RISC-V como alternativa al EVM: propuesta de innovación para la capa de ejecución de Ethereum

Recientemente, uno de los cofundadores de Ethereum presentó una propuesta a largo plazo, sugiriendo reemplazar la actual máquina virtual de ejecución (EVM) por una arquitectura de conjunto de instrucciones de código abierto RISC-V. Esta propuesta tiene como objetivo superar el cuello de botella en el rendimiento de la capa de ejecución y simplificar la lógica del protocolo, especialmente en términos de eficiencia de las pruebas de conocimiento cero (ZK Proof), y se espera que logre una mejora de hasta 100 veces.

Limitaciones actuales de EVM y ventajas de RISC-V

Problemas existentes en EVM:

1. Arquitectura obsoleta: la estructura de pila de 256 bits es incompatible con las CPU modernas, lo que afecta la eficiencia de ejecución de ZK-EVM.
2. Cuello de botella de la prueba ZK: Se destinan muchos recursos a la ejecución de la EVM en sí, lo que limita la eficiencia de la prueba ZK.
3. Dificultades de mantenimiento: la acumulación de funciones a lo largo de los años ha llevado a una complejidad normativa, y ciertas características son difíciles de eliminar.
4. Desarrollo restringido: un conjunto de instrucciones no estándar limita el soporte entre lenguajes.

Ventajas de RISC-V:

1. Alto rendimiento: el conjunto de instrucciones simplificado es adecuado para la optimización de hardware, e incluso puede lograr aceleración de hardware.
2. Optimización amigable con ZK: generación directa de circuitos para instrucciones RISC-V, simplificando el proceso de prueba ZK.
3. Cadena de herramientas madura: admite varios lenguajes de programación populares, reduciendo la barrera de entrada para el desarrollo.
4. Estándar general: ya hay proyectos de blockchain que han sido adoptados con éxito y cuentan con experiencia práctica.

Ruta de reemplazo y desafíos

Tres posibles soluciones alternativas:

1. Doble VM en coexistencia: EVM y RISC-V funcionan en paralelo, garantizando la compatibilidad.
2. Intérprete en cadena: ejecuta todos los contratos EVM mediante la interpretación de contratos RISC-V.
3. Mecanismo de plugins del intérprete: utiliza el intérprete como elemento del protocolo, apoyando la expansión futura.

Desafíos técnicos enfrentados en la implementación:

• El rendimiento de ejecución puede disminuir temporalmente
• El sistema de precios del Gas necesita ser rediseñado
• Construcción de un entorno de caja de seguridad
• Actualización completa de la cadena de herramientas de desarrollo
• Asegurar la migración suave de los contratos existentes

Impacto en las rutas de escalabilidad existentes

La introducción de RISC-V no reemplazará las estrategias de escalado existentes:

• La Capa 2 sigue siendo la principal dirección de escalabilidad, RISC-V puede mejorar la eficiencia de validación de L1.
• La fragmentación de datos y el EIP-4844 siguen siendo necesarios para resolver el problema de la disponibilidad de datos.
• Las tecnologías relacionadas con FaaS y MEV no se ven afectadas por los cambios en la arquitectura de la máquina virtual.

Reacción de la comunidad y intentos similares

La comunidad tiene reacciones diversas ante esta propuesta: los partidarios la ven como una actualización estratégica necesaria, mientras que los conservadores temen las dificultades de implementación y el impacto ecológico.

En la industria ya hay intentos relacionados que pueden servir de referencia:

• Move VM (Aptos/Sui)
• FuelVM
• WASM (implementado en Stylus de Arbitrum)
• Un proyecto de blockchain ya está utilizando RISC-V en la mainnet

Perspectivas de impacto futuro

Si Ethereum finalmente adopta RISC-V, podría traer los siguientes cambios:

• Los desarrolladores pueden obtener más opciones de idioma, pero los idiomas existentes aún están disponibles.
• La mejora en la eficiencia de ejecución puede reducir los costos de Gas y aumentar la capacidad de procesamiento de transacciones.
• El ecosistema necesita adaptarse gradualmente a la nueva arquitectura, lo que podría afectar la compatibilidad entre cadenas.
• La capa de ejecución simplificada espera mejorar la seguridad y la auditabilidad del protocolo.

Esta propuesta representa una profunda reflexión de Ethereum sobre el rendimiento futuro y la simplicidad del protocolo. Aunque el proceso de implementación puede llevar años, abre nuevas posibilidades para el desarrollo a largo plazo de Ethereum. Como dicen los proponentes, para lograr un salto cualitativo, esta transformación fundamental puede ser el camino inevitable.