Ketika Ethereum Membuang EVM untuk RISC-V: Perombakan Arsitektur yang Bisa Mendefinisikan Ulang Komputasi Blockchain

Ethereum berada di titik balik. Sementara Ethereum Virtual Machine (EVM) telah mendukung satu dekade inovasi blockchain—menciptakan fondasi untuk DeFi dan NFT—semakin jelas bahwa lapisan eksekusi yang dibangun khusus ini tidak dirancang untuk masa depan komputasi yang kini sedang tiba. Perpindahan menuju verifikasi nol-pengetahuan (ZK) dan munculnya struktur mesin umum dalam standar pemrograman sistem memaksa sebuah pengakuan: Apakah arsitektur Ethereum yang menua ini dapat beradaptasi, atau apakah ia membutuhkan reimajinasi total?

Menurut para peneliti teknis dan kepemimpinan Yayasan Ethereum, jawabannya semakin tidak dapat disangkal. Protokol ini sedang menempuh jalur untuk menggantikan EVM dengan RISC-V, sebuah arsitektur set instruksi sumber terbuka yang menjanjikan membuka skalabilitas, mengurangi kompleksitas, dan menyelaraskan Ethereum dengan ekosistem komputasi terverifikasi yang lebih luas.

Krisis Kinerja yang Tidak Dibicarakan: Mengapa EVM Tidak Bisa Mengimbangi ZK

Bottleneck ini tidak langsung terlihat, tetapi sangat mendasar. Ketika Ethereum mulai membuktikan transisi statusnya melalui bukti nol-pengetahuan—sebuah jalur penting untuk memperbesar skala L1—implementasi zkEVM saat ini menciptakan penalti kinerja yang sangat berat.

Inilah kenyataan teknisnya: zkEVM saat ini tidak secara langsung membuktikan eksekusi EVM. Sebaliknya, ia membuktikan sebuah interpreter yang telah dikompilasi ke dalam kode RISC-V. Lapisan abstraksi tambahan ini adalah penyebabnya. Biaya kinerja? Perkiraan berkisar dari 50 hingga 800 kali lebih lambat daripada eksekusi native. Bahkan setelah mengoptimalkan komponen lain—seperti beralih ke algoritma hashing yang lebih efisien—eksekusi blok tetap menjadi bottleneck, menyumbang 80-90% dari seluruh waktu pembuatan bukti.

Seperti yang dirangkum secara singkat oleh Vitalik Buterin: Jika zkVM akhirnya mengompilasi semuanya ke RISC-V bagaimanapun juga, mengapa memaksa pengembang kontrak pintar bekerja melalui perantara EVM yang hanya menambah overhead?

Ini bukan teori. Kesenjangan kinerja ini secara langsung berpengaruh pada ekonomi. Menghilangkan lapisan interpretatif ini dapat meningkatkan efisiensi eksekusi sekitar 100 kali—perbedaan yang memisahkan skalabilitas yang layak dari kemacetan yang berkelanjutan.

Utang Teknis yang Tersembunyi dalam Protokol

Pilihan desain EVM masuk akal pada 2015, tetapi telah mengeras menjadi batasan. Pertimbangkan tiga masalah spesifik:

Kontrak pra-kompilasi sebagai solusi yang gagal. Ketika EVM tidak mampu menangani operasi kriptografi tertentu secara efisien, Ethereum menambahkan fungsi yang dikodekan keras—kontrak pra-kompilasi. Ini tampak pragmatis sementara waktu. Hari ini, ini menciptakan apa yang Vitalik sebut sebagai situasi “buruk”: modul-modul ini membengkakkan basis kode terpercaya Ethereum ke tingkat yang tidak berkelanjutan dan memperkenalkan risiko keamanan berulang yang semakin dekat menyebabkan kegagalan konsensus.

Menambahkan pra-kompilasi baru memerlukan hard fork yang kontroversial dan melibatkan kode pembungkus yang lebih kompleks daripada seluruh implementasi RISC-V. Kesimpulan Vitalik: protokol harus berhenti menambahkan pra-kompilasi sama sekali.

Arsitektur 256-bit untuk kasus penggunaan yang salah. Tumpukan 256-bit dari EVM dirancang untuk nilai kriptografi, tetapi sebagian besar kontrak pintar beroperasi dengan bilangan bulat 32 atau 64-bit. Ketidaksesuaian ini menciptakan persamaan efisiensi yang kejam: angka yang lebih kecil tidak menghemat sumber daya sementara menggandakan atau melipatgandakan kompleksitas. Dalam sistem bukti ZK, ketidakefisienan ini diperbesar.

