Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã đưa ra một đề xuất lâu dài trong cộng đồng Ethereum Magicians: thay thế máy ảo thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain của lớp đồng thuận, cho rằng đây là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được bước đột phá về hiệu suất của lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt trong lĩnh vực hiệu suất của chứng minh không kiến thức (ZK Proof), Vitalik dự đoán rằng việc thay thế EVM có thể mang lại tối đa 100 lần tối ưu hóa. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề tắc nghẽn hiện tại của Ethereum liên quan đến hiệu suất chứng minh ZK, độ phức tạp trong xây dựng khối và khả năng sẵn có của dữ liệu.
Bài viết này sẽ sử dụng ngôn ngữ đơn giản để phân tích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất này, khám phá ảnh hưởng của nó đến lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như các nỗ lực tương tự.
Một, giới hạn hiện tại của EVM và ưu điểm của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc cũ: 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.
Nút thắt của chứng minh ZK: Như đã nêu trong Succinct, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực thi EVM chính nó, hạn chế hiệu quả chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định hỗn loạn, chẳng hạn 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.
Ưu điểm của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là một tập lệnh tinh giản thực sự của CPU, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng.
Tối ưu hóa ZK: Việc tạo ra 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 đã trưởng thành: hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm bớt rào cản phát triển và mở rộng hệ sinh thái.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có các 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 làm kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu quả 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:
Song VM đồng tồn (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong thời gian chuyển tiếp.
Giải pháp trình phiên dịch trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả các hợp đồng EVM sẽ được thực thi bằng cách giải thích hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin của trình giải thích (thỏa hiệp): xem trình giải thích như một yếu tố giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu suất ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu hóa.
Cần tái cấu trúc định giá Gas: 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: giới hạn các cuộc gọi hệ thống, ngăn ngừa tự sửa đổi mã, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: Cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm tra bảo mật, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích khi di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào các đặc tính EVM, cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế quay lại khi di chuyển.
Vitalik thiên 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 thấy được nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L2, phân mảnh dữ liệu không?
Câu trả lời là không: RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện có.
Lớp 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L1 và hiệu suất xác minh ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp lưu lượng.
Lớp 1 xác minh 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：
Nút thắt về khả năng sử dụng dữ liệu vẫn cần EIP-4844 (blob) và Danksharding giải quyết, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi yêu cầu lưu trữ dữ liệu của L1.
FaaS, MEV：
Không phụ thuộc vào kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự tiến triển của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay đổi động cơ", L2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai khía cạnh khác nhau, song song mà không mâu thuẫn.
Bốn, phản hồi cộng đồng và các thử nghiệm liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Người ủng hộ: 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 trong việc thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ về tỷ lệ đầu tư và thu hồi tài nguyên.
Tham khảo dự án tương tự:
Move VM（Aptos/Sui）：VM hướng tài nguyên hoàn toàn mới, an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, đi kèm với ngôn ngữ Sway, khả năng tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Đưa WASM vào L2 như một ngôn ngữ hợp đồng, hiện đã được triển khai trên Arbitrum, có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Việc sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trong mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik cho rằng việc đưa ra RISC-V không có nghĩa là từ chối các lựa chọn khác, ông tin rằng cơ chế giải thích trong tương lai cũng có thể được sử dụng để tích hợp các VM như Move, WASM, xây dựng một hệ sinh thái thực thi đa dạng.
V. Triển vọng tác động 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 biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng bằng ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải chuyển đổi.
Chi phí vận hành và hiệu suất：
Việc nâng cao hiệu suất thực thi 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 được biên dịch trước, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích và phát triển sinh thái:
Trong thời gian đồng tồn tại của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới sẽ dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể gây ra sự biến động về khả năng tương thích giữa các chuỗi (như vấn đề giữ hay bỏ BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Cấu trúc mới cần được kiểm tra rộng rãi và xác minh định hình để 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 đã đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, điều này thể hiện 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 hàng năm, cần vượt qua nhiều thách thức về công nghệ, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là việc lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng và chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự gia tăng về quy mô, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường khả thi duy nhất."
Chúng ta có thể xem đây như một cuộc đặt cược cho tương lai, cũng là 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.
V thần đề xuất cấp tiến: Thay thế EVM Ethereum bằng RISC-V, ZK có phải là giải pháp cuối cùng cho mở rộng?
