Ethereum tại ngã rẽ: Cuộc di cư lớn từ EVM sang RISC-V bắt đầu

Cuộc Khủng Hoảng Kiến Trúc Không Ai Muốn Thừa Nhận

Trong hơn một thập kỷ, Ethereum Virtual Machine (EVM) đã là xương sống của tính toán blockchain—động cơ thúc đẩy DeFi, NFT, và vô số ứng dụng phi tập trung. Tuy nhiên, đằng sau câu chuyện thành công này tồn tại một sự thật khó chịu mà các kiến trúc sư của giao thức không còn có thể phớt lờ: trong một tương lai bị chi phối bởi các bằng chứng không kiến thức (ZK), EVM đã trở thành một gánh nặng tính toán.

Các con số kể một câu chuyện tàn nhẫn. Khi Ethereum chuyển sang mô hình xác minh trạng thái L1 thông qua các bằng chứng ZK, khoảng cách hiệu suất trở nên thảm khốc. Các triển khai zkEVM hiện tại không trực tiếp chứng minh chính EVM; thay vào đó, chúng chứng minh trình thông dịch của EVM—mã đã được biên dịch thành một bộ lệnh khác. Sự gián đoạn kiến trúc này tạo ra một khoản thuế tính toán: chậm lại từ 50x đến 800x so với thực thi gốc.

Vitalik Buterin đã diễn đạt mâu thuẫn cốt lõi một cách rõ ràng đặc trưng: nếu thực thi nền tảng cuối cùng cũng được biên dịch thành mã RISC-V, tại sao lại duy trì lớp trung gian đắt đỏ này?

Nhận thức này đã kích hoạt một trong những điểm ngoặt chiến lược quan trọng nhất của Ethereum. Giải pháp không phải là tối ưu hóa từng bước—mà là thay thế kiến trúc. Ethereum đang chuẩn bị kết thúc EVM và chuyển sang chấp nhận RISC-V như lớp thực thi gốc của mình.

Tại Sao RISC-V? Lập Luận Cho Một Tiêu Chuẩn Mở

RISC-V không phải là sáng chế độc quyền của Ethereum. Nó là một kiến trúc tập lệnh mở, trưởng thành—về cơ bản là một bản thiết kế tiêu chuẩn hóa cho cách các bộ xử lý hoạt động. Sự phân biệt này có ý nghĩa vô cùng quan trọng.

Triết lý thiết kế tối giản nằm ở cốt lõi của RISC-V: bộ lệnh cơ bản chứa khoảng 47 lệnh. Sự tối giản này tạo ra một đặc tính an ninh tinh tế—một mã nguồn tin cậy nhỏ hơn dễ dàng kiểm toán, chính thức hóa và xác minh toán học hơn nhiều. So sánh với EVM, vốn tích tụ phức tạp qua nhiều thập kỷ vá lỗi và các hàm biên dịch sẵn.

Lợi thế hệ sinh thái cũng không kém phần thuyết phục. RISC-V đã có sự hậu thuẫn của các tổ chức thông qua hạ tầng trình biên dịch LLVM, vốn là nền tảng chung cho các ngôn ngữ như Rust, C++, Go, và Python. Bằng cách chấp nhận RISC-V, Ethereum về cơ bản thừa hưởng hàng thập kỷ phát triển và tối ưu hóa trình biên dịch miễn phí.

Có lẽ điều đáng nói nhất, thị trường zkVM đã bỏ phiếu bằng chân của mình. Trong số các dự án hàng đầu xây dựng máy ảo không kiến thức, khoảng 90% đã tiêu chuẩn hóa trên RISC-V. Sự hội tụ này báo hiệu một sự đồng thuận của thị trường: RISC-V không phải là một cược mang tính chất đầu cơ mà là một tiêu chuẩn đã được xác thực thực tế.

