قد تشهد Ethereum أكبر ترقية في تاريخها: إيقاف EVM واستبداله بـ RISC-V

العنوان الأصلي: Goodbye EVM, Hello RISC-V

الكاتب الأصلي: jaehaerys.eth، باحث في العملات المشفرة

الترجمة الأصلية: TechFlow

الملخص

يستعد Ethereum لأهم تحول معماري منذ نشأته: استبدال EVM بـ RISC-V.

السبب بسيط — في مستقبل يتمحور حول المعرفة الصفرية (ZK)، أصبحت EVM عنق الزجاجة في الأداء:

· تعتمد zkEVM الحالية على المفسر، مما يؤدي إلى تباطؤ الأداء بمقدار 50–800 مرة؛

· الوحدات المسبقة التجميع تزيد من تعقيد البروتوكول وتزيد المخاطر؛

· تصميم المكدس 256-بت غير فعال للغاية أثناء توليد الإثباتات.

حلول RISC-V:

· تصميم بسيط للغاية (حوالي 47 تعليمة أساسية) + نظام LLVM البيئي الناضج (يدعم Rust، C++، Go وغيرها من اللغات)؛

· أصبح المعيار الفعلي لـ zkVM (90% من المشاريع تعتمد عليه)؛

· يمتلك مواصفة SAIL رسمية (مقارنة بالكتاب الأصفر الغامض) → تحقيق تحقق صارم؛

· مسار إثبات الأجهزة (ASICs/FPGAs) قيد الاختبار (SP1، Nervos، Cartesi وغيرها).

عملية الانتقال تتكون من ثلاث مراحل:

· استبدال RISC-V كوحدة مسبقة التجميع (اختبار منخفض المخاطر)؛

· عصر الجهازين الافتراضيين: تعايش EVM وRISC-V مع تفاعل كامل بينهما؛

· إعادة تنفيذ EVM داخل RISC-V (استراتيجية Rosetta).

تأثير النظام البيئي:

· Rollup المتفائل (مثل Arbitrum وOptimism) بحاجة لإعادة بناء آلية إثبات الاحتيال؛

· Rollup المعرفة الصفرية (مثل Polygon، zkSync، Scroll) ستحصل على ميزة هائلة → أرخص، أسرع، أبسط؛

· يمكن للمطورين استخدام مكتبات لغات مثل Rust، Go وPython مباشرة على طبقة L1؛

· سيتمتع المستخدمون بتكلفة إثبات أقل بحوالي 100 مرة → الطريق نحو Gigagas L1 (حوالي 10,000 TPS).

في النهاية، سيتطور Ethereum من "جهاز افتراضي للعقود الذكية" إلى طبقة ثقة بسيطة وقابلة للتحقق للإنترنت، مع الهدف النهائي "جعل كل شيء ZK-Snark".

مفترق طرق Ethereum

قال Vitalik Buterin ذات مرة: "النهاية تشمل... جعل كل شيء ZK-Snark".

إن نهاية المعرفة الصفرية (ZK) أصبحت حتمية، وحجتها الأساسية بسيطة: يعيد Ethereum بناء نفسه من الصفر على أساس إثباتات المعرفة الصفرية. هذا يمثل نقطة النهاية التقنية للبروتوكول — من خلال إعادة بناء طبقة L1، يتم تحقيق شكله النهائي، مدعومًا بـ zkVM عالي الأداء تدعمه فرق التطوير الأساسية مثل Succinct.

مع هذا الطموح كنقطة نهاية، يقف Ethereum عند أهم نقطة تحول معمارية منذ نشأته. لم تعد المناقشة حول الترقية التدريجية، بل حول إعادة بناء شاملة للنواة الحسابية — استبدال Ethereum Virtual Machine (EVM). هذه الخطوة هي حجر الأساس لرؤية "Lean Ethereum" الأوسع.

