著者 |ゲイリーマ・ウーがブロックチェーンについて語る
導入
イーサリアムの共同創設者である Vitalik Buterin 氏は最近、イーサリアム マジシャンズ コミュニティで、現在の実行層仮想マシン (EVM) をオープンソースの RISC-V 命令セット アーキテクチャに置き換えるという長期的な提案を行いました。彼はこの概念をコンセンサス層のビーム チェーンと比較し、これが実行層のパフォーマンスの飛躍的向上とプロトコル ロジックの簡素化を実現する唯一の潜在的な道であると信じています。特にゼロ知識証明（ZK証明）の効率性に関しては、EVMを置き換えることで最大100倍の最適化の改善が達成できるとVitalik氏は期待しています。この提案は、ZK 証明の効率、ブロック構築の複雑さ、データの可用性などの点で、Ethereum の現在のボトルネックを解決することを目的としています。
この記事では、平易な言葉を使って、提案の動機、技術的な詳細、実装パス、課題を分析し、イーサリアムの既存の拡張パスへの影響を探り、コミュニティの反応や同様の試みをレビューします。
1. 現在のEVMの限界とRISC-Vの利点
EVM の問題:
古いアーキテクチャ: EVM は 256 ビットのスタック構造を使用しますが、これは最新の CPU と互換性がなく、ZK-EVM を実行する際の効率が低下します。
ZK 証明のボトルネック: Succinct が述べたように、ZK-EVM のリソースの約半分が EVM 自体の実行に使用され、ZK 証明の効率が制限されます。
保守性が低い: 複雑な機能が長年にわたって蓄積され、仕様がわかりにくくなっています。たとえば、SELFDESTRUCT を廃止するのは困難です。
開発には制限があります: 非標準の命令セットによって言語間のサポートが制限され、主流の言語を EVM バイトコードに効率的にコンパイルすることが困難です。
RISC-Vの利点:
高いパフォーマンスと効率: RISC-V は、実際の CPU の命令セットを縮小したもので、ハードウェアに適しており、JIT 最適化やハードウェア アクセラレーションにも使用できます。
ZK 最適化: ZK 証明では、RISC-V 命令に対して回路が直接生成されるため、EVM 操作を証明するよりも簡単です。
成熟したツール チェーン: 開発のハードルが低く、エコシステムが幅広い、Rust/C/C++ などの主流言語をサポートします。
ユニバーサル標準: Nervos CKBなどのブロックチェーンに採用されており、成功事例もあります。
Vitalik氏は、ZK-EVMではEVMをRISC-Vにコンパイルするのではなく、契約実行アーキテクチャとしてRISC-Vを直接使用する方が、実行効率と拡張性を根本的に向上させることができると指摘しました。
2. 代替パスと課題: EVM からどのように移行するのか?
3 つの交換オプション:
デュアル VM の共存 (最も保守的): EVM と RISC-V は並行して実行され、新しいコントラクトでは移行期間中の互換性を確保するために RISC-V を使用できます。
オンチェーンインタープリターソリューション（根本的）：すべての EVM 契約は、オンチェーン RISC-V 契約によって解釈され、実行されます。
インタープリタ プラグイン メカニズム (妥協案): インタープリタをプロトコル要素として使用し、将来的に他の VM (Move など) をプラグインできるようにします。
実装時に直面する技術的な課題:
パフォーマンス低下のリスク: RISC-V は x86 チップ上でシミュレートする必要があり、初期効率は最適化された EVM よりも低くなる可能性があります。
ガス価格設定を再構築する必要があります。公平性とセキュリティを確保するために、RISC-V 命令に新しいガス モデルを定義する必要があります。
安全なサンドボックス設計: システム コールを制限し、コードの自己変更を防ぎ、確定的な実行を保証します。
開発ツールの適応: RISC-V バイトコードをサポートするには、コンパイラ、デバッガー、セキュリティ監査ツールを更新する必要があります。
移行の互換性の問題: 一部の契約は EVM 機能に依存しているため、移行には互換性レイヤーまたはフォールバック メカニズムの慎重な設計が必要です。
Vitalik 氏は移行パスとしてオプション 1 を推奨しており、古い契約と新しい契約の相互運用性が維持され、開発者のエクスペリエンスは変わらないため、ユーザーにアップグレードの意識がなくなることを約束しています。
3. 既存の拡張ルートへの影響：RISC-V は L2、データシャーディングなどを置き換えるでしょうか?
