Buterin มุ่งเป้าแก้ไขจุดคอขวดหลักของ Ethereum ด้วยการปรับปรุงครั้งใหญ่

Vitalik Buterin กำลังเปลี่ยนทิศทางการสนทนาเกี่ยวกับการขยายขนาดของ Ethereum จาก Layer 2 (L2) กลับมาสู่แกนหลักของโปรโตคอล

นวัตกรชาวรัสเซีย-แคนาดาระบุว่าข้อจำกัดระยะยาวที่ใหญ่ที่สุดของ Ethereum ไม่ใช่ rollups หรือความจุของ blob แต่เป็นคอขวดทางสถาปัตยกรรมที่ลึกกว่าภายใน state tree และ virtual machine ของเครือข่าย

Vitalik Buterin เสนอการปรับปรุง Ethereum ครั้งใหญ่เพื่อแก้ไขคอขวดของ State Tree และ Virtual Machine

ตาม Buterin ส่วนประกอบสองส่วน ได้แก่ state tree และ virtual machine ของเครือข่าย คิดเป็นมากกว่า 80% ของต้นทุนการพิสูจน์ เขากล่าวว่านี่เป็นปัญหาสำคัญเมื่อเทคโนโลยี zero-knowledge (ZK) กลายเป็นศูนย์กลางของแผนงาน Ethereum

การปรับปรุง Binary Tree

หัวใจของข้อเสนอคือ EIP-7864 ซึ่งจะแทนที่ hexary Merkle Patricia tree ปัจจุบันของ Ethereum ด้วยการออกแบบ binary tree

การเปลี่ยนแปลงอาจฟังดูเล็กน้อย แต่ผลกระทบนั้นมีนัยสำคัญ Binary trees จะสร้าง Merkle proofs ที่สั้นกว่าโครงสร้างปัจจุบันประมาณ 4 เท่า ลดความต้องการแบนด์วิดท์การตรวจสอบอย่างมาก

สิ่งนี้ทำให้ไคลเอนต์น้ำหนักเบาและแอปพลิเคชันที่รักษาความเป็นส่วนตัวมีราคาถูกลงและใช้งานได้จริงมากขึ้น

โครงสร้างใหม่จะจัดกลุ่ม storage slots เป็น "pages" ทำให้แอปพลิเคชันที่โหลดข้อมูลที่เกี่ยวข้องสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

แอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ (dApps) จำนวนมากเข้าถึง storage slots ที่อยู่ติดกันซ้ำๆ ซึ่งหมายความว่าการอัปเกรดนี้สามารถประหยัดมากกว่า 10,000 gas ต่อธุรกรรมในบางกรณี

Buterin ยังแนะนำให้จับคู่การเปลี่ยนแปลง tree กับฟังก์ชัน hash ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ความเร็วในการสร้างการพิสูจน์เพิ่มขึ้นอีก

ที่สำคัญกว่านั้น การออกแบบใหม่จะทำให้ชั้นฐานของ Ethereum เป็น "prover-friendly" มากขึ้น ทำให้แอปพลิเคชัน ZK สามารถรวมเข้ากับ state ของ Ethereum โดยตรง แทนที่จะสร้างระบบขนาน

มองในภาพรวม ข้อเสนอ binary tree มีเป้าหมายเพื่อรวมบทเรียนทศวรรษของการจัดการ state เข้าสู่โครงสร้างที่สะอาดกว่าและทันสมัยต่ออนาคต

อนาคตเหนือกว่า EVM?

ที่ทะเยอทะยานยิ่งกว่าคือวิสัยทัศน์ระยะยาวของ Buterin สำหรับ execution engine ของ Ethereum เขาเสนอแนวคิดในการเคลื่อนไปเหนือกว่า Ethereum Virtual Machine (EVM) สู่สถาปัตยกรรมที่ใช้ RISC-V

RISC-V เป็นชุดคำสั่งแบบเปิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพและความเรียบง่ายที่มากขึ้น

Buterin โต้แย้งว่าการพึ่งพา special-case precompiles ที่เพิ่มขึ้นของ Ethereum สะท้อนถึงความไม่สบายใจที่ลึกกว่ากับตัว EVM เอง

หากคำมั่นหลักของ Ethereum คือความสามารถในการเขียนโปรแกรมแบบใช้งานทั่วไป เขาแนะนำว่า VM ควรสนับสนุนวิสัยทัศน์นั้นอย่างเต็มที่โดยไม่มีวิธีแก้ปัญหาชั่วคราวมากเกินไป VM ที่ใช้ RISC-V สามารถ:

• ลดความซับซ้อน
• ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานแบบดิบ และ
• สอดคล้องกับระบบพิสูจน์ zero-knowledge สมัยใหม่ได้ดีขึ้น ซึ่งหลายระบบใช้สภาพแวดล้อม RISC-V ภายในอยู่แล้ว

ในระยะใกล้ Buterin เสนอ "vectorized math precompile" ที่อธิบายว่าเป็น "GPU สำหรับ EVM" ซึ่งสามารถเร่งการดำเนินการเข้ารหัสได้อย่างมาก

ในระยะยาว เขาสรุปการเปลี่ยนผ่านเป็นขั้นตอนซึ่ง RISC-V จะขับเคลื่อน precompiles ก่อน จากนั้นสนับสนุน user-deployed contracts และในที่สุดรวม EVM เองเป็นชั้นความเข้ากันได้

การถกเถียงเรื่องความซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อว่า Ethereum ต้องการการเปลี่ยนแปลงชั้นลึกเพิ่มเติม นักวิเคราะห์ DBCrypto วิพากษ์วิจารณ์สิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็นการแยกตัวที่เพิ่มขึ้นในแผนงาน Ethereum รวมถึงกรอบงานใหม่ที่มุ่งแก้ไขการแยกส่วนของ rollup

เขาโต้แย้งว่าแต่ละชั้นเพิ่มเติมจะเพิ่มความซับซ้อน แนะนำสมมติฐานความไว้วางใจ และสร้างพื้นผิวโจมตีที่อาจเกิดขึ้นเพิ่มเติม

ความตึงเครียดสะท้อนถึงการถกเถียงที่กว้างขึ้นว่า Ethereum ควรจะวางโซลูชันเป็นชั้นต่อไปบนการออกแบบที่มีอยู่หรือทำงานรากฐานใหม่

อย่างไรก็ตาม ตาม Vitalik Buterin สถาปัตยกรรมของ Ethereum ต้องพัฒนาและปรับตัวเมื่อการพิสูจน์ zero-knowledge เปลี่ยนจากช่องแคบไปสู่ความจำเป็น

เขาแนะนำว่าขั้นตอนถัดไปของการขยายขนาดอาจไม่เกิดขึ้นบน Layer 2 แต่เกิดขึ้นลึกภายในแกนหลักของ Ethereum