ETH enfrenta gargalo de prova de 80% enquanto Vitalik propõe árvore de estados binária e troca de VM RISC-V de longo prazo.
é 3,61% Ethereum ,O cofundador Vitalik Buterin propôs duas mudanças técnicas destinadas a abordar os desafios de eficiência de prova na rede blockchain, de acordo com uma proposta descrita no EIP-7864 e documentação relacionada.
A proposta de curto prazo, designada como EIP-7864, substituiria o atual keccak hexário Merkle Patricia Tree do Ethereum por uma estrutura de árvore binária utilizando uma função hash mais eficiente. A estrutura hexária existente foi projetada para prioridades que diferem da arquitetura de alta capacidade de comprovação que os desenvolvedores do Ethereum estão buscando atualmente, de acordo com a proposta.
A estrutura da árvore binária produziria ramificações Merkle quatro vezes menores que o sistema atual, já que as operações binárias exigem 32 vezes log(n), em comparação com 512 vezes log(n) do hexário dividido por 4, de acordo com as especificações técnicas da proposta.
A redução diminuiria os custos de verificação de filiais do lado do cliente e reduziria os requisitos de largura de banda de dados para ferramentas como Helios e sistemas privados de recuperação de informações pelo mesmo fator, afirma a proposta.
Provar ganhos de eficiência iria além das melhorias no comprimento das filiais. A proposta indica que ramificações mais curtas proporcionariam uma melhoria de três a quatro vezes, separada da otimização da função hash. A implementação do blake3 em vez do keccak poderia proporcionar uma melhoria adicional de três vezes, enquanto uma variante do Poseidon poderia potencialmente proporcionar uma melhoria de 100 vezes, embora seja necessária uma análise de segurança adicional antes da implantação do Poseidon, de acordo com o documento.
O design da árvore binária inclui um sistema de armazenamento baseado em páginas que agrupa slots de armazenamento adjacentes em páginas de 64 a 256 slots, aproximadamente 2 a 8 kilobytes. O cabeçalho do bloco e os primeiros 1 a 4 kilobytes de código e armazenamento compartilhariam a mesma página, permitindo que contratos que lessem a partir de slots de armazenamento iniciais se beneficiassem da eficiência do lote, em vez de custos de acesso individuais. A proposta estima que isso poderia economizar mais de 10.000 gases por transação para aplicativos descentralizados que carregam dados de slots de armazenamento iniciais, o que representa uma parcela substancial dos contratos implantados ativos.
Árvores binárias oferecem processos de implementação e auditoria mais simples, de acordo com a proposta. A estrutura fornece profundidade de acesso mais previsível em contratos de tamanhos variados, reduzindo a variação nos custos de execução e cria espaço para incorporar metadados necessários para o desenvolvimento futuro de expiração de estado.
A proposta de longo prazo envolve a substituição da Máquina Virtual Ethereum por uma máquina virtual mais eficiente, como RISC-V. A proposta argumenta que a arquitetura do EVM não é otimizada para um blockchain com muitos recursos e que substituí-la resolveria ineficiências fundamentais em vez de gerenciá-las por meio de pré-compilações e soluções alternativas acumuladas.
A proposta de Buterin cita quatro vantagens do RISC-V sobre o EVM. Primeiro, eficiência bruta de execução: o RISC-V supera o EVM a um grau que eliminaria a necessidade de muitas pré-compilações, já que os cálculos subjacentes poderiam ser executados de forma eficiente dentro da própria VM. Segundo, eficiência do provador: os provadores de conhecimento zero são atualmente escritos em RISC-V, criando alinhamento natural com a infraestrutura de comprovação existente. Terceiro, prova do lado do cliente: uma VM RISC-V permitiria aos usuários gerar provas de conhecimento zero localmente sobre interações de contas com dados específicos, permitindo aplicativos de privacidade e verificação atualmente não suportados pelo EVM sem ferramentas externas. Quarto, simplicidade: um interpretador RISC-V pode ser implementado em várias centenas de linhas de código, de acordo com a proposta.
O roteiro de implantação descrito na proposta inclui três etapas. No primeiro estágio, uma nova máquina virtual, potencialmente RISC-V, lidaria apenas com pré-compilações, com as pré-compilações atuais e novas se tornando blobs de código na nova VM. No segundo estágio, os usuários poderiam implantar contratos diretamente na nova VM. Na terceira fase, o EVM seria retirado e reimplementado como um contrato inteligente escrito na nova VM, preservando a retrocompatibilidade para contratos existentes, sendo a principal alteração os ajustamentos dos custos do gás, que deverão ser ofuscados por desenvolvimentos de escala simultâneos.
Buterin caracteriza ambos mudanças como abordar o mesmo desafio fundamental de ângulos diferentes. A árvore de estados e a VM juntas são responsáveis por mais de 80% do gargalo na comprovação eficiente, de acordo com a proposta. Abordar qualquer um dos componentes sem o outro deixa o problema maior parcialmente sem solução, enquanto abordar ambos produziria um protocolo estruturalmente alinhado com a arquitetura pesada e à prova de conhecimento zero que o Ethereum vem desenvolvendo, em vez de adaptar essa arquitetura à infraestrutura projetada para diferentes requisitos.
A proposta reconhece que a substituição da VM não representa atualmente consenso dentro da comunidade de desenvolvimento do Ethereum, descrevendo-a como uma mudança que se tornará mais aparente assim que as modificações na árvore de estados forem concluídas. A proposta apresenta as mudanças como sequenciais: primeiro as árvores binárias, seguidas pela substituição da VM, uma vez provada que a infraestrutura amadurece em torno da nova estrutura de estado. O EVM tem acumulado complexidade ao longo de anos de adições incrementais, e a proposta afirma que atender aos requisitos de funcionalidade do Ethereum exige abordar a VM em vez de implementar continuamente soluções alternativas.