Vitalik Buterin提议用RISC-V取代以太坊EVM以提高效率

执行摘要

以太坊联合创始人Vitalik Buterin提议对网络执行层进行根本性的架构更改：用基于RISC-V的虚拟机取代以太坊虚拟机（EVM）。这项于四月公布的倡议旨在显著提升以太坊的性能，尤其是在**零知识证明（ZK证明）**领域，并解决长期可扩展性挑战。该提案建议潜在的效率提升可达100倍，目前正在进行广泛的技术讨论和社区实验。

事件详情

Vitalik Buterin在四月向开发者社区提交的一份提案中介绍了用RISC-V取代EVM的概念。这一“激进想法”背后的理由是解决以太坊执行层内的主要可扩展性瓶颈，并提高其简洁性和效率。当前的EVM虽然对以太坊的安全性及确定性状态转换至关重要，但由于其基于堆栈的模型、256位算术和解释开销，面临着局限性，这些因素导致高昂的交易费用以及对Layer-2汇总以实现可扩展性的依赖。这些因素导致约59%的交易验证时间归因于EVM代码执行，对ZK-EVM证明性能构成了重大瓶颈。

RISC-V是一种开源CPU指令集架构（ISA），其特点是小巧、模块化的基础和可扩展性。与专有ISA不同，RISC-V的开放设计允许定制，使其非常适合区块链环境。它拥有强大的工具支持，包括成熟的编译器和模拟器，其简洁、确定性的设计简化了形式化验证和证明生成，这对于无需信任的系统至关重要。

财务机制和技术影响

从EVM到RISC-V的提议转变旨在实现显著的性能提升。专家指出，基于RISC-V的虚拟机可以将ZK证明开销减少50到100倍，从而使Layer-1执行的整体效率提高100倍以上。这主要是因为当前的ZK-EVM证明器通常将EVM代码转换为RISC-V指令以生成证明，这是一个额外的步骤，会引入相当大的开销。通过直接利用基于RISC-V的虚拟机，消除了这一中间转换步骤，使证明生成显著更快且资源效率更高。

在架构上，账户、跨合约调用和存储的核心概念将保持一致。然而，现有的EVM操作码（如SLOAD、SSTORE、BALANCE和CALL）将作为RISC-V系统调用重新实现。虽然智能合约可以用Rust等语言编写，但Solidity和Vyper将适应以RISC-V作为后端，从而最大程度地减少对开发者体验的干扰。至关重要的是，该提案强调完全的双向互操作性，允许旧式EVM合约与新的RISC-V合约并行运行。过渡策略可以包括并行运行两个VM，使用基于RISC-V的EVM解释器进行遗留支持，或将解释器直接集成到以太坊协议中，正如其他已采用RISC-V的区块链项目（如Nervos CKB和Polkadot的PolkaVM）所展示的那样。

商业战略和市场定位

Buterin阐述的以太坊长期战略核心是解决根本性的可扩展性挑战，以保持其作为“世界计算机”和“信任层”的领导地位。采用RISC-V符合这一愿景，因为它提供了更大的执行能力和更低的交易成本。这使得以太坊能够通过利用一个开源、硬件友好的架构更好地在快速发展的区块链领域中竞争，该架构支持先进的密码学功能和链上证明验证。

RISC-V在区块链领域有采用先例。Nervos CKB已成功使用RISC-V，而Polkadot的PolkaVM（同样基于RISC-V）也已展示出与现有以太坊开发者工具的兼容性，允许像Uniswap V2这样的合约无缝迁移，而不会中断工作流程。这些例子表明，可以管理过渡，同时保持开发者的连续性和生态系统增长。

更广泛的市场影响

RISC-V潜在集成到以太坊Layer-1执行层对更广泛的Web3生态系统具有重要影响。通过增强可扩展性和效率，它可以促进去中心化应用（dApps）的大规模采用，实现更复杂的链上操作，并降低Layer-2汇总的计算成本，从而加强整个ZK生态系统。更快的Layer-1验证也将使汇总能够更经济高效、更快速地提交数据，从而提高整体可扩展性。

如果实施，这一架构演进可以通过为智能合约开发提供更灵活、更高性能的基础来增加开发者的兴趣和创新。然而，过渡是复杂的，需要广泛的研究、开发和社区共识建设。Vitalik Buterin估计准备期至少18个月，这表明这是一个长期承诺而非即时改变。成功应对现有智能合约迁移、确保强大安全性以及开发新工具等挑战对于平稳过渡至关重要，也为了以太坊实现基于RISC-V的执行层的全部优势，最终增强投资者信心和市场定位。