تهدف رؤية Lean Ethereum إلى تبسيط البروتوكول بأكمله بشكل منهجي، وتقسيمه إلى ثلاثة وحدات أساسية: Lean Consensus، Lean Data، وLean Execution. وفي قلب Lean Execution، السؤال الأكثر أهمية هو: هل أصبحت EVM، كمحرك للثورة في العقود الذكية، عنق الزجاجة الرئيسي لتطور Ethereum المستقبلي؟

كما قال Justin Drake من Ethereum Foundation، كان الهدف طويل الأمد لـ Ethereum دائمًا هو "Snarkify everything"، وهي أداة قوية لتعزيز جميع طبقات البروتوكول. ومع ذلك، لفترة طويلة، بدا هذا الهدف "خطة بعيدة المنال"، لأنه يتطلب مفهوم الإثبات في الوقت الحقيقي. والآن، مع اقتراب الإثبات في الوقت الحقيقي من الواقع، أصبحت عدم كفاءة EVM النظرية مشكلة عملية ملحة.

ستحلل هذه المقالة الحجج التقنية والاستراتيجية لنقل Ethereum L1 إلى بنية تعليمات RISC-V (ISA). لا يعد هذا الإجراء بإطلاق قابلية التوسع غير المسبوقة فحسب، بل سيبسط أيضًا بنية البروتوكول ويجعل Ethereum متوافقًا مع مستقبل الحوسبة القابلة للتحقق.

ما الذي تغير بالضبط؟

قبل مناقشة "لماذا"، يجب أولاً توضيح "ما" الذي يتغير.

EVM (Ethereum Virtual Machine) هو بيئة تشغيل العقود الذكية في Ethereum، وتسمى "حاسوب العالم" الذي يعالج المعاملات ويحدث حالة البلوكشين. لسنوات، كان تصميمها ثوريًا، وأسس لنشأة DeFi ونظام NFT البيئي. ومع ذلك، فإن هذه البنية المخصصة التي تعود إلى ما يقرب من عقد من الزمان قد تراكمت الآن ديونًا تقنية ضخمة.

في المقابل، RISC-V ليست منتجًا، بل معيار مفتوح — "أبجدية" تصميم معالج مجاني وعام. كما أكد Jeremy Bruestle في مؤتمر Ethproofs، فإن مبادئه الأساسية تجعله خيارًا ممتازًا لهذا الدور:

· البساطة: مجموعة تعليمات RISC-V الأساسية بسيطة للغاية، وتحتوي فقط على حوالي 40 إلى 47 تعليمة. كما قال Jeremy، هذا يجعله "مثاليًا تقريبًا لحالات الاستخدام التي نحتاجها لجهاز عام فائق البساطة".

· التصميم المعياري: تتم إضافة الوظائف الأكثر تعقيدًا من خلال الامتدادات الاختيارية. هذه الميزة حاسمة لأنها تسمح للنواة بالبقاء بسيطة مع توسيع الوظائف حسب الحاجة، دون فرض تعقيد غير ضروري على البروتوكول الأساسي.

· النظام البيئي المفتوح: لدى RISC-V دعم ضخم وناضج لسلسلة أدوات، بما في ذلك مترجم LLVM، مما يسمح للمطورين باستخدام لغات برمجة رئيسية مثل Rust، C++ وGo. كما أشار Justin Drake: "الأدوات حول المترجمات وفيرة للغاية، وبناء المترجمات أمر صعب للغاية... لذا فإن وجود هذه الأدوات ذو قيمة عالية." يسمح RISC-V لـ Ethereum بوراثة هذه الأدوات الجاهزة مجانًا.

مشكلة تكلفة المفسر

الدافع لاستبدال EVM ليس عيبًا واحدًا، بل هو التقاء عدة قيود أساسية، أصبحت لا يمكن تجاهلها في مستقبل يتمحور حول إثباتات المعرفة الصفرية. تشمل هذه القيود عنق الزجاجة في الأداء داخل أنظمة إثبات المعرفة الصفرية، والمخاطر المتزايدة الناتجة عن التعقيد المتراكم داخل البروتوكول.

