قد يعتمد إثيريوم في المستقبل على بنية RISC-V بدلاً من EVM

مؤسس إثيريوم المشارك اقترح مؤخرًا في منتدى المجتمع اقتراحًا طويل الأمد، يقترح فيه استبدال جهاز التنفيذ الافتراضي الحالي (EVM) بهيكل مجموعة التعليمات مفتوحة المصدر RISC-V. وقارن هذا المفهوم بسلسلة Beam في طبقة الإجماع، معتقدًا أن هذه قد تكون الطريق الوحيد القابل للتطبيق لتحقيق اختراق في أداء طبقة التنفيذ وتبسيط منطق البروتوكول. خاصة في جوانب كفاءة إثبات المعرفة الصفرية (ZK Proof)، من المتوقع أنه من خلال استبدال EVM، يمكن تحقيق تحسينات تصل إلى 100 ضعف. يهدف الاقتراح إلى معالجة المشكلات الحالية في إثيريوم فيما يتعلق بكفاءة إثبات ZK، وتعقيد بناء الكتل، وتوافر البيانات.

قيود EVM الحالية وميزات RISC-V

المشاكل الرئيسية الموجودة في EVM تشمل:

1. بنية قديمة: تستخدم هيكلًا مكونًا من 256 بت على شكل كومة، غير متوافق مع وحدات المعالجة المركزية الحديثة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة تنفيذ ZK-EVM.
2. مشكلة إثبات ZK: يتم تخصيص حوالي نصف الموارد لتنفيذ EVM نفسه، مما يحد من كفاءة إثبات ZK.
3. ضعف الصيانة: تسبب تراكم الوظائف على مدى سنوات في فوضى المعايير، مما يجعل من الصعب إلغاء بعض الوظائف.
4. تطوير محدود: مجموعة التعليمات غير القياسية قيدت الدعم عبر اللغات، مما يجعل من الصعب تجميع اللغات الرئيسية بكفاءة إلى بايت كود EVM.

بالمقارنة، يتمتع RISC-V بالمزايا التالية:

1. أداء عالي الكفاءة: باعتبارها مجموعة تعليمات مبسطة لوحدة المعالجة المركزية الحقيقية، صديقة للأجهزة، يمكن استخدامها في تحسين JIT وحتى التسريع بواسطة الأجهزة.
2. تحسين ZK: من الأسهل بكثير إنشاء دائرة تعليمات RISC-V مباشرة في إثبات ZK مقارنةً بإثبات عمليات EVM.
3. نضوج سلسلة الأدوات: دعم لغات رئيسية مثل Rust و C و C++، مما يقلل من عتبة التطوير ويوسع النظام البيئي.
4. المعايير العامة: تم اعتمادها من قبل مشاريع البلوكتشين الموجودة، ولديها حالات نجاح.

استبدال المسارات والتحديات

تم اقتراح ثلاث بدائل ممكنة:

1. وجود VM مزدوج (الأكثر تحفظًا): تعمل EVM و RISC-V بشكل متوازي، يمكن للعقود الجديدة اختيار RISC-V، مما يضمن التوافق خلال فترة الانتقال.
2. خطة المفسر على السلسلة (راديكالية): يتم تنفيذ جميع عقود EVM من خلال عقود RISC-V على السلسلة.
3. آلية ملحق المترجم (تسوية): يتم اعتبار المترجم كعنصر بروتوكول، مما يسمح بإدخال VM أخرى في المستقبل.

التحديات التقنية التي تواجه التنفيذ تشمل:

• مخاطر فقدان أداء التنفيذ: يجب محاكاة تنفيذ RISC-V على شرائح x86، وقد تكون الكفاءة في البداية أقل من EVM المحسّنة.
• يجب إعادة بناء تسعير الغاز: يجب تحديد نموذج غاز جديد لتعليمات RISC-V لضمان العدالة والأمان.
• تصميم صندوق الأمان: تقييد استدعاءات النظام، منع تعديل الكود الذاتي، ضمان التنفيذ الحتمي.
• أدوات التطوير المتوافقة: تحتاج إلى تحديث المترجم، وأدوات التصحيح، وأدوات التدقيق الأمني، لدعم تعليمات RISC-V.
• مشاكل التوافق أثناء النقل: تعتمد بعض العقود على ميزات EVM، لذا يجب تصميم طبقة توافق أو آلية تراجع بحذر أثناء النقل.

