Коротко:
- Бутерин предложил заменить шестнадцатеричное дерево состояния Ethereum на бинарную структуру в рамках EIP-7864, что повысит эффективность в 100 раз.
- Это изменение сократит длину ветви Меркла в четыре раза и позволит сэкономить более 10 000 газа на транзакцию в часто используемых dapp.
- На более длительный срок Бутерин предлагает заменить EVM на виртуальную машину RISC-V, чтобы устранить узкие места в генерации ZK-доказательств.
Виталик Бутерин опубликовал подробное техническое предложение, в котором выделяет две структурные изменения, которые он считает необходимыми для будущего ethereum: изменение дерева состояний и замену его виртуальной машины. Оба изменения направлены на одну и ту же фундаментальную проблему: текущая архитектура не оптимизирована для среды, где эффективное создание ZK-доказательств является приоритетом номер один.
Первое из изменений уже находится в разработке. EIP-7864, над которым работают Гийом Бале и другие участники, предлагает перейти от шестнадцатеричного дерева Мерkle Патриции на основе keccak к бинарному дереву с более эффективной хеш-функцией. Техническая разница значительна: ветви Мерkle уменьшаются в четыре раза, что снижает затраты на верификацию на стороне клиента и уменьшает требуемую пропускную способность для использования таких инструментов, как Helios и PIR, в том же порядке.
К этому добавляется улучшение хеш-функции: Blake3 может обеспечить дополнительный прирост в 3 раза по сравнению с Keccak, в то время как вариант Poseidon достигнет 100-кратного прироста, хотя Бутерин предупреждает, что последний требует дополнительной безопасности перед выходом в продакшн.
Бутерин хочет изменить основы ethereum
Бинарный дизайн также вводит стратегию хранения на основе страниц, объединяющую от 64 до 256 последовательных слотов. Заголовок блока и первые килобайты кода и хранилища находятся на одной странице, что позволяет контрактам, читающим свои первые слоты хранилища, получать выгоду от эффективности пакетной обработки вместо оплаты индивидуальных затрат на доступ. Бутерин оценивает, что это может сэкономить более 10 000 газа за транзакцию для dapp, уже работающих по этой схеме, которые составляют значительную часть активно развернутых контрактов.
Второе изменение более спекулятивно. Бутерин предлагает заменить EVM на RISC-V — архитектуру, используемую в настоящее время ZK-доказательствами. Если инфраструктура доказательств уже написана на RISC-V, нативная виртуальная машина в этом стандарте устраняет ограничение, а не управляет им через накопленные предкомпиляции. Интерпретатор RISC-V требует всего несколько сотен строк кода, в отличие от растущей сложности EVM.
Дорожная карта, которую описывает Бутерин, включает три этапа: во-первых, только RISC-V для предкомпилированных функций; затем, открытие для контрактов, развертываемых пользователями; наконец, EVM выводится из эксплуатации и переосмысливается как смарт-контракт, написанный на новой ВМ. Полная обратная совместимость сохраняется для существующих контрактов с корректировками стоимости газа, которые Бутерин считает незначительными по сравнению с текущей работой по масштабируемости. Вместе дерево и ВМ составляют более 80% узкого места в эффективной генерации доказательств, согласно самому Виталику.