الدافع الأكثر إلحاحًا لهذا التحول هو الكفاءة المنخفضة المتأصلة في EVM داخل أنظمة إثبات المعرفة الصفرية. مع تحول Ethereum تدريجيًا إلى نموذج يتحقق من حالة L1 من خلال إثباتات ZK، أصبحت كفاءة المُثبِت هي عنق الزجاجة الأكبر.

تكمن المشكلة في طريقة عمل zkEVM الحالية. فهي لا تثبت EVM مباشرة، بل تثبت مفسر EVM، والذي يتم تجميعه بدوره إلى RISC-V. أشار Vitalik Buterin بصراحة إلى هذه المشكلة الجوهرية:

"... إذا كان تنفيذ zkVM هو تجميع تنفيذ EVM إلى كود ينتهي به المطاف كـ RISC-V، فلماذا لا نكشف RISC-V الأساسي مباشرة لمطوري العقود الذكية؟ هذا يمكن أن يلغي تكلفة الجهاز الافتراضي الخارجي بالكامل."

تؤدي هذه الطبقة الإضافية من التفسير إلى خسارة كبيرة في الأداء. تشير التقديرات إلى أن هذه الطبقة قد تؤدي إلى انخفاض الأداء بمقدار 50 إلى 800 مرة مقارنة بإثبات البرامج الأصلية. حتى بعد تحسين عنق الزجاجة الأخرى (مثل التبديل إلى خوارزمية التجزئة Poseidon)، لا تزال "تنفيذ الكتلة" هذه تشغل 80-90% من وقت الإثبات، مما يجعل EVM العقبة النهائية والأكثر صعوبة لتوسيع L1. من خلال إزالة هذه الطبقة، يتوقع Vitalik زيادة في الكفاءة تصل إلى 100 مرة.

فخ الديون التقنية

للتعويض عن ضعف أداء EVM في عمليات التشفير المحددة، أدخل Ethereum عقودًا مسبقة التجميع — وظائف متخصصة مدمجة مباشرة في البروتوكول. على الرغم من أن هذا الحل كان عمليًا في ذلك الوقت، إلا أنه أدى الآن إلى ما وصفه Vitalik Buterin بـ "الوضع السيئ":

"العقود المسبقة التجميع كارثية بالنسبة لنا... لقد ضاعفت بشكل كبير من قاعدة الشيفرة الموثوقة لـ Ethereum... وقد تسببت في مشاكل خطيرة كادت أن تؤدي إلى فشل التوافق عدة مرات."

هذا التعقيد مذهل. أشار Vitalik إلى أن الشيفرة المغلفة لعقد مسبق التجميع واحد (مثل modexp) أكثر تعقيدًا من مفسر RISC-V بالكامل، بينما المنطق الفعلي للعقد المسبق التجميع أكثر تعقيدًا. يتطلب إضافة عقد مسبق التجميع جديد المرور بعملية هارد فورك بطيئة ومثيرة للجدل سياسيًا، مما يعيق الابتكار في التطبيقات التي تحتاج إلى بدائل تشفير جديدة. وخلص Vitalik إلى استنتاج واضح:

"أعتقد أنه يجب علينا التوقف عن إضافة أي عقود مسبقة التجميع جديدة بدءًا من اليوم."

الديون التقنية المعمارية لـ Ethereum

تعكس التصميمات الأساسية لـ EVM أولويات عصر مضى، لكنها لم تعد مناسبة لمتطلبات الحوسبة الحديثة. اختارت EVM بنية 256-بت للتعامل مع القيم التشفيرية، ولكن بالنسبة للأعداد الصحيحة 32-بت أو 64-بت المستخدمة عادة في العقود الذكية، فإن هذه البنية غير فعالة للغاية. هذه الكفاءة المنخفضة مكلفة بشكل خاص في أنظمة ZK. كما أوضح Vitalik:

"عند استخدام أرقام أصغر، لا يوفر كل رقم فعليًا أي موارد، بينما يزيد التعقيد بمقدار مرتين إلى أربع مرات."