Lợi thế của đặc tả chính thức còn cộng hưởng thêm. RISC-V bao gồm SAIL—một đặc tả có thể đọc bằng máy, thiết kế cho xác minh toán học. Trong khi đó, đặc tả của EVM chủ yếu tồn tại dưới dạng văn bản trong Yellow Paper, gây ra những mơ hồ khiến các chứng minh chính thức trở nên khó khăn hơn nhiều.

Chiến Lược Chuyển Đổi Ba Giai Đoạn

Kế hoạch di chuyển của Ethereum phản ánh những bài học khó khăn về quản lý các thay đổi ở cấp độ giao thức mà không làm mất ổn định mạng lưới. Thay vì một bước nhảy đột ngột, quá trình chuyển đổi diễn ra qua ba giai đoạn được sắp xếp cẩn thận.

Giai đoạn Một: Các Lựa Chọn Đã Biên Dịch Trước đến như một điểm vào rủi ro thấp nhất. Thay vì giới thiệu các hàm biên dịch sẵn mới của EVM, Ethereum sẽ dần thay thế chúng bằng các triển khai RISC-V bọc dưới dạng hợp đồng thông minh được whitelist. Điều này cho phép môi trường thực thi mới tự chứng minh trên mainnet trong một bối cảnh sandbox, với client của Ethereum đóng vai trò lớp tích hợp.

Giai đoạn Hai: Kỷ Nguyên Máy Ảo Song Song mở ra khả năng thực thi RISC-V trực tiếp cho các nhà phát triển. Các hợp đồng thông minh có thể chỉ rõ—thông qua các thẻ metadata—liệu mã byte của chúng nhắm vào EVM hay RISC-V. Đổi mới then chốt ở đây là khả năng tương tác hoàn toàn: các hợp đồng viết cho kiến trúc nào có thể gọi lẫn nhau một cách liền mạch qua các cuộc gọi hệ thống tiêu chuẩn. Thời kỳ tồn tại song song này cho phép hệ sinh thái dần dần chuyển đổi theo nhịp của riêng nó.

Giai đoạn Ba: Chiến Lược Rosetta đại diện cho mục tiêu cuối cùng. EVM trở thành các hợp đồng thông minh đã được xác minh chính thức chạy trong RISC-V thay vì bên cạnh nó. Điều này loại bỏ nhu cầu về hai động cơ thực thi, đơn giản hóa đáng kể việc triển khai client và giảm diện tích bảo trì. Các ứng dụng cũ vẫn hoạt động không thay đổi, nhưng nay được hỗ trợ bởi một nền tảng thống nhất, tối giản.

Cách tiếp cận theo từng giai đoạn này biến một cuộc đứt gãy giao thức có thể thảm khốc thành một quá trình di chuyển được dàn dựng cẩn thận.

Những Chuyển Đổi Chấn Động Trong Cảnh Quan Layer-2

Việc chuyển từ EVM sang RISC-V sẽ không ảnh hưởng đều đặn đến tất cả các giải pháp Layer-2. Thực tế, nó sẽ định hình lại cơ chế cạnh tranh của hệ sinh thái rollup một cách căn bản.

Optimistic Rollups đối mặt với thách thức kiến trúc sinh tử. Các dự án như Arbitrum và Optimism hiện dựa trên mô hình bảo mật nơi các bằng chứng gian lận được xác minh bằng cách thực thi lại các giao dịch tranh chấp qua EVM của L1. Nếu L1 không còn có EVM, toàn bộ lộ trình xác minh này sụp đổ. Các dự án này phải đưa ra lựa chọn: thực hiện một cuộc tái thiết lớn để triển khai các hệ thống bằng chứng gian lận phù hợp với RISC-V L1 mới, hoặc chấp nhận vị trí phụ thuộc chiến lược trong hệ thống bảo mật của Ethereum.

