RISC-V قد تصبح بديلاً مستقبلياً لآلة الإيثريوم الافتراضية

في الآونة الأخيرة، اقترح أحد مؤسسي إثيريوم اقتراحًا طويل الأمد يقضي باستبدال الآلة الافتراضية التنفيذية الحالية (EVM) بنموذج التعليمات مفتوح المصدر RISC-V. وقد تم تشبيه هذا التصور بسلسلة Beam في طبقة الإجماع، ويعتبر المسار الوحيد المحتمل لتحقيق اختراق في أداء الطبقة التنفيذية وتبسيط منطق البروتوكول. خاصة في كفاءة إثبات المعرفة الصفرية (ZK Proof)، من المتوقع أنه من خلال استبدال EVM، يمكن تحقيق تحسينات تصل إلى 100 مرة. يهدف الاقتراح إلى معالجة المشاكل الحالية التي تواجه إثيريوم في كفاءة إثبات ZK، وتعقيد بناء الكتل، وتوافر البيانات.

قيود EVM الحالية ومزايا RISC-V

مشكلة آلة الإيثريوم الافتراضية:

1. بنية قديمة: تستخدم EVM هيكل مكدس بطول 256 بت، غير متوافق مع وحدات المعالجة المركزية الحديثة، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة عند تنفيذ ZK-EVM.
2. عنق زجاجة إثبات ZK: يتم استخدام حوالي نصف الموارد لتنفيذ آلة الإيثريوم الافتراضية نفسها، مما يحد من كفاءة إثبات ZK.
3. ضعف الصيانة: تراكم الوظائف المعقدة على مر السنين، واللوائح الفوضوية، ومن الصعب إلغاء بعض الوظائف.
4. تطوير محدود: قيود مجموعة التعليمات غير القياسية تحد من الدعم متعدد اللغات، مما يجعل من الصعب تجميع اللغات الرئيسية بكفاءة إلى بايت كود EVM.

مزايا RISC-V:

1. أداء عالي الكفاءة: RISC-V هو مجموعة تعليمات مبسطة لوحدة المعالجة المركزية الحقيقية، صديقة للأجهزة، يمكن استخدامها في تحسين JIT وحتى تسريع الأجهزة.
2. تحسين ZK: يتم إنشاء الدائرة مباشرةً لأوامر RISC-V في إثبات ZK، وهو أسهل من إثبات عمليات EVM.
3. نضوج سلسلة الأدوات: تدعم لغات رئيسية مثل Rust / C / C++، مما يقلل من حواجز الدخول ويوسع النظام البيئي.
4. المعايير العامة: تم اعتمادها من قبل بعض مشاريع البلوكشين، وتوجد حالات نجاح.

أشار أحد مؤسسي إثيريوم إلى أنه بدلاً من تجميع EVM إلى RISC-V في ZK-EVM، من الأفضل استخدام RISC-V كهيكل لتنفيذ العقود، مما يعزز بشكل أساسي كفاءة التنفيذ وإمكانات التوسع.

استبدال المسارات والتحديات

ثلاث حلول للاستبدال:

1. وجود VM مزدوج (الأكثر تحفظًا): تعمل EVM و RISC-V بالتوازي، يمكن للعقود الجديدة اختيار RISC-V، لضمان التوافق خلال فترة الانتقال.
2. خطة المفسر على السلسلة (راديكالية): يتم تنفيذ جميع عقود EVM بواسطة عقود RISC-V على السلسلة.
3. آلية مكون الإضافات للمفسر (حل وسط): يتم اعتبار المفسر كعنصر بروتوكولي، مما يسمح بإدراج آلات افتراضية أخرى في المستقبل.

التحديات التقنية التي تواجه التنفيذ:

1. مخاطر خسارة أداء التنفيذ: يجب على RISC-V محاكاة التنفيذ على شرائح x86، وقد تكون الكفاءة في البداية أقل من EVM المحسن.
2. يجب إعادة بناء تسعير الغاز: يجب تحديد نموذج غاز جديد لتعليمات RISC-V، لضمان العدالة والأمان.
3. تصميم صندوق الأمان: تقييد استدعاءات النظام، منع تعديل الشيفرة الذاتية، ضمان تنفيذ محدد.
4. تكيف أدوات التطوير: تحتاج إلى تحديث المترجم، وأدوات التصحيح، وأدوات تدقيق الأمان، لدعم بايت كود RISC-V.
5. مشاكل التوافق في النقل: بعض العقود تعتمد على ميزات EVM، لذلك يجب تصميم طبقة التوافق أو آلية الرجوع بعناية أثناء النقل.

يميل مؤسس إثيريوم المشارك إلى الخيار الأول كمسار انتقال، ويعد بأن العقود القديمة والجديدة ستظل متداخلة، مما يضمن تجربة مطورين ثابتة وترقية غير ملحوظة للمستخدمين.

تأثير على مسارات التوسع الحالية

RISC-V هو تحسين البنية التحتية، لن يحل محل مسار التوسع الحالي.