بالإضافة إلى ذلك، فإن بنية المكدس في EVM أقل كفاءة من بنية السجلات في RISC-V ووحدات المعالجة المركزية الحديثة. فهي تتطلب المزيد من التعليمات لإكمال نفس العملية، كما تجعل تحسين المترجم أكثر تعقيدًا.

تشكل هذه المشكلات — بما في ذلك عنق الزجاجة في أداء إثبات ZK، وتعقيد العقود المسبقة التجميع، وخيارات البنية القديمة — سببًا مقنعًا وملحًا: يجب على Ethereum تجاوز EVM واحتضان بنية تقنية أكثر ملاءمة للمستقبل.

خريطة طريق RISC-V: إعادة تشكيل مستقبل Ethereum على أساس أقوى

تكمن قوة RISC-V ليس فقط في أوجه القصور في EVM، بل في فلسفة تصميمه القوية. توفر بنيته أساسًا قويًا وبسيطًا وقابلًا للتحقق، وهو مثالي لبيئة عالية المخاطر مثل Ethereum.

لماذا المعيار المفتوح أفضل من التصميم المخصص؟

على عكس بنية تعليمات مخصصة (ISA) تتطلب بناء النظام البيئي البرمجي بالكامل من الصفر، فإن RISC-V معيار مفتوح ناضج، وله ثلاث مزايا رئيسية:

نظام بيئي ناضج

من خلال اعتماد RISC-V، يمكن لـ Ethereum الاستفادة من عقود من التقدم الجماعي في علوم الحاسوب. كما أوضح Justin Drake، فإن هذا يمنح Ethereum فرصة لاستخدام أدوات عالمية المستوى مباشرة:

"هناك مكون بنية تحتية يسمى LLVM، وهو سلسلة أدوات مترجم تسمح لك بتجميع لغات البرمجة عالية المستوى إلى أحد الأهداف الخلفية العديدة. أحد الأهداف المدعومة هو RISC-V. لذا إذا كنت تدعم RISC-V، يمكنك تلقائيًا دعم جميع اللغات عالية المستوى التي يدعمها LLVM."

هذا يقلل بشكل كبير من عتبة التطوير، مما يسمح لملايين المطورين الملمين بلغات مثل Rust وC++ وGo بالبدء بسهولة.

فلسفة التصميم البسيط البساطة في RISC-V هي ميزة مقصودة وليست قيدًا. تحتوي مجموعة التعليمات الأساسية على حوالي 47 تعليمة فقط، مما يحافظ على جوهر الجهاز الافتراضي بسيطًا للغاية. هذه البساطة لها ميزة كبيرة في الأمان، حيث أن قاعدة الشيفرة الموثوقة الأصغر أسهل في التدقيق والتحقق الشكلي.

المعيار الفعلي في مجال إثبات المعرفة الصفرية الأهم من ذلك، أن النظام البيئي لـ zkVM قد اختار بالفعل. كما أشار Justin Drake، تظهر بيانات Ethproofs اتجاهًا واضحًا:

"RISC-V هو بنية تعليمات رائدة كخلفية لـ zkVM."

من بين عشرة zkVM قادرة على إثبات كتل Ethereum، اختار تسعة منها RISC-V كبنية مستهدفة. هذا التقارب في السوق يرسل إشارة قوية: من خلال اعتماد RISC-V، لا يقوم Ethereum بمحاولة مضاربة، بل يتماشى مع معيار تم التحقق منه فعليًا ومعترف به من قبل مشاريع تبني مستقبل المعرفة الصفرية.