Tác giả | GaryMa Wu nói về Blockchain
Giới thiệu
Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã đưa ra một đề xuất lâu dài trong cộng đồng Ethereum Magicians: thay thế máy ảo thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain của lớp đồng thuận, cho rằng đây là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được bước đột phá về hiệu suất của lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt trong lĩnh vực hiệu suất của chứng minh không kiến thức (ZK Proof), Vitalik dự đoán rằng việc thay thế EVM có thể mang lại tối đa 100 lần tối ưu hóa. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề tắc nghẽn hiện tại của Ethereum liên quan đến hiệu suất chứng minh ZK, độ phức tạp trong xây dựng khối và khả năng sẵn có của dữ liệu.
Bài viết này sẽ sử dụng ngôn ngữ đơn giản để phân tích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất này, khám phá ảnh hưởng của nó đến lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như các nỗ lực tương tự.
Một, giới hạn hiện tại của EVM và ưu điểm của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc cũ: 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.
Nút thắt của chứng minh ZK: Như đã nêu trong Succinct, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực thi EVM chính nó, hạn chế hiệu quả chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định hỗn loạn, chẳng hạn 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.
Ưu điểm của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là một tập lệnh tinh giản thực sự của CPU, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng.
Tối ưu hóa ZK: Việc tạo ra 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 đã trưởng thành: hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm bớt rào cản phát triển và mở rộng hệ sinh thái.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có các 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 làm kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu quả 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:
Song VM đồng tồn (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong thời gian chuyển tiếp.
Giải pháp trình phiên dịch trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả các hợp đồng EVM sẽ được thực thi bằng cách giải thích hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin của trình giải thích (thỏa hiệp): xem trình giải thích như một yếu tố giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu suất ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu hóa.
Cần tái cấu trúc định giá Gas: 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: giới hạn các cuộc gọi hệ thống, ngăn ngừa tự sửa đổi mã, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: Cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm tra bảo mật, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích khi di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào các đặc tính EVM, cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế quay lại khi di chuyển.
Vitalik thiên 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 thấy được nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L2, phân mảnh dữ liệu không?
Câu trả lời là không: RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện có.
Lớp 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L1 và hiệu suất xác minh ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp lưu lượng.
Lớp 1 xác minh 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：
Nút thắt về khả năng sử dụng dữ liệu vẫn cần EIP-4844 (blob) và Danksharding giải quyết, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi yêu cầu lưu trữ dữ liệu của L1.
FaaS, MEV：
Không phụ thuộc vào kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự tiến triển của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay đổi động cơ", L2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai khía cạnh khác nhau, song song mà không mâu thuẫn.
Bốn, phản hồi cộng đồng và các thử nghiệm liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Người ủng hộ: 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 trong việc thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ về tỷ lệ đầu tư và thu hồi tài nguyên.
Tham khảo dự án tương tự:
Move VM（Aptos/Sui）：VM hướng tài nguyên hoàn toàn mới, an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, đi kèm với ngôn ngữ Sway, khả năng tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Đưa WASM vào L2 như một ngôn ngữ hợp đồng, hiện đã được triển khai trên Arbitrum, có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Việc sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trong mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik cho rằng việc đưa ra RISC-V không có nghĩa là từ chối các lựa chọn khác, ông tin rằng cơ chế giải thích trong tương lai cũng có thể được sử dụng để tích hợp các VM như Move, WASM, xây dựng một hệ sinh thái thực thi đa dạng.
V. Triển vọng tác động 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 biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng bằng ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải chuyển đổi.
Chi phí vận hành và hiệu suất：
Việc nâng cao hiệu suất thực thi 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 được biên dịch trước, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích và phát triển sinh thái:
Trong thời gian đồng tồn tại của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới sẽ dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể gây ra sự biến động về khả năng tương thích giữa các chuỗi (như vấn đề giữ hay bỏ BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Cấu trúc mới cần được kiểm tra rộng rãi và xác minh định hình để 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 đã đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, điều này thể hiện 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 hàng năm, cần vượt qua nhiều thách thức về công nghệ, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là việc lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng và chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự gia tăng về quy mô, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường khả thi duy nhất."
Chúng ta có thể xem đây như một cuộc đặt cược cho tương lai, cũng là một cuộc khám phá sâu sắc về việc "liệu nền tảng có đáng để tái cấu trúc hay không".
Tham khảo nguồn: