以太坊核心架构或将迎来根本性重塑
Vitalik Buterin近日提出一系列执行层变更方案,这些方案可能从根本上重塑以太坊的核心架构。这位联合创始人指出,必须对网络的状态树和虚拟机进行深度修改,以消除他所描述的链上最大验证瓶颈。
瓶颈分析与优化方案
在社交媒体平台发布的详细论述中,Buterin表示状态树与虚拟机共同构成了影响证明效率的80%以上的约束条件,并称其为以太坊实现可扩展客户端及零知识证明用例"基本必须攻克"的目标。
他特别提及由Guillaume Ballet等人开发的EIP-7864提案,该提案将用基于更高效哈希函数的二叉树,取代当前基于十六进制Keccak的Merkle Patricia树。Buterin指出,这项变更可通过降低带宽需求使默克尔分支长度缩短约四倍,显著降低客户端分支验证成本。
他补充道,这将使Helios等工具及私有信息检索系统的数据成本降低至四分之一。仅分支缩短这一项改进即可将证明效率提升3-4倍。若以太坊转向采用BLAKE3等哈希函数,预计还可获得额外增益——这类函数效率较Keccak提升约三倍。而采用Poseidon变体方案甚至可能实现百倍改进,不过他同时指出这需要进一步的安全验证工作。
拟议的二叉树设计还将存储槽分组为64-256槽的"页面",实现对相邻存储更高效的加载与编辑。对于需要访问早期存储槽的应用程序,每笔交易可能节省超过10,000单位燃料费。Buterin进一步解释,验证友好的状态树还将允许零知识应用程序直接与以太坊状态组合,无需构建独立树状结构,同时能简化架构并为未来状态到期机制添加元数据支持。
虚拟机革新构想
除状态树改造外,Buterin还论证了最终采用基于RISC-V架构虚拟机取代以太坊虚拟机的必要性,他将这一构想描述为更长期的非共识性提案。但他坚信,在状态路线图升级完成后,这将成为"必然选择"。
这位联合创始人表示,RISC-V虚拟机将具备更高执行效率、更强验证友好性及更简洁的设计,同时指出许多现有验证器已采用RISC-V架构编写,其解释器仅需数百行代码即可实现。他详细阐述了分阶段过渡计划:首先在新虚拟机中实现预编译功能,随后允许开发者直接在新虚拟机部署合约,最终将以太坊虚拟机归入新系统内以智能合约形式编写的兼容层。
按照该路线图,用户将获得除燃料费调整外的完整向后兼容性。Buterin认为,未来数年扩展性改进带来的效益将远超这些调整产生的影响。
此次技术倡导距离他提出量子抵抗路线图仅数日之隔,此前方案包括采用Winternitz变体等基于哈希的方案取代共识层BLS签名机制。
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