答えはノーです。RISC-V はインフラストラクチャの最適化であり、既存の容量拡張ルートを置き換えるものではありません。
レイヤー2:
Rollup は依然として Ethereum 拡張の主力です。 RISC-Vは、スループットを直接拡張するのではなく、L1およびZK検証パフォーマンスの処理効率を向上させます。
L1 検証の高速化により、Rollup はより低コストでより高速にデータを送信できるようになり、全体的なスケーラビリティが向上します。
データシャーディングと EIP-4844:
データ可用性のボトルネックについては、EIP-4844 (blob) と Danksharding によって解決する必要があります。 RISC-V はオンチェーンのデータ容量に影響を与えません。
実行アーキテクチャの変更により、L1 のデータ ストレージ要件は変更されません。
FaaS、MEV:
これは仮想マシンのアーキテクチャとは関係がなく、RISC-Vの進化によって無効になることはありません。
要約すると、RISC-V は「エンジンを変更」し、L2/シャーディングは「ネットワークを拡張」します。これら 2 つは次元が異なり、並行して実行できます。
4. コミュニティからのフィードバックと関連する試み
コミュニティの区分:
支持者: 彼らは、これが Solana/Sui などのパフォーマンスの課題に対処するために必要な戦略的アップグレードであり、従来の開発者を引き付けるのに役立つと考えています。
保守派: 彼らは、実装の難しさ、歴史的負担、環境ツールチェーンの更新にかかる高コストを懸念し、資源の投入と産出の比率に疑問を抱いています。
類似プロジェクト参照:
Move VM (Aptos/Sui): 強力な言語セキュリティを備えた新しいリソース指向の VM ですが、EVM とは互換性がありません。
FuelVM: Sway 言語を使用し、互換性が制限された並列処理用に設計された新しい VM。
WASM (Stylus): WASM は L2 の契約言語として導入されており、Arbitrum に実装されており、実現可能です。
Nervos CKB: メインネット上のコントラクトVMとしてRISC-Vを使用する前例は、Ethereumにとって実用的な参考になります。
Vitalik 氏の RISC-V の提案は、他の選択肢を拒否することを意味するものではありません。将来的にはインタープリタの仕組みを利用してMoveやWASMなどのVMを挿入し、多様な実行エコシステムを構築することもできると考えています。
5. 将来的な影響の見通し:イーサリアムがRISC-Vに移行した場合
開発者エクスペリエンス:
Solidity/Vyper のような言語は引き続き使用できますが、言語自体ではなくコンパイラのバックエンドが変更されます。
Rust/C などの新しい言語を導入してコントラクトを記述することも可能ですが、移行は強制されません。
運用コストとパフォーマンス:
実行効率が向上すると、ガス制限が上がり、手数料が下がります。
RISC-V 契約は、事前コンパイルされた契約への依存を減らす可能性があり、Gas モデルは ZK 証明コストに近くなります。
生態学的適合性と発展：
デュアル VM 共存期間中、既存のコントラクトは引き続き実行され、新しいコントラクトは徐々に RISC-V を採用します。
インフラストラクチャは新しいバイトコード形式をサポートする必要があり、これによりチェーン間の互換性に変化が生じる可能性があります (BSC と Polygon を保持するかどうかの問題など)。
セキュリティと安定性:
新しいアーキテクチャでは、プロトコルの信頼性を向上させるために、広範なテストと形式的な検証が必要です。
よりクリーンな実行層により、監査と攻撃対象領域の制御が容易になります。
結論
Vitalik 氏は、将来のパフォーマンスの限界とプロトコルのシンプルさに関する Ethereum の深い考えを反映した RISC-V で Ethereum EVM を置き換えることを提案しました。この提案はまだ議論の初期段階にあり、その実施には複数の技術的、コミュニティ的、および生態学的課題を克服する必要がある数年にわたるプロセスになると予想されます。既存の路線を覆すのではなく、基盤を強化し、将来に備えることです。
ヴィタリック氏は、「桁違いの改善を達成するには、この根本的な変化が唯一の実行可能な道なのかもしれない」と述べた。
これを将来への賭け、そして最下層を作り変える価値があるかどうかの徹底的な調査とみなしてもよいだろう。
参考文献:
https://ethereum-magicians.org/t/long-term-l1-execution-layer-proposal-replace-the-evm-with-risc-v/23617