تأثير على مسار التوسع الحالي

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

• الطبقة 2: لا يزال Rollup هو القوة الرئيسية في توسيع إثيريوم، حيث أن RISC-V يزيد من كفاءة معالجة L1 وأداء التحقق من ZK، وليس توسيع السعة مباشرة.
• تجزئة البيانات وEIP-4844: لا يزال من الضروري حل عنق الزجاجة في قابلية استخدام البيانات من خلال EIP-4844 وDanksharding، ولا يؤثر RISC-V على سعة البيانات على السلسلة.
• FaaS، MEV: لا تتعلق بهيكلية الآلة الافتراضية، لن تتعطل بسبب تقدم RISC-V.

ملاحظات المجتمع والمحاولات ذات الصلة

يوجد انقسام في المجتمع بشأن هذا الاقتراح:

• يعتقد المؤيدون أن هذه ترقية استراتيجية ضرورية لمواجهة تحديات الأداء، وتساعد في جذب المطورين التقليديين.
• يشعر المحافظون بالقلق من صعوبة التنفيذ، والأعباء التاريخية، وتكاليف تحديث أدوات البيئة، ويتساءلون عن نسبة العائد على الاستثمار.

مشاريع مماثلة مرجعية:

• Move VM (Aptos/Sui): آلة افتراضية جديدة موجهة نحو الموارد، تتمتع بسلامة لغوية قوية، لكنها غير متوافقة مع EVM.
• FuelVM: آلة افتراضية جديدة مصممة للمعالجة المتوازية، مع لغة Sway، توافقها محدود.
• WASM (Stylus): تم إدخال WASM كلغة عقود في L2، وقد تم تنفيذه الآن في بعض L2، مما يتيح إمكانية واقعية.
• سلسلة الكتل العامة: سابقة استخدام RISC-V كآلة افتراضية للعقود الذكية على الشبكة الرئيسية، لتوفير مرجع عملي لإثيريوم.

آفاق التأثير المستقبلي

إذا انتقلت إثيريوم إلى RISC-V، فقد يؤدي ذلك إلى التأثيرات التالية:

1. تجربة المطورين:

   • لا يزال يمكن استخدام لغات مثل Solidity/Vyper، حيث يتم تغيير الجزء الخلفي من المترجم بدلاً من اللغة نفسها.
   • قد يتم فتح لغات جديدة مثل Rust/C لكتابة العقود، لكن لا يُفرض الانتقال.

2. تكلفة التشغيل والأداء:

   • تحسين كفاءة التنفيذ سيؤدي إلى زيادة حد الغاز وتقليل التكاليف.
   • قد تقلل عقود RISC-V من الاعتماد على العقود المُسبقة التجميع، ونموذج الغاز أقرب إلى تكلفة إثبات ZK.

3. التوافق البيئي والتنمية:

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

4. الأمان والاستقرار:

   • يتطلب الهيكل الجديد اختبارات واسعة والتحقق الرسمي، لزيادة موثوقية البروتوكول.
   • طبقة التنفيذ الأكثر بساطة تعزز التدقيق والسيطرة على سطح الهجوم.

يمثل هذا الاقتراح تفكيرًا عميقًا من إثيريوم حول حدود الأداء المستقبلية وبساطة البروتوكول. من المتوقع أن تكون العملية تنفيذها عملية تستغرق عدة سنوات، تتطلب تجاوز تحديات تقنية ومجتمعية وبيئية متعددة. إنه ليس إلغاءً للمسار الحالي، بل تعزيزا للأساس، وإعدادًا للمستقبل. يمكن اعتباره رهانا على المستقبل، وأيضًا استكشافًا عميقًا حول "ما إذا كان من الجدير إعادة تشكيل الأساس".