مصمم للثقة، ليس فقط للتنفيذ

بالإضافة إلى النظام البيئي الواسع، فإن بنية RISC-V الداخلية مناسبة بشكل خاص لبناء أنظمة آمنة وقابلة للتحقق. أولاً، لدى RISC-V مواصفة رسمية قابلة للقراءة آليًا — SAIL. هذا تقدم كبير مقارنة بمواصفة EVM (الموجودة أساسًا في "الكتاب الأصفر" النصي)، حيث أن SAIL توفر "المعيار الذهبي" الذي يدعم إثباتات الصحة الرياضية الحرجة، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية البروتوكولات ذات القيمة العالية. كما أشار Alex Hicks من Ethereum Foundation في مؤتمر Ethproofs، فإن هذا يسمح لدارات zkVM بالتحقق مباشرة من "مواصفة RISC-V الرسمية". ثانيًا، يتضمن RISC-V بنية امتيازات، وهي ميزة غالبًا ما يتم تجاهلها ولكنها حاسمة للأمان. فهي تحدد مستويات تشغيل مختلفة، أهمها وضع المستخدم (للتطبيقات غير الموثوقة مثل العقود الذكية) ووضع المشرف (لـ "نواة التنفيذ" الموثوقة). شرح Diego من Cartesi هذا بعمق:

"يجب على نظام التشغيل نفسه حماية نفسه من التعليمات البرمجية الأخرى. يحتاج إلى عزل البرامج المختلفة عن بعضها البعض، وكل هذه الآليات جزء من معيار RISC-V."

في بنية RISC-V، لا يمكن للعقود الذكية التي تعمل في وضع المستخدم (User Mode) الوصول مباشرة إلى حالة البلوكشين. بدلاً من ذلك، يجب عليها إرسال طلب عبر تعليمة ECALL (استدعاء بيئي) إلى نواة موثوقة تعمل في وضع المشرف (Supervisor Mode). يبني هذا آلية أمان تفرضها الأجهزة، وهي أكثر قوة وأسهل في التحقق من نموذج EVM الذي يعتمد فقط على صندوق الرمل البرمجي.

رؤية Vitalik

يُتصور هذا التحول كعملية تدريجية متعددة المراحل لضمان استقرار النظام والتوافق مع الإصدارات السابقة. كما أوضح مؤسس Ethereum Vitalik Buterin، تهدف هذه الطريقة إلى تحقيق تطور "تدريجي" بدلاً من تغيير "ثوري" شامل.

الخطوة الأولى: استبدال العقود المسبقة التجميع

تتخذ المرحلة الأولية النهج الأكثر تحفظًا، حيث تقدم وظائف محدودة للجهاز الافتراضي الجديد. كما اقترح Vitalik Buterin: "يمكننا البدء باستخدام الجهاز الافتراضي الجديد في سيناريوهات محدودة، مثل استبدال وظائف العقود المسبقة التجميع." على وجه التحديد، سيتم تعليق إضافة وظائف EVM المسبقة التجميع الجديدة، واستبدالها ببرامج RISC-V المعتمدة من خلال القائمة البيضاء. يسمح هذا النهج باختبار الجهاز الافتراضي الجديد في بيئة منخفضة المخاطر على الشبكة الرئيسية، بينما يعمل عميل Ethereum كوسيط بين بيئتي التنفيذ.

الخطوة الثانية: التعايش بين الجهازين الافتراضيين

في المرحلة التالية، "يتم فتح الجهاز الافتراضي الجديد مباشرة للمستخدمين". يمكن للعقود الذكية الإشارة إلى أن الشيفرة البايتية الخاصة بها هي EVM أو RISC-V. الميزة الأساسية هي تحقيق التفاعل السلس: "يمكن للعقدين من النوعين استدعاء بعضهما البعض." سيتم تحقيق هذه الوظيفة من خلال استدعاءات النظام (ECALL)، مما يسمح للجهازين الافتراضيين بالتعاون في نفس النظام البيئي.

الخطوة الثالثة: EVM كعقدة محاكاة (استراتيجية "Rosetta")

الهدف النهائي هو تحقيق تبسيط البروتوكول. في هذه المرحلة، "نجعل EVM أحد تطبيقات الجهاز الافتراضي الجديد." ستصبح EVM المعيارية عقدة ذكية تم التحقق منها رسميًا تعمل على RISC-V L1 الأصلي. هذا لا يضمن فقط دعم التطبيقات القديمة بشكل دائم، بل يسمح أيضًا لمطوري العملاء بالحفاظ على محرك تنفيذ مبسط واحد فقط، مما يقلل بشكل كبير من التعقيد وتكاليف الصيانة.