Zero-knowledge Rollups thừa hưởng lợi thế ngược lại. Vì phần lớn các dự án ZK đã sử dụng RISC-V nội bộ, một L1 “nói cùng ngôn ngữ” của họ tạo ra sự phù hợp chưa từng có. Tầm nhìn của Justin Drake về “Rollups bản địa” trở nên khả thi: các hoạt động L2 trở thành các ví dụ chuyên biệt của môi trường thực thi L1, giải quyết với chi phí cầu nối tối thiểu.

Lợi ích thực tiễn lan tỏa qua toàn bộ hệ thống công nghệ. Các nhóm L2 không còn cần xây dựng các lớp dịch thuật phức tạp giữa kiến trúc RISC-V nội bộ của họ và một VM L1 nước ngoài. Các công cụ phát triển—trình biên dịch, trình gỡ lỗi, tiện ích xác minh chính thức—trở nên phổ quát hơn trên cả L1 và L2. Kinh tế gas phù hợp hơn với chi phí tính toán thực tế.

Sự Thay Đổi Trong Trải Nghiệm Nhà Phát Triển và Người Dùng

Quá trình chuyển đổi sẽ không thể nhận biết đối với phần lớn người dùng nhưng sẽ mang tính cách mạng đối với các nhà phát triển.

Đối với các nhà xây dựng hợp đồng thông minh, cơ hội là vô hạn. Thay vì bị giới hạn trong các ngôn ngữ đặc thù như Solidity hay Vyper, các nhà phát triển có thể viết hợp đồng bằng các ngôn ngữ phổ biến: Rust, Go, Python, C++. Thông qua quy trình biên dịch LLVM, các ngôn ngữ này thừa hưởng toàn bộ hệ sinh thái thư viện, framework, và công cụ phát triển của chúng. Vitalik hình dung đây là trải nghiệm kiểu “Node.js”—viết cả mã trên chuỗi và ngoài chuỗi bằng cùng một ngôn ngữ, loại bỏ ma sát tâm lý của phát triển đa ngôn ngữ.

Solidity và Vyper sẽ không biến mất; các thiết kế tinh tế của chúng cho logic hợp đồng thông minh có khả năng vẫn tồn tại. Nhưng chúng sẽ trở thành tùy chọn chứ không bắt buộc.

Đối với người dùng, sự biến đổi này mang lại lợi ích kinh tế có thể đo đếm được. Chi phí tạo chứng minh ZK dự kiến giảm khoảng 100x, dẫn đến phí giao dịch L1 thấp hơn và chi phí thanh toán L2 rẻ hơn. Tính khả thi kinh tế này mở ra tầm nhìn “Gigagas L1”—mạng lưới có khả năng xử lý khoảng 10.000 giao dịch mỗi giây, mở ra các loại hình ứng dụng trên chuỗi mới trước đây không khả thi về mặt kinh tế.

Quản Lý Sự Phức Tạp

Sáng kiến kiến trúc này đi kèm với các rủi ro tỷ lệ thuận đòi hỏi các chiến lược giảm thiểu nghiêm ngặt.

Vấn đề đo lường Gas là thách thức chưa được giải quyết. Đối với các bộ lệnh đa dụng, việc tạo ra một mô hình Gas xác định và chống lạm dụng không đơn giản. Các phương pháp đếm lệnh đơn giản dễ bị tấn công bởi các chương trình gây ra cache misses hoặc các hành vi tiêu tốn tài nguyên khác với chi phí Gas tối thiểu. Cộng đồng sẽ cần phát triển các cơ chế tính Gas tinh vi hơn để chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ.

Rủi ro an ninh của toolchain có thể bị đánh giá thấp nhưng lại cực kỳ quan trọng. Mô hình bảo mật chuyển từ các máy ảo trên chuỗi sang các trình biên dịch ngoài chuỗi—như LLVM—là các hệ thống phức tạp dễ chứa lỗ hổng. Kẻ tấn công khai thác lỗi trong trình biên dịch có thể biến mã nguồn vô hại thành mã độc hại. Đảm bảo “xây dựng có thể tái tạo”—tức là các binary biên dịch trên chuỗi phải khớp chính xác với mã nguồn công khai—thêm một lớp khó khăn nữa.