الطبقة 2:

• Rollup لا يزال القوة الرئيسية في توسيع إثيريوم، حيث أن RISC-V يزيد من كفاءة معالجة L1 وأداء تحقق ZK، وليس توسيع السعة بشكل مباشر.
• يمكن أن تساعد عملية التحقق الأسرع من L1 في تقليل تكلفة Rollup وتسريع تقديم البيانات، مما يزيد من قابلية التوسع العامة.

تقسيم البيانات و EIP-4844:

• لا تزال عنق زجاجة توفر البيانات بحاجة إلى حل EIP-4844 (blob) و Danksharding، ولا يؤثر RISC-V على سعة البيانات على السلسلة.
• تغيير بنية التنفيذ لا يغير من متطلبات تخزين البيانات لـ L1.

FaaS 、 MEV:

• غير مرتبط بهيكل الآلة الافتراضية، ولن يفشل بسبب تقدم RISC-V.

ملخص: RISC-V هو "محرك التبديل"، L2/التجزئة هو "شبكة التوسيع"، البعدين مختلفين ومتوازيين دون تعارض.

ملاحظات المجتمع والمحاولات ذات الصلة

انقسام المجتمع:

• المؤيدون: يرون أن هذه ترقية استراتيجية ضرورية للتعامل مع تحديات سلاسل الكتل عالية الأداء الأخرى، مما يساعد على جذب المطورين التقليديين.
• المحافظون: قلقون من صعوبة التنفيذ، الأعباء التاريخية، وتكاليف تحديث أدوات النظام البيئي، ويتساءلون عن نسبة العائد على الموارد المستثمرة.

مشاريع مماثلة مرجعية:

• نقل VM: VM جديد موجه نحو الموارد، مع أمان لغوي قوي، لكنه غير متوافق مع EVM.
• FuelVM: آلة افتراضية جديدة مصممة للمعالجة المتوازية، مع لغة Sway، قابلية التوافق محدودة.
• WASM (Stylus): إدخال WASM كلغة عقود في L2، وقد تم تنفيذها الآن في بعض L2، مما يدل على جدواها الواقعية.
• مشروع بلوكتشين معين: استخدام RISC-V كـ VM للعقود في الشبكة الرئيسية يعد سابقة، ويقدم مرجعًا عمليًا لإثيريوم.

مؤسس إثيريوم المشارك اقترح أن RISC-V لا يعني رفض الخيارات الأخرى، ويعتقد أن آلية المفسر المستقبلية يمكن استخدامها أيضًا لإدخال VM مثل Move وWASM، لبناء نظام تنفيذ متعدد.

آفاق التأثير في المستقبل

تجربة المطورين:

• لا تزال لغات مثل Solidity/Vyper قابلة للاستخدام، حيث تم تغيير الجزء الخلفي من المترجم وليس اللغة نفسها.
• قد يتم فتح لغات جديدة مثل Rust/C لكتابة العقود، ولكن لا يُطلب الانتقال بشكل قسري.

تكلفة التشغيل والأداء:

• ستؤدي زيادة كفاءة التنفيذ إلى حد أعلى من الغاز وتكاليف أقل.
• قد يقلل عقد RISC-V من الاعتماد على العقود المسبقة التجميع، ونموذج الغاز أقرب إلى تكلفة إثبات ZK.

التوافق البيئي والتنمية:

• خلال فترة التعايش بين VM المزدوجة، يمكن للعقود الحالية الاستمرار في العمل، وسيتم اعتماد العقود الجديدة تدريجياً باستخدام RISC-V.
• يجب أن تدعم البنية التحتية تنسيق بايت كود الجديد، مما قد يؤدي إلى تغييرات في التوافق بين السلاسل.

الأمان والاستقرار:

• يجب اختبار الهيكل الجديد بشكل واسع والتحقق من الشكل، مما يعزز موثوقية البروتوكول.
• طبقة التنفيذ الأكثر بساطة تساعد على التدقيق والتحكم في سطح الهجوم.

الخاتمة

اقترح المؤسس المشارك لإثيريوم استبدال آلة الإيثريوم الافتراضية بـ RISC-V، مما يمثل تفكيرًا عميقًا لإثيريوم حول حدود الأداء المستقبلية وبساطة البروتوكول. لا يزال هذا الاقتراح في مرحلة المناقشة المبكرة، ومن المتوقع أن يكون التنفيذ عملية تستغرق عدة سنوات، تحتاج إلى تجاوز تحديات متعددة في التقنية والمجتمع والبيئة. إنه ليس إلغاءً للمسار الحالي، بل هو تعزيز للأساس، وإعداد للمستقبل.

كما قال أحد مؤسسي إثيريوم: "لتحقيق زيادة بمقدار كبير، قد تكون هذه التغييرات الجذرية هي الطريق الوحيد الممكن."

يمكننا أن نعتبرها رهانًا على المستقبل ، وأيضًا استكشافًا عميقًا حول "ما إذا كان من الجدير إعادة تشكيل الأساس".