تأثيرات النظام البيئي

الانتقال من EVM إلى RISC-V ليس مجرد تغيير في البروتوكول الأساسي، بل سيؤثر بعمق على النظام البيئي الكامل لـ Ethereum. لن يعيد هذا التحول تشكيل تجربة المطورين فحسب، بل سيغير بشكل جذري مشهد المنافسة لحلول Layer-2 ويفتح نماذج تحقق اقتصادية جديدة.

إعادة تموضع Rollup: مواجهة بين Optimistic وZK

سيكون لاعتماد طبقة تنفيذ RISC-V على L1 تأثيرات مختلفة تمامًا على نوعي Rollup الرئيسيين.

تواجه Optimistic Rollup (مثل Arbitrum وOptimism) تحديات معمارية. يعتمد نموذج الأمان الخاص بها على إعادة تنفيذ المعاملات المتنازع عليها عبر L1 EVM لإثبات الاحتيال. إذا تم استبدال EVM على L1، سينهار هذا النموذج تمامًا. سيتعين على هذه المشاريع الاختيار بين إعادة هندسة ضخمة لتصميم نظام إثبات احتيال للجهاز الافتراضي الجديد على L1، أو الانفصال تمامًا عن نموذج أمان Ethereum.

في المقابل، ستحصل ZK Rollup على ميزة استراتيجية هائلة. الغالبية العظمى من ZK Rollup اعتمدت بالفعل RISC-V كبنية تعليمات داخلية. سيسمح L1 "يتحدث نفس اللغة" بدمج أكثر إحكامًا وكفاءة. طرح Justin Drake رؤية مستقبلية لـ "Rollup الأصلية": تصبح L2 فعليًا مثيلًا متخصصًا لبيئة تنفيذ L1 نفسها، مستفيدة من الجهاز الافتراضي المدمج في L1 لتحقيق تسوية سلسة. سيؤدي هذا التوافق إلى التغييرات التالية:

· تبسيط المكدس التقني: لن تحتاج فرق L2 بعد الآن إلى بناء آليات جسر معقدة بين بيئة تنفيذ RISC-V الداخلية وEVM.

· إعادة استخدام الأدوات والشيفرة: يمكن استخدام المترجمات وأدوات التصحيح والتحقق الشكلي المطورة لبيئة RISC-V على L1 مباشرة في L2، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التطوير.

· توافق الحوافز الاقتصادية: ستعكس رسوم Gas على L1 بشكل أكثر دقة التكلفة الفعلية للتحقق من ZK المستند إلى RISC-V، مما يؤدي إلى نموذج اقتصادي أكثر منطقية.

عصر جديد للمطورين والمستخدمين

بالنسبة لمطوري Ethereum، سيكون هذا التحول تدريجيًا وليس مدمرًا.

سيتمكن المطورون من الوصول إلى نظام تطوير برمجيات أوسع وأكثر نضجًا. كما أشار Vitalik Buterin، سيتمكن المطورون من "كتابة العقود باستخدام Rust، مع إمكانية التعايش بين هذه الخيارات". في الوقت نفسه، يتوقع أن "تظل Solidity وVyper شائعين على المدى الطويل بسبب تصميمهما الأنيق لمنطق العقود الذكية". إن استخدام لغات البرمجة الرئيسية ومكتباتها الضخمة عبر سلسلة أدوات LLVM سيكون تحولًا ثوريًا. شبه Vitalik ذلك بـ "تجربة NodeJS"، حيث يمكن للمطورين كتابة الشيفرة على السلسلة وخارجها بنفس اللغة، مما يحقق تكاملًا في التطوير.

