Архітектурний землетрус Ethereum: чому EVM має поступитися місцем RISC-V

Протокол Ethereum стикається зі своєю найрадикальнішою трансформацією з моменту створення — не просто оновленням, а фундаментальним архітектурним переформатуванням. Віртуальна машина Ethereum (EVM), яка забезпечувала всю революцію DeFi та NFT, стає найбільшим вузьким місцем у продуктивності мережі в майбутньому, де домінують доказові системи нульового знання. Відповідь: замінити її на RISC-V.

Криза продуктивності, про яку ніхто не говорить

Ось тверда правда: поточні реалізації zero-knowledge EVM у 50-800 разів повільніші за нативне виконання. Чому? Тому що вони не доводять безпосередньо EVM — вони доводять інтерпретатор EVM, який сам по собі компілюється до байткоду RISC-V.

Як поставив питання сам Віталік Бутерін: Якщо в кінцевому підсумку ми компілюємо виконання EVM у RISC-V, навіщо додавати зайвий рівень абстракції між розробниками та фактичним рівнем виконання? Видалення цього накладного часу інтерпретатора може розблокувати 100-кратну ефективність для перевірки Layer 1.

Поточні рішення створюють каскадні проблеми:

Попередньо скомпільовані контракти: Ethereum додав жорстко закодовані криптографічні функції (modexp, ecrecover тощо) як тимчасові рішення для обмежень продуктивності EVM. Це катастрофічно роздувало довірену кодову базу — обгортковий код для одного попереднього компілятора тепер складніший за весь інтерпретатор RISC-V. Додавання нових вимагає суперечливих хард-форків, що гальмує інновації.

Архітектурне невідповідність: дизайн стеку EVM з 256 біт зроблений для криптографічних примітивів у 2015 році. Сьогодні це обтяжливо — більшість операцій смарт-контрактів використовують 32- або 64-бітні цілі числа, але EVM все ще витрачає ті самі ресурси для менших значень, додаючи 2-4 рази зайвої складності для доказів нульового знання.

Чому RISC-V перемагає: перевага відкритого стандарту

RISC-V — це не власна віртуальна машина, а відкритий стандарт архітектури команд, доступний будь-кому. Це створює три вирішальні переваги:

Радикальна простота: всього 47 основних інструкцій. Порівняно з тисячами x86. Це свідомий мінімалізм — менше поверхонь для атак, легше формально перевіряти, менше довірених меж.

Зріла екосистема програмного забезпечення: впроваджуючи RISC-V, Ethereum отримує десятиліття інфраструктури компіляторів безкоштовно. Інструментарій LLVM вже підтримує Rust, Go, C++, Python та десятки мов. Розробникам не потрібно вивчати новий синтаксис — вони можуть писати смарт-контракти будь-якою мовою, яку вже знають, і компілювати безпосередньо до Layer 1. Віталік називає це “досвідом NodeJS” — писати клієнтський і серверний код однією мовою.

Конвергенція ринку: 9 з 10 проектів zkVM вже обрали RISC-V як їхню нативну інструкційну систему. Це не теорія — це де-факто стандарт екосистеми нульового знання. Впровадження на Layer 1 узгодить ядро Ethereum з інфраструктурою, до якої прагне весь його L2.

План міграції: три етапи, без революції

Це не Велика Вибухова зміна. Віталік виклав обережний підхід:

Фаза 1: Замінення попередньо скомпільованих контрактів
Функції RISC-V з’являються у EVM через білінговані програми. Зміни у форматі байткоду не потрібні. Розробники не помічають. Мережа отримує досвід роботи з новою VM у контрольованих умовах — найменше ризиковане тестове середовище.

Фаза 2: Ера двох віртуальних машин
Обидві — EVM і RISC-V — співіснують. Смарт-контракти можуть позначати свій формат байткоду. Важлива інновація: вони можуть викликати один одного через системні виклики (ECALL). Це означає, що у вас може бути основний пул Uniswap V3 у RISC-V, який викликає застарілий оракул на базі EVM — прозора взаємодія.

Фаза 3: EVM як симуляція (Стратегія “Розетта”)
Класична EVM стає формально перевіреним смарт-контрактом на базі RISC-V. Це найкраще спрощення — замість підтримки двох рушіїв виконання, ядро розробників підтримує один спрощений Layer 1, з підтримкою застарілих систем як прикладного рівня. Ця фаза може зайняти роки, але вона неминуча.

Хто виграє, хто програє: перерозподіл роликів

Цей перехід буде землетрусом для інфраструктури Layer 2:

Оптимістичні Rollups стикаються з екзистенційною загрозою: проекти на кшталт Arbitrum і Optimism залежать від механізмів доказу шахрайства, що повторно виконують спірні транзакції через L1 EVM. Коли EVM зникне з Layer 1, їхня вся модель безпеки руйнується. Вони матимуть два жорсткі вибори: (1) — знову створити системи доказу шахрайства для RISC-V з нуля, або (2) — повністю відмовитися від моделі безпеки Ethereum.