Việc giảm thiểu rủi ro đòi hỏi một chiến lược phòng thủ đa tầng: triển khai theo giai đoạn để xây dựng niềm tin dần dần; thử nghiệm fuzz để phát hiện lỗ hổng; xác minh chính thức nhắm vào đặc tả thực thi; và tiêu chuẩn hóa hệ sinh thái quanh một cấu hình RISC-V duy nhất, phổ biến (chắc chắn là RV64GC với ABI tương thích Linux).

Mô Hình Thử Nghiệm: SP1 của Succinct Labs

Các lợi thế lý thuyết của RISC-V không chỉ là ý tưởng trừu tượng. Succinct Labs đã chứng minh khả năng thực tiễn của chúng qua SP1, một zkVM hiệu suất cao dựa trên RISC-V.

Thiết kế của SP1 thể hiện triết lý kiến trúc nổi bật từ quá trình chuyển đổi này. Thay vì dựa vào các hàm biên dịch sẵn chậm chạp, nó sử dụng phương pháp “tập trung vào precompile” nơi các phép tính nặng như băm Keccak được chuyển sang các mạch ZK tùy chỉnh, tối ưu thủ công. Các mạch này được gọi qua các lệnh ECALL (environment call)—kết hợp hiệu suất phần cứng với linh hoạt phần mềm.

Ảnh hưởng thực tế đã rõ ràng. Sản phẩm OP Succinct của Succinct Labs bổ sung khả năng không kiến thức vào các stack Rollup Thoải Mái, rút ngắn thời gian rút tiền từ bảy ngày xuống còn khoảng một giờ. Sự tăng tốc này giải quyết một điểm đau cơ bản trong hệ sinh thái OP Stack, chứng minh cách RISC-V phù hợp cho các tối ưu hóa trước đây không thể thực hiện được.

Con Đường của Ethereum Đến Vượt Trội Trong Tính Toán Có Thể Xác Minh

Chuyển đổi này không chỉ là một nâng cấp kỹ thuật. Nó định vị Ethereum từ một “máy ảo hợp đồng thông minh” sang một lớp tin cậy tối giản, có thể xác minh cho hạ tầng internet như Vitalik mô tả. Mục tiêu dài hạn rõ ràng là: “ZK-snarkify mọi thứ”—tạo ra một môi trường tính toán nơi các phép tính tùy ý có thể được chứng minh một cách hiệu quả mà không cần tính lại.

Tầm nhìn này phù hợp với xu hướng công nghệ rộng lớn hơn: sự tiến hóa của mật mã từ các hàm băm và chữ ký sang các bằng chứng không kiến thức như là nguyên thủy thứ ba nền tảng. Việc Ethereum chấp nhận RISC-V là bước hạ tầng giúp cho sự tiến hóa này trở thành khả thi về mặt thực tế quy mô lớn.

Lợi ích tích tụ trên nhiều chiều cùng lúc: hiệu suất tăng mạnh nhờ thực thi gốc ZK; độ phức tạp của giao thức giảm qua kiến trúc thống nhất; các công cụ hệ sinh thái trở nên miễn phí thông qua việc tiêu chuẩn hóa; và các phương pháp xác minh chính thức cuối cùng trở nên khả thi về mặt toán học.

Chuyển đổi này sẽ không diễn ra ngay lập tức, và vẫn còn nhiều thách thức lớn. Tuy nhiên, lập luận chiến lược đã trở nên không thể phủ nhận. Bằng cách chấp nhận RISC-V, Ethereum không chỉ giải quyết một vấn đề tối ưu hóa—mà còn đang chuẩn bị trở thành lớp tin cậy nền tảng cho một internet được vận hành bởi tính toán có thể xác minh.

Việc kết thúc EVM đang bắt đầu.