Ethereum envisage d'utiliser RISC-V pour remplacer EVM, ce qui pourrait considérablement améliorer l'efficacité ZK

Le cofondateur d'Ethereum a récemment proposé un plan à long terme : remplacer la machine virtuelle d'exécution actuelle (EVM) par une architecture de jeu d'instructions open source RISC-V. Cette idée est considérée comme le seul moyen potentiel d'atteindre une percée de performance au niveau de l'exécution et de simplifier la logique du protocole. En particulier, en ce qui concerne l'efficacité de la preuve à connaissance nulle (ZK Proof), il est prévu qu'en remplaçant l'EVM, une optimisation pouvant aller jusqu'à 100 fois puisse être réalisée. Cette proposition vise à résoudre les problèmes de goulot d'étranglement d'Ethereum en matière d'efficacité des preuves ZK, de complexité de construction des blocs et de disponibilité des données.

Les limites de l'EVM et les avantages du RISC-V

L'EVM présente les problèmes suivants :

• Architecture obsolète : La structure en pile de 256 bits est incompatible avec les CPU modernes, ce qui entraîne une faible efficacité d'exécution du ZK-EVM.
• Goulot d'étranglement des preuves ZK : environ la moitié des ressources sont utilisées pour exécuter l'EVM lui-même, ce qui limite l'efficacité des preuves ZK.
• Difficulté de maintenance : l'accumulation de fonctionnalités au fil des ans a entraîné un désordre dans les normes, certaines fonctionnalités sont difficiles à abolir.
• Développement limité : un jeu d'instructions non standard limite le support inter-langues

RISC-V présente les avantages suivants :

• Performance efficace : un ensemble d'instructions simplifié adapté au matériel, pouvant être utilisé pour l'optimisation JIT voire l'accélération matérielle.
• Optimisation ZK : génération directe de circuits pour les instructions RISC-V, simplifiant ainsi le processus de preuve ZK
• Outils matures : prise en charge des langages populaires, réduction des barrières à l'entrée pour le développement, écosystème plus large
• Norme générale : des projets de blockchain existants l'ont adoptée, avec des cas de succès.

Chemins de remplacement et défis

Trois solutions de remplacement ont été proposées :

1. Double VM coexistence : EVM et RISC-V fonctionnent en parallèle, les nouveaux contrats peuvent choisir RISC-V.
2. Interpréteur en chaîne : tous les contrats EVM sont interprétés et exécutés par des contrats RISC-V en chaîne.
3. Mécanisme de plugin d'interpréteur : utiliser l'interpréteur comme élément de protocole, permettant l'insertion future d'autres VM.

Les défis techniques auxquels l'implémentation est confrontée incluent :

• Risque de dépréciation des performances d'exécution
• Refonte du modèle de tarification du gaz
• Design de bac à sable sécurisé
• Outils de développement adaptés
• Problèmes de compatibilité de migration

Tend à adopter la solution un comme chemin de transition, s'engageant à maintenir l'interopérabilité entre les anciens et les nouveaux contrats.

Impact sur les routes d'extension existantes

RISC-V ne remplacera pas les solutions d'extension existantes :

• Layer 2 : Rollup reste le principal moyen d'extension, RISC-V améliore l'efficacité de traitement L1 et les performances de validation ZK.
• Sharding des données : nécessite encore que l'EIP-4844 et le Danksharding résolvent le goulot d'étranglement de la disponibilité des données
• FaaS, MEV : sans rapport avec l'architecture de la machine virtuelle, non affecté par RISC-V

RISC-V est une optimisation d'infrastructure, qui n'est pas en contradiction avec des solutions d'extension telles que L2/fragmentation.

Réactions de la communauté et tentatives similaires

La communauté est divisée :

• Les partisans estiment qu'il s'agit d'une mise à niveau nécessaire pour faire face aux défis de performance.
• Les conservateurs s'inquiètent de la difficulté de mise en œuvre et du coût de la mise à jour écologique

Des projets similaires comprennent :

• Déplacer VM (Aptos/Sui)
• FuelVM
• WASM (Stylus)
• Nervos CKB

À l'avenir, il pourrait être possible d'introduire divers VM via un mécanisme d'interpréteur, construisant ainsi un écosystème d'exécution diversifié.

Perspectives d'impact futur

Si Ethereum bascule vers RISC-V :

• Expérience développeur : les langues existantes peuvent toujours être utilisées, d'autres langues pourraient être supportées.
• Coûts d'exploitation et performance : amélioration de l'efficacité d'exécution, modèle de Gas plus raisonnable
• Compatibilité écologique : La coexistence de deux VM garantit la compatibilité, l'infrastructure doit être mise à jour.
• Sécurité et stabilité : une architecture simple favorise l'audit et le contrôle de la surface d'attaque

Cette proposition représente une réflexion approfondie d'Ethereum sur la performance future et la simplicité des protocoles. La mise en œuvre sera un processus à long terme, nécessitant de surmonter de multiples défis. Ce n'est pas une rupture avec la trajectoire existante, mais plutôt une préparation pour l'avenir. Comme l'a déclaré le proposer : "Pour réaliser des améliorations d'un ordre de grandeur, ce changement radical pourrait être le seul chemin viable."