она должна изолировать выполнение различных программ друг от друга, и все эти механизмы являются частью стандарта RISC-V.»
В архитектуре RISC-V смарт-контракты, работающие в пользовательском режиме (User Mode), не могут напрямую получить доступ к состоянию блокчейна. Вместо этого они должны отправлять запрос через специальную команду ECALL (вызов среды) доверенному ядру, работающему в режиме супервайзера (Supervisor Mode). Эта механика строит безопасную границу, принудительно реализуемую аппаратным обеспечением, что делает её более надежной и легкой для проверки, чем модель EVM, полагающаяся исключительно на программную песочницу.
Видение Виталика
Этот переход задумывается как постепенный, многоступенчатый процесс, чтобы обеспечить стабильность системы и обратную совместимость. Как объяснил основатель Ethereum Виталик Бутерин, этот подход направлен на достижение "эволюционного" развития, а не на радикальные "революционные" изменения.
Первый шаг: предварительная компиляция замены
На начальном этапе используется самый консервативный подход, вводя ограниченные функции новой виртуальной машины (VM). Как предложил Виталик Бутерин: «Мы можем начать с ограниченных сценариев использования новой VM, например, заменить предварительно скомпилированные функции». Конкретно, это приостановит добавление новых предварительно скомпилированных функций EVM, заменив их реализацией необходимых функций через программы RISC-V, одобренные по белому списку. Этот подход позволяет новой VM пройти полевые испытания в основной сети в условиях низкого риска, одновременно действуя как посредник между двумя средами выполнения через клиент Ethereum.
Шаг второй: Сосуществование двух виртуальных машин
На следующем этапе «новая VM будет открыта для пользователей». Умные контракты могут указывать, является ли их байт-код EVM или RISC-V, с помощью меток. Ключевая особенность заключается в реализации бесшовной интероперабельности: «два типа контрактов могут вызывать друг друга». Эта функция будет реализована через системные вызовы (ECALL), что позволит двум виртуальным машинам работать в одной экосистеме.
Шаг третий: EVM как имитируемый контракт (стратегия «Rosetta»)
Конечной целью является упрощение протокола. На этом этапе «мы рассматриваем EVM как одну из реализаций новой виртуальной машины (VM)». Нормализованный EVM станет проверяемым по форме смарт-контрактом, работающим на родном RISC-V L1. Это не только гарантирует постоянную поддержку устаревших приложений, но и позволяет разработчикам клиентских приложений поддерживать лишь один упрощенный механизм выполнения, что значительно снижает сложность и затраты на обслуживание.
Рябь эффекта экосистемы
Переход от EVM к RISC-V — это не просто изменение основного протокола, он окажет глубокое влияние на всю экосистему Ethereum. Эта трансформация не только изменит опыт разработчиков, но и кардинально изменит конкурентную среду решений второго уровня, открывая новые экономические модели верификации.
Перепозиционирование Rollup: Сражение между Optimistic и ZK
Применение RISC-V на уровне L1 будет иметь совершенно различное влияние на два основных типа Rollup.
Оптимистичные роллапы (такие как Arbitrum, Optimism) сталкиваются с архитектурными проблемами. Их модель безопасности зависит от решения проблемных транзакций путем повторного выполнения их через L1 EVM для доказательства мошенничества. Если EVM L1 будет заменен, эта модель полностью рухнет. Эти проекты окажутся перед трудным выбором: либо провести масштабную инженерную переработку и разработать систему доказательства мошенничества для нового L1 VM, либо полностью отказаться от модели безопасности Ethereum.
В сравнении с этим, ZK Rollup получит огромные стратегические преимущества. Большинство ZK Rollup уже выбрали RISC-V в качестве своей внутренней архитектуры набора команд (ISA). L1, «говорящий на одном языке», позволит осуществить более тесную и эффективную интеграцию. Джастин Дрейк предложил будущую концепцию «родного Rollup»: L2 фактически станет специализированным экземпляром среды выполнения L1, используя встроенную VM L1 для бесшовного расчетов. Это выравнивание приведет к следующим изменениям:
· Упрощение технологического стека: команде L2 больше не нужно будет строить сложные мостовые механизмы между внутренней средой выполнения RISC-V и EVM.
· Инструменты и переиспользование кода: компиляторы, отладчики и инструменты формальной верификации, разработанные для L1 RISC-V среды, могут быть непосредственно использованы L2, что значительно снижает затраты на разработку.
· Экономические стимулы: сборы за газ L1 будут более точно отражать фактические затраты на верификацию ZK на основе RISC-V, что приведет к формированию более разумной экономической модели.
