Ethereum (ETH) og Bevisflaskehals
Ethereum (ETH) står overfor en bevisflaskehals på 80 % ettersom Vitalik Buterin foreslår et binært tilstandstre og et langsiktig bytte til RISC-V VM. Buterin, medgründer av Ethereum, har foreslått to tekniske endringer for å adressere utfordringer knyttet til bevis-effektivitet i blockchain-nettverket, ifølge et forslag skissert i EIP-7864 og relaterte dokumenter.
Kortsiktige og Langsiktige Forslag
Det kortsiktige forslaget, betegnet som EIP-7864, vil erstatte Ethereums nåværende hexary Keccak Merkle Patricia Tree med en binær trestruktur som benytter en mer effektiv hash-funksjon. Den eksisterende hexary-strukturen ble designet for prioriteringer som er forskjellige fra den bevis-tunge arkitekturen Ethereum-utviklere for tiden forfølger.
Den binære trestrukturen vil produsere Merkle-grener som er fire ganger kortere enn det nåværende systemet, ettersom binære operasjoner krever 32 ganger log(n) sammenlignet med hexarys 512 ganger log(n) delt på 4.
Reduksjonen vil senke kostnadene for klient-side grenverifisering og redusere datakapasitetskravene for verktøy som Helios og private informasjonsinnhentingssystemer med samme faktor. Gevinster i bevis-effektivitet vil strekke seg utover forbedringer i grenlengde. Forslaget indikerer at kortere grener vil gi en tre til fire ganger forbedring, uavhengig av optimalisering av hash-funksjonen.
Implementering av Ny Teknologi
Implementering av Blake3 i stedet for Keccak kan gi en ytterligere tre ganger forbedring, mens en Poseidon-variant potensielt kan gi 100 ganger forbedring, selv om ytterligere sikkerhetsanalyse er nødvendig før Poseidon-implementering.
Den binære tre-designet inkluderer et sidebasert lagringssystem som grupperer tilstøtende lagringsplasser i sider med 64 til 256 plasser, omtrent 2 til 8 kilobyte. Blokkhodet og de første 1 til 4 kilobytene med kode og lagring vil dele samme side, noe som gjør at kontrakter som leser fra de innledende lagringsplassene kan dra nytte av batch-effektivitet.
Forslaget anslår at dette kan spare mer enn 10 000 gass per transaksjon for desentraliserte applikasjoner som laster data fra de innledende lagringsplassene.
Fordeler med RISC-V
Det langsiktige forslaget innebærer å erstatte Ethereum Virtual Machine (EVM) med en mer effektiv virtuell maskin som RISC-V. Forslaget argumenterer for at EVMs arkitektur ikke er optimalisert for en bevis-tung blockchain, og at en erstatning vil adressere grunnleggende ineffektiviteter.
Buterins forslag nevner fire fordeler med RISC-V over EVM:
- Rå utførelseseffektivitet: RISC-V overgår EVM i en grad som vil eliminere behovet for mange forhåndskompliserte funksjoner.
- Bevis-effektivitet: Null-kunnskapsbevisere er for tiden skrevet i RISC-V.
- Klient-side proving: En RISC-V VM vil gjøre det mulig for brukere å generere null-kunnskapsbevis lokalt.
- Enkelhet: En RISC-V tolk kan implementeres i flere hundre linjer med kode.
Utrullingsveikart
Utrullingsveikartet skissert i forslaget inkluderer tre faser:
- I den første fasen vil en ny virtuell maskin, potensielt RISC-V, håndtere forhåndskompliserte funksjoner.
- I den andre fasen kan brukere distribuere kontrakter direkte i den nye VM-en.
- I den tredje fasen vil EVM bli pensjonert og reimplementert som en smart kontrakt skrevet i den nye VM-en.
Buterin karakteriserer begge endringer som adresserer den samme grunnleggende utfordringen fra forskjellige vinkler. Tilstandstreet og VM-en utgjør sammen mer enn 80 prosent av flaskehalsen i effektiv proving.
Å adressere en av komponentene uten den andre etterlater det større problemet delvis uløst.
Forslaget erkjenner at VM-erstatningen for tiden ikke representerer konsensus innen Ethereum utviklingssamfunnet, men beskriver det som en endring som vil bli mer åpenbar når endringene i tilstandstreet er fullført.