Stack vs. register. Arsitektur berbasis tumpukan dari EVM membutuhkan lebih banyak instruksi daripada model register RISC-V untuk melakukan operasi yang sama, memperumit optimisasi compiler dan meningkatkan beban pembuatan bukti.

Pilihan desain yang terkumpul ini bukanlah bug—melainkan batasan arsitektural yang masuk akal pada satu waktu tetapi kini menjadi tidak kompatibel dengan masa depan Ethereum.

RISC-V: Mengapa Standar Terbuka Mengalahkan Desain Kustom

RISC-V bukanlah teknologi milik paten. Ini adalah standar set instruksi sumber terbuka—secara esensial sebuah cetak biru yang tersedia bebas untuk desain prosesor. Penggunaannya untuk peran ini bukanlah sembarangan atau eksperimen.

Mengapa kesederhanaan adalah kekuatan. Set instruksi dasar RISC-V berisi sekitar 47 instruksi. Minimalisme radikal ini disengaja. Instruksi yang lebih sedikit berarti basis kode terpercaya yang lebih kecil—lebih mudah diaudit, diverifikasi secara formal, dan dijamin keamanannya. Seperti yang ditekankan Jeremy Bruestle di konferensi industri, desain ini “hampir sempurna untuk mesin umum super-minimal yang kita butuhkan.”

Kematangan ekosistem melalui LLVM. Dengan memilih standar yang sudah mapan, Ethereum mendapatkan akses ke infrastruktur compiler selama puluhan tahun. Melalui dukungan LLVM, pengembang dapat menggunakan bahasa pemrograman utama apa pun—Rust, C++, Go, Python—dan mengompilasi langsung ke RISC-V. Ini menghilangkan kebutuhan membangun seluruh ekosistem pengembangan dari awal. Justin Drake mengungkapkan keunggulan strategisnya: “Kita mendapatkan semua bahasa tingkat tinggi yang didukung LLVM secara gratis.”

Konvergensi zkVM sudah terjadi. Pasar telah memberikan suara. Di antara sepuluh implementasi zkVM paling maju yang mampu membuktikan blok Ethereum, sembilan telah memilih RISC-V. Ini bukan spekulasi—ini adalah validasi praktis. Ekosistem nol-pengetahuan telah menstandarkan RISC-V sebagai target eksekusi, menjadikan adopsi Ethereum bukanlah taruhan tetapi penyelarasan dengan arah industri.

Verifikasi formal menjadi mungkin. Berbeda dengan spesifikasi Yellow Paper dari EVM—yang ditulis dalam bahasa alami dan rentan terhadap ambiguitas—RISC-V memiliki spesifikasi resmi SAIL yang dapat dibaca mesin. Ketelitian matematis ini memungkinkan sirkuit zkVM diverifikasi langsung terhadap spesifikasi, menciptakan jalur menuju kebenaran yang dapat dibuktikan yang tidak pernah bisa ditawarkan oleh EVM.

Batasan keamanan perangkat keras terintegrasi. RISC-V menyertakan arsitektur privilese dengan mode pengguna dan mode pengawas. Kontrak pintar berjalan di mode pengguna dan tidak dapat mengakses status blockchain secara langsung; mereka mengirim permintaan ECALL ke kernel terpercaya. Ini menciptakan batas keamanan yang ditegakkan oleh arsitektur prosesor itu sendiri—jauh lebih kokoh daripada sandboxing berbasis perangkat lunak saja. Seperti yang dijelaskan Diego dari Cartesi, “Semua mekanisme perlindungan ini adalah bagian dari standar RISC-V.”

Transisi Tiga Fase: Mitigasi Risiko Melalui Gradualisme

Ethereum tidak merencanakan peralihan mendadak. Migrasi mengikuti peta jalan yang sengaja konservatif:

Fase 1: RISC-V sebagai pengganti pra-kompilasi. Awalnya, protokol berhenti menambahkan pra-kompilasi EVM baru. Sebagai gantinya, fungsi kriptografi baru diimplementasikan melalui program RISC-V yang di-whitelist. Ini memungkinkan arsitektur baru menjalani pengujian di mainnet dalam lingkungan yang terkendali dan berisiko rendah sebelum adopsi yang lebih luas.

Fase 2: Koeksistensi dua mesin virtual. Kontrak pintar mendapatkan kemampuan untuk menyatakan apakah bytecode mereka menargetkan EVM atau RISC-V. Yang penting, kontrak di kedua lingkungan dapat saling memanggil melalui panggilan sistem ECALL yang distandarisasi. Ini menciptakan periode hibrida di mana kedua arsitektur beroperasi bersama, memvalidasi interoperabilitas sebelum migrasi penuh.

