以太坊执行层重大升级前瞻:状态树重构与虚拟机革新
以太坊联合创始人Vitalik Buterin近期提出一套全面的执行层升级方案,聚焦于状态树结构重构与虚拟机长期改进,旨在显著提升证明效率与网络可扩展性。
在详细技术路线图中,Buterin重点阐述了EIP-7864提案,该提案建议将以太坊当前采用的十六叉默克尔帕特里夏树替换为采用更高效哈希函数的二叉树结构。此项变更将大幅缩短默克尔分支长度,减少带宽需求并降低验证成本。根据Buterin的分析,二叉树结构可使客户端验证工具的数据带宽成本降低至四分之一,同时提升零知识证明效率。
该提案同时引入分组存储"页"机制,将相邻存储槽聚合管理以优化数据访问。此项改进可降低频繁访问早期存储槽的去中心化应用燃气成本,部分情况下单笔交易可节省超10000单位燃气。此外,转向对证明生成更友好的哈希函数(如Blake3或长期可能采用的Poseidon)可进一步提升证明生成性能。
除状态树改革外,Buterin提出逐步从以太坊虚拟机向RISC-V等证明效率更高的架构过渡。他指出当前超过80%的证明瓶颈源于现有树结构与虚拟机设计。基于零知识证明系统广泛采用的RISC-V架构虚拟机可简化执行逻辑,提升证明效率,并使客户端证明生成更具可行性。
拟定实施路径将首先在新虚拟机中引入预编译功能,随后允许开发者在升级后的系统中部署新合约。最终,以太坊虚拟机可作为兼容层运行于新架构之上,在保持向后兼容性的同时仅需调整燃气成本。
Buterin承认虚拟机过渡方案仍属前瞻性设想且尚未达成共识,但他强调这两项提案对以太坊在证明驱动未来中实现长期可扩展性、运行效率与使用体验具有基础性升级意义。
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