Новая эра для разработчиков и пользователей
Для разработчиков Ethereum это преобразование будет постепенным, а не разрушительным.
Для разработчиков они смогут получить доступ к более широкому и зрелому экосистеме разработки программного обеспечения. Как отметил Виталик Бутерин, разработчики «смогут писать контракты на Rust, при этом эти опции могут сосуществовать». В то же время он предсказал, что «Solidity и Vyper будут оставаться популярными в течение долгого времени благодаря их элегантному дизайну в логике смарт-контрактов». Использование основного языка программирования и его обширных библиотечных ресурсов через инструментальную цепочку LLVM станет революционным шагом. Виталик сравнил это с «NodeJS-опытом», где разработчики могут писать код на цепочке и вне цепочки на одном и том же языке, достигая интеграции в разработке.
Для пользователей эта трансформация в конечном итоге приведет к снижению затрат и повышению производительности сетевого опыта. Ожидается, что затраты на доказательства снизятся примерно в 100 раз, с нескольких долларов за транзакцию до нескольких центов или даже меньше. Это напрямую преобразуется в более низкие комиссии L1 и L2 за расчеты. Эта экономическая целесообразность откроет видение «Gigagas L1», цель которого - достичь производительности около 10 000 TPS, прокладывая путь для более сложных и более ценных приложений на цепочке в будущем.
Succinct Labs и SP1: строим доказательства будущего в настоящем.
Эфир готовится к прорыву. «Расширение L1, расширение блоков» является стратегической неотложной задачей внутри группы протоколов EF. Ожидается, что в течение следующих 6-12 месяцев будут достигнуты значительные улучшения производительности.
Команды, такие как Succinct Labs, уже на практике продемонстрировали теоретические преимущества RISC-V, и их работа стала убедительным примером для проверки этого предложения.
SP1, разработанный Succinct Labs, является высокопроизводительным, открытым zkVM на основе RISC-V, который проверяет целесообразность нового архитектурного подхода. SP1 использует философию «централизованной предкомпиляции» (precompile-centric), что прекрасно решает проблему криптографических узких мест в EVM. В отличие от традиционного подхода, который полагается на медленную, жестко закодированную предкомпиляцию, SP1 выгружает такие ресурсоемкие операции, как хеширование Keccak, в специально разработанные, вручную оптимизированные ZK-цепи и вызывает их через стандартные команды ECALL. Этот подход сочетает в себе производительность пользовательского оборудования и гибкость программного обеспечения, предоставляя разработчикам более эффективные и масштабируемые решения.
Фактическое влияние Succinct Labs уже проявилось. Их продукт OP Succinct использует SP1 для предоставления возможности нулевых знаний (ZK-ify) для Optimistic Rollups. Как объяснила соучредитель Succinct Ума Рой:
«Используя Rollup на OP Stack, больше не нужно ждать семь дней для завершения окончательного подтверждения и вывода средств... теперь подтверждение занимает всего час. Это значительно ускорение — просто отлично.»
Этот прорыв решает ключевую проблему всей экосистемы OP Stack. Кроме того, инфраструктура Succinct — Сеть Провайдеров Succinct — была разработана как децентрализованный рынок генерации доказательств, демонстрируя жизнеспособную экономическую модель для будущих проверяемых вычислений. Их работа является не просто доказательством концепции, но и реальным планом на будущее, как описано в данной статье.
Как Ethereum снижает риски
Одним из основных преимуществ RISC-V является то, что он делает Святой Грааль формальной верификации — достижение корректности системы с помощью математического доказательства — осуществимой целью. Спецификация EVM написана на естественном языке в Yellow Paper, что затрудняет формализацию. В то время как у RISC-V есть официальная, машинно-читаемая спецификация SAIL, которая предоставляет четкую «золотую ссылку» для его поведения.
Это проложило путь к более сильной безопасности. Как отметил Алекс Хикс из фонда Ethereum, в настоящее время ведется работа по «извлечению цепей zkVM RISC-V и официальных спецификаций RISC-V в Lean для формальной верификации». Это знаковый прогресс, который переносит доверие от подверженных ошибкам человеческих реализаций к проверяемым математическим доказательствам, открывая новые высоты для безопасности блокчейна.
Основные риски трансформации
Несмотря на множество преимуществ архитектуры RISC-V L1, она также принесла новые сложные вызовы.
Проблемы с измерением газа
Создание детерминированной и справедливой модели Gas для универсальной архитектуры команд (ISA) является неразрешимой задачей. Простые методы подсчета инструкций подвержены угрозам атак отказа в обслуживании. Например, злоумышленник может разработать программу, которая многократно вызывает промахи кэша, тем самым создавая высокие затраты на ресурсы при крайне низких расходах на Gas. Эта проблема ставит серьезные вызовы для стабильности сети и экономической модели.