Fase 3: EVM sebagai kontrak simulasi. Tujuan akhir memperlakukan EVM sebagai bahasa tingkat tinggi—kontrak pintar yang diverifikasi secara formal yang berjalan secara native di RISC-V L1. Aplikasi warisan tetap didukung secara permanen, tetapi lapisan eksekusi inti protokol menjadi murni RISC-V, menyederhanakan pengembangan dan pemeliharaan klien secara drastis.

Pendekatan bertahap ini mengubah migrasi yang berpotensi bencana menjadi evolusi yang dapat dikelola.

Penyesuaian Ekosistem: Pemenang dan Pecundang

Perpindahan ini tidak mempengaruhi semua Layer 2 secara setara—menciptakan pemenang dan pecundang.

Optimistic Rollups menghadapi tantangan arsitektural. Proyek seperti Arbitrum dan Optimism bergantung pada bukti penipuan: menentang sebuah transaksi memerlukan eksekusi ulang di L1. Jika VM L1 berubah dari EVM ke RISC-V, model keamanan ini runtuh. Proyek-proyek ini dihadapkan pada pilihan: melakukan upaya rekayasa besar-besaran untuk merancang ulang bukti penipuan untuk arsitektur baru, atau memisahkan diri dari model keamanan Ethereum sepenuhnya. Keduanya mahal.

ZK Rollups mendapatkan keuntungan strategis besar. Proyek seperti Polygon, zkSync, dan Scroll sudah menstandarkan RISC-V secara internal. Sebuah L1 yang “berbahasa mereka” menghilangkan lapisan terjemahan. Apa yang disebut Yayasan Ethereum sebagai “native Rollups” menjadi mungkin: L2 menjadi sebuah instance khusus dari lingkungan eksekusi L1, berbagi alat, compiler, dan infrastruktur verifikasi formal. Hasil praktisnya: tim L2 tidak lagi membangun jembatan antar VM yang tidak kompatibel, biaya pengembangan menurun drastis, dan ekonomi gas menjadi lebih rasional.

Pengalaman pengembang berubah. Alih-alih belajar Solidity secara eksklusif, pengembang menulis dalam Rust, Go, atau bahasa yang didukung LLVM lainnya. Kontrak dapat menggunakan pustaka matang dari ekosistem perangkat lunak yang lebih luas. Vitalik membandingkannya dengan Node.js: kode on-chain dan off-chain disatukan dalam bahasa yang sama, dengan alat yang sama. Pengurangan hambatan ini kemungkinan akan mengubah siapa yang dapat berpartisipasi dalam pengembangan blockchain.

Ekonomi pengguna meningkat secara dramatis. Biaya bukti turun sekitar 100 kali lipat. Biaya transaksi untuk penyelesaian L1 dan L2 menurun secara sepadan. Ini membuka kunci “Gigagas L1”—sekitar 10.000 transaksi per detik—memungkinkan aplikasi kompleks yang membutuhkan throughput dan keamanan sekaligus.

Succinct Labs dan SP1: Membuktikan Visi yang Berjalan Hari Ini

Peralihan ini tidak hanya bersifat teoretis. Succinct Labs telah menunjukkan keunggulan praktis RISC-V melalui SP1, sebuah zkVM sumber terbuka yang membuktikan bahwa tesis arsitektur ini benar.

Inovasi SP1: mengadopsi desain “berfokus pada pra-kompilasi” yang menyelesaikan bottleneck kriptografi EVM tanpa menciptakan masalah kompleksitas. Operasi intensif seperti hashing Keccak dijalankan dalam sirkuit ZK khusus, dipanggil melalui instruksi ECALL standar. Ini menggabungkan performa perangkat keras khusus dengan fleksibilitas perangkat lunak.

Dampak praktisnya langsung terasa. Produk OP Succinct dari Succinct memberikan kemampuan nol-pengetahuan pada Optimistic Rollups. Hasilnya: alih-alih menunggu tujuh hari untuk konfirmasi akhir dan penarikan, transaksi selesai dalam sekitar satu jam. Untuk seluruh ekosistem OP Stack, peningkatan kecepatan ini mengatasi titik nyeri kritis.

Succinct juga mengoperasikan Jaringan Pengganda Terdesentralisasi, menciptakan pasar untuk pembuatan bukti. Ini bukan sekadar bukti konsep—ini adalah cetak biru model ekonomi yang akan mengatur komputasi terverifikasi secara skala besar.

Risiko Tersembunyi: Apa yang Masih Bisa Salah

Meskipun RISC-V memiliki keunggulan, transformasi ini memperkenalkan risiko baru:

Kompleksitas pengukuran gas. Menetapkan biaya gas yang adil dan deterministik untuk instruksi umum adalah masalah yang belum terselesaikan. Penghitungan instruksi sederhana rentan terhadap serangan penolakan layanan. Penyerang bisa merancang program yang secara berulang memicu cache miss, mengonsumsi sumber daya besar sambil mengakibatkan biaya gas minimal. Ini mengancam stabilitas jaringan dan model ekonomi.

