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100 倍以上的证明效率提升 —— RISC-V 架构能否突破以太坊主网扩展的技术桎梏?

布噜说

2025 年 4 月 20 日,以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 在 Ethereum Magicians 论坛上提出了关于提升以太坊执行层效率的技术解决方案:用 RISC-V 架构替代以太坊虚拟机(下文简称 EVM)作为智能合约的底层执行环境 —— 这样可将以太坊证明效率提升超过 100 倍。

Ethereum Magicians 论坛上 Vitalik Buterin RISC-V 技术提案原文:

https://ethereum-magicians.org/t/long-term-l1-execution-layer-proposal-replace-the-evm-with-risc-v/23617

什么是 RISC-V 架构?

RISC-V 是一种基于精简指令集计算(Reduced Instruction Set Computer‌ Version 5)原则开发的指令集架构(ISA),采用开源许可协议,可进行模块化部署,支持通过增减指令集灵活定制扩展需求,开发操作简洁高效。

为何要使用 RISC-V 架构?

近年来,区块链社区对以太坊架构复杂性的争议持续涌现。其中,以太坊主网(Layer1)如何解决扩展性的问题依旧是关注度较为集中的议题之一,而这也是 Vitalik Buterin 提出要在执行层上应用开源指令集架构 RISC-V 的原因。

Vitalik Buterin 认为:应用 RISC-V 架构可以提升执行层的效率,以解决以太坊主网扩展面临的技术限制。

目前,以太坊主网扩展面临的技术瓶颈包括:数据可用性采样、历史存储协议的稳定性、维持区块生产市场竞争性的需求、ZK-EVM 证明能力领域等。

这些技术瓶颈都指向以太坊执行层存在效率桎梏。目前,在 EVM 不同部分的周期数里,以「区块执行」(block_execution)环节消耗的证明时间最长,需要占用约 50% 的证明周期。

如何实现证明效率的提升?Vitalik Buterin 认为:RISC-V 架构可使证明效率提升超过 100 倍,有助于以太坊主网解决区块生产市场竞争性的需求,同时提升 ZK-EVM 的证明能力。

如何实现?

Vitalik Buterin 提出了以下三份实施方案:

方案一:双虚拟机架构

  • 实施方式:同时支持 EVM 与 RISC-V 虚拟机,允许开发者任选其一编写合约。

  • 特点:向后兼容性强,对执行层的变动和开发体验影响较小。

方案二:协议级替换方案

  • 实施方式:将现有 EVM 合约代码转换为调用 RISC-V 编写的 EVM 解释器。

  • 特点:完全消除对 EVM 的原生支持,执行层规范大幅简化,有助解决执行层的效率瓶颈和兼容性问题,但对执行层的变动和开发体验影响较大。

方案三:明确定义虚拟机解释器

  • 实施方式:协议层明确定义虚拟机解释器概念。强制要求解释器逻辑必须用 RISC-V 编写,允许扩展其他虚拟机(如 Move)。

  • 特点:能够平衡兼容性与灵活性,为多虚拟机生态预留空间。

了解更多:

Vitalik Buterin 提出的三份使用 RISC-V 架构替代 EVM 的技术实施方案,方案一强调兼容,策略风格相对保守;方案二主张重构,策略风格相对激进;方案三则采取了平衡策略,对执行层的变动和开发体验上的影响度较为适中。

这些方案的共同特点旨在突破以太坊执行层的效率瓶颈,而方案二、方案三在实施上的特点还包括同时大幅简化了执行层技术架构,其革新性堪比共识层的 Beam Chain 计划。

不过,尽管 RISC-V 架构在提升以太坊执行性能与系统灵活性方面展现出显著潜力,但从现有 EVM 生态过渡到 RISC-V 架构仍将面临技术适配、生态迁移等挑

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