ZK Rollups отримують виграш: Polygon, zkSync, Scroll та інші вже побудували свої L2 навколо zkVM на RISC-V. L1, що “говорить їхньою мовою”, дозволяє нативні роллапи — без перекладацького шару. Команди L2 можуть повторно використовувати компілятори, дебагери та інструменти перевірки L1. Це змінює економіку L2:

• відсутність спеціальної логіки мостів між RISC-V L2 і VM L1
• обчислення газу стають точними — комісії L1 точно відображають реальні витрати на перевірку RISC-V
• розрахунки розрахунків стають атомарними, а не евристичними

Результат? Візія Джастіна Дрейка про “роллапи як спеціалізовані інстанси L1” — тісніша інтеграція, менша затримка, більш ефективний капітал.

Для розробників і користувачів: справжній вплив

Досвід розробника: розробники перестають бути прив’язаними до Solidity/Vyper/Yul. Вони пишуть Rust, Go або Python — використовують улюблені бібліотеки з npm або crates.io — і це працює безпосередньо на L1. Компіляція прозора. Віталік прогнозує, що Solidity все одно залишиться через мережеві ефекти екосистеми, але знімається тиск.

Економіка користувачів: вартість доказів зменшується приблизно у 100 разів (від доларів за транзакцію до центів). Це не теорія — результати zkVM від Succinct Labs вже це демонструють. У поєднанні з швидшими розрахунками на L2 (Optimistic Rollups зараз вимагають 7-денних вікон виведення; OP Succinct зменшує його до 1 години), і досвід користувача стає якісно іншим.

Мета — “Gigagas L1” — приблизно 10 000 транзакцій на секунду на Layer 1 з атомарною фіналізацією. Це відкриває можливості для застосунків, які зараз неможливі через вартість і затримки.

Ризики, які потрібно враховувати

Хаос у вимірюванні газу: справедливо рахувати інструкції у загальнодоступній ISA — нерозв’язана проблема. Зловмисник може створити код, що багаторазово викликає пропуски кешу — високі CPU-витрати, мінімальний Gas. Це може створити нові вектори відмови в обслуговуванні.

Збільшення довіри до компілятора: модель безпеки змінюється з “довіряти виконанню на лінії” на “довіряти компілятору LLVM”. LLVM — це тисячі рядків складного коду з історією вразливостей. Якщо зловмисник знайде баг у компіляторі, він зможе приховати шкідливу поведінку у, здавалося б, безпечному вихідному коді. Ще гірше — проблема “відтворюваного збірки” ускладнює доведення, що бінарний файл на лінії відповідає публічному вихідному коду — кошмар для прозорості.

Фрагментація екосистеми: якщо різні проекти приймуть різні конфігурації RISC-V (RV32I vs. RV64GC), різні стандарти ABI(, екосистема розділиться. Перевага інструментарію зникне.

Стек пом’якшення:

• поетапний запуск )pre-Phase 1( — доводить модель у низькоризикових сценаріях
• безперервне тестування на злом )fuzz testing вже виявило 11 критичних помилок у zkVM(
• формальна перевірка )специфікація SAIL дозволяє математично довести коректність, на відміну від неоднозначності Yellow Paper(
• один стандартний конфігураційний набір )ймовірно RV64GC + Linux ABI( для запобігання фрагментації

Майбутнє Ethereum з підтвердженням

Це не просто про швидкість. Більш широка візія — Ethereum перетворюється з “машини смарт-контрактів” у мінімалістичний рівень розрахунків і довіри для інтернету. Дорожня карта “Lean Ethereum” )Lean Consensus + Lean Data + Lean Execution( спеціально розроблена для зняття складності — і Lean Execution найглибше.

SP1 zkVM від Succinct Labs доводить, що це працює на практиці. Їхній продукт OP Succinct накладає zk-докази на Optimistic Rollups, зменшуючи час виведення у 7 разів. Їхня мережа доказів Succinct Prover Sketch — це ринок генерації доказів. Це не дослідницькі роботи — це системи для виробництва.

Історичний момент наближається: інструменти формальної перевірки стають зрілими )Lean theorem prover(, апаратне прискорення доказів вже у виробництві )SP1 ASICs під тестуванням, і 90% екосистеми zkVM вже обрали RISC-V. Візія Віталіка “зробити все snark” вже не є спекуляцією — це інфраструктура, яка чекає, коли Layer 1 наздожене.

Ethereum стоїть перед вибором: зараз еволюціонувати архітектурно або спостерігати, як його обмеження продуктивності затвердіють, оскільки обчислення нульового знання стануть стандартом. Дані свідчать, що мережа обере еволюцію — у ретельно вимірюваних фазах, але неминуче.

Криптографічна основа інтернету написана не Solidity. Вона написана на RISC-V.