Keamanan toolchain dan pembangunan ulang yang dapat direproduksi. Ini adalah risiko paling berbahaya dan diremehkan. Keamanan bergeser dari bergantung pada VM on-chain ke bergantung pada compiler off-chain seperti LLVM—perangkat lunak kompleks yang diketahui mengandung kerentanan. Penyerang yang mengeksploitasi bug compiler bisa mengubah kode sumber yang tampaknya aman menjadi bytecode berbahaya. Sama sulitnya: memastikan binary hasil kompilasi cocok dengan kode sumber yang dipublikasikan (masalah build yang dapat direproduksi) di berbagai lingkungan build. Variasi lingkungan kecil menghasilkan output berbeda, menciptakan masalah kepercayaan dan transparansi.

Risiko ini dapat diselesaikan tetapi tidak trivial.

Mitigasi: Perlindungan Secara Mendalam

Peluncuran bertahap sebagai strategi utama. Dengan memperkenalkan RISC-V secara bertahap melalui pra-kompilasi, kemudian dual VM, lalu penggantian penuh, protokol membangun pengalaman operasional dan kepercayaan sebelum melakukan komitmen yang tidak dapat dibatalkan. Pendekatan bertahap ini adalah alat utama manajemen risiko.

Pengujian agresif dan verifikasi formal. Sementara verifikasi formal adalah tujuan jangka panjang, harus dipadukan dengan pengujian intensif berkelanjutan. Perusahaan keamanan seperti Diligence telah menemukan 11 kerentanan kritis dalam keandalan dan integritas zkVM terkemuka melalui fuzz testing. Pola ini—kerentanan tersembunyi dalam sistem yang dirancang baik—mengharuskan pengujian dan verifikasi paralel, bukan secara berurutan.

Standarisasi untuk mencegah fragmentasi. Komunitas harus mengadopsi satu konfigurasi standar RISC-V, kemungkinan RV64GC dengan ABI yang kompatibel Linux. Ini memaksimalkan dukungan toolchain dan mencegah perpecahan ekosistem, memungkinkan pengembang mendapatkan manfaat penuh dari keunggulan ekosistem LLVM.

Lapisan Internet yang Terverifikasi: Game Jangka Panjang Ethereum

Peralihan dari EVM ke RISC-V bukanlah sekadar tentang peningkatan kinerja bertahap. Ini tentang memposisikan kembali Ethereum dari “mesin virtual kontrak pintar” menjadi fondasi kepercayaan yang dapat diverifikasi untuk komputasi internet umum.

Framing Vitalik menangkap tujuan akhir: “Tujuan akhirnya termasuk… menjadikan semuanya ZK-snarkified.”

Transformasi ini menangani pilar “Eksekusi Ringkas” Ethereum—bagian dari visi “Ethereum Ringkas” yang lebih luas. Protokol menyederhan dari VM monolitik menjadi lapisan penyelesaian dan ketersediaan data minimalis yang dioptimalkan untuk komputasi terverifikasi. Percepatan bukti perangkat keras (ASIC dan FPGA dari SP1, Nervos, Cartesi) menjadi mungkin setelah set instruksi stabil di sekitar RISC-V.

Peralihan ini tak terelakkan bukan karena optimal secara isolasi, tetapi karena sesuai dengan arah di mana komputasi sendiri menuju. Bukti ZK mewakili primitif kriptografi ketiga setelah hash dan tanda tangan. Taruhan Ethereum adalah bahwa siapa pun yang menyediakan lapisan kepercayaan dasar untuk komputasi terverifikasi—integrasi asli dari struktur mesin umum dalam pemrograman sistem—mengendalikan era internet berikutnya.

Meskipun menghadapi hambatan teknis dan sosial yang besar, restrukturisasi lapisan eksekusi Ethereum ini merupakan salah satu keputusan arsitektur paling berpengaruh dalam sejarah blockchain. Ia menukar efek jaringan dari familiaritas EVM untuk posisi strategis memimpin revolusi komputasi terverifikasi.

Transformasi ini dimulai sekarang. Proyek seperti Ethproofs mengumpulkan data kolaboratif yang diperlukan untuk menjalankan perubahan ini. Tim seperti Succinct Labs menyediakan cetak biru praktisnya. Dalam 6-12 bulan ke depan, diharapkan munculnya alternatif pra-kompilasi pertama yang menjalankan kode RISC-V di mainnet Ethereum—menandai awal dari akhir bagi Ethereum Virtual Machine seperti yang kita kenal.