Безопасность инструментальной цепочки и проблема «воспроизводимого построения»
Это самый важный и часто недооцененный риск в процессе трансформации. Модель безопасности переходит от зависимости от виртуальных машин на блокчейне к зависимости от компиляторов на блокчейне (таких как LLVM), которые имеют очень высокую сложность и известные уязвимости. Злоумышленники могут использовать уязвимости компиляторов, чтобы преобразовать на вид безвредный исходный код в вредоносный байт-код. Кроме того, обеспечить полное соответствие скомпилированных бинарных файлов на блокчейне и публичного исходного кода, то есть решить проблему «воспроизводимого построения», также крайне сложно. Небольшие различия в среде сборки могут привести к генерации различных бинарных файлов, что в свою очередь влияет на прозрачность и доверие. Эти проблемы представляют собой серьезное испытание для безопасности разработчиков и пользователей.
Стратегия смягчения
Дорога к прогрессу требует многоуровневой стратегии защиты.
этапное продвижение
Постепенный, многоэтапный план перехода является основной стратегией управления рисками. Сначала введя RISC-V в качестве предкомпилированной альтернативы, а затем запустив его в среде с двумя виртуальными машинами, сообщество может накапливать операционный опыт и строить уверенность в низкорискованной среде, избегая каких-либо необратимых изменений. Этот постепенный подход обеспечивает стабильную основу для технологической трансформации.
Полный аудит: фуззинг и формальная верификация
Хотя формальная верификация является конечной целью, она должна сочетаться с непрерывным и интенсивным тестированием. Как показал Валентин из Diligence Security на конференции Ethproofs, их инструмент для фузз-тестирования Argus уже обнаружил 11 ключевых уязвимостей целостности и корректности в ведущем zkVM. Это указывает на то, что даже в самых хорошо спроектированных системах могут существовать уязвимости, которые можно выявить только через строгие противостоящие тесты. Сочетание фузз-тестирования и формальной верификации обеспечивает более надежную защиту безопасности системы.
стандартизация
Для избежания фрагментации экосистемы сообществу необходимо единодушно принять единую, стандартизированную конфигурацию RISC-V. Это может быть комбинация RV64GC с совместимым с Linux ABI, поскольку эта комбинация имеет наибольшую поддержку в основных языках программирования и инструментах, что позволяет максимизировать преимущества новой экосистемы. Стандартизация не только повысит эффективность разработчиков, но и заложит прочный фундамент для долгосрочного развития экосистемы.
Проверяемое будущее Ethereum
Предложение заменить виртуальную машину Ethereum (EVM) на RISC-V является не просто постепенным обновлением, а коренной перестройкой исполнительного слоя Ethereum. Эта амбициозная визия направлена на решение глубинных узких мест масштабируемости, упрощение сложности протокола и согласование платформы с более широкой экосистемой общего вычисления. Несмотря на то, что этот переход сталкивается с огромными техническими и социальными вызовами, его долгосрочные стратегические выгоды достаточно значительны, чтобы оправдать этот смелый шаг.
Этот переход сосредоточен на ряде основных соотношений:
· Баланс между огромным приростом производительности, обеспечиваемым нативной архитектурой ZK, и настоятельной необходимостью обратной совместимости;
· Балансировка между преимуществами безопасности, которые предоставляет упрощенный протокол, и инерцией огромного сетевого эффекта EVM;
· Выбор между мощными возможностями универсальной экосистемы и рисками, связанными с зависимостью от сложных сторонних инструментов.
В конечном итоге, эта трансформация архитектуры станет ключевым моментом в реализации обязательства по «Бережному исполнению» (Lean Execution) и важной частью видения «Бережного Эфириума» (Lean Ethereum). Она преобразует L1 Эфириума из простой платформы для смарт-контрактов в эффективный и безопасный уровень расчетов и доступности данных, специально разработанный для поддержки обширной вселенной верифицируемых вычислений.
Как сказал Виталик Бутерин, «конечная цель заключается в том, чтобы обеспечить ZK-snark для всего.»
Проекты, такие как Ethproofs, предоставляют объективные данные и платформу для совместной работы для этой трансформации, в то время как команда Succinct Labs с помощью практического применения своего SP1 zkVM предлагает операционный план для этого будущего. Приняв RISC-V, Эфириум не только решает свои собственные проблемы с масштабируемостью, но и позиционирует себя как основой доверия следующего поколения интернета — управляемой третьим криптографическим примитивом SNARK, после хеширования и подписи.
Доказательство программного обеспечения мира, открывающее новую эпоху криптографии.