بالنسبة للمستخدمين، سيؤدي هذا التحول في النهاية إلى تجربة شبكة أقل تكلفة وأكثر كفاءة. من المتوقع أن تنخفض تكلفة الإثبات بحوالي 100 مرة، من عدة دولارات لكل معاملة إلى بضعة سنتات أو أقل. يترجم هذا مباشرة إلى رسوم أقل على L1 ورسوم تسوية أقل على L2. ستفتح هذه الجدوى الاقتصادية رؤية "Gigagas L1"، بهدف تحقيق أداء حوالي 10,000 TPS، مما يمهد الطريق لتطبيقات على السلسلة أكثر تعقيدًا وقيمة في المستقبل.

Succinct Labs وSP1: بناء مستقبل الإثبات الآن

يستعد Ethereum للانطلاق. "توسيع L1، توسيع الكتل" هي مهمة استراتيجية ملحة ضمن مجموعة بروتوكولات EF. من المتوقع تحقيق تحسينات كبيرة في الأداء خلال 6 إلى 12 شهرًا القادمة.

لقد أظهرت فرق مثل Succinct Labs بالفعل المزايا النظرية لـ RISC-V في الممارسة العملية، وأصبح عملهم حالة قوية للتحقق من هذا الاقتراح.

SP1 الذي طورته Succinct Labs هو zkVM عالي الأداء ومفتوح المصدر يعتمد على RISC-V، وقد أثبت جدوى النهج المعماري الجديد. يتبنى SP1 فلسفة "مركزية العقود المسبقة التجميع"، ويحل تمامًا مشكلة عنق الزجاجة التشفيرية في EVM. على عكس الطريقة التقليدية التي تعتمد على العقود المسبقة التجميع البطيئة والمشفرة يدويًا، يقوم SP1 بنقل العمليات المكثفة مثل Keccak hash إلى دوائر ZK مصممة خصيصًا ومحسنة يدويًا، ويتم استدعاؤها عبر تعليمة ECALL القياسية. يجمع هذا النهج بين أداء الأجهزة المخصصة ومرونة البرمجيات، مما يوفر للمطورين حلاً أكثر كفاءة وقابلية للتوسع.

لقد أصبح تأثير Succinct Labs واضحًا بالفعل. يستخدم منتجهم OP Succinct SP1 لمنح Optimistic Rollups قدرة إثبات المعرفة الصفرية (ZK-ify). كما أوضحت Uma Roy، الشريك المؤسس لـ Succinct:

"لم تعد Rollup التي تستخدم OP Stack بحاجة إلى الانتظار سبعة أيام للتأكيد النهائي والسحب... الآن يمكن إكمال التأكيد في ساعة واحدة فقط. هذا التحسن في السرعة رائع."

حل هذا الاختراق نقطة ألم رئيسية في نظام OP Stack البيئي بأكمله. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم البنية التحتية لـ Succinct — Succinct Prover Network — كسوق لامركزي لتوليد الإثباتات، مما يُظهر نموذجًا اقتصاديًا قابلاً للتحقق للحوسبة المستقبلية. لا يعد عملهم مجرد إثبات مفهوم، بل هو خريطة طريق عملية للمستقبل كما هو موصوف في هذه المقالة.

كيف يقلل Ethereum المخاطر

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لـ RISC-V في أنه يجعل الكأس المقدسة للتحقق الشكلي — إثبات صحة النظام رياضيًا — هدفًا قابلاً للتحقيق. مواصفة EVM مكتوبة بلغة طبيعية في Yellow Paper، مما يصعب التحقق الشكلي. أما RISC-V فلديه مواصفة SAIL رسمية قابلة للقراءة آليًا، توفر "مرجعًا ذهبيًا" لسلوكه.

يمهد هذا الطريق لأمان أقوى. كما أشار Alex Hicks من Ethereum Foundation، يجري العمل حاليًا على "التحقق الشكلي من دوائر zkVM RISC-V مع المواصفة الرسمية لـ RISC-V المستخرجة إلى Lean". هذا تقدم بارز ينقل الثقة من التنفيذ البشري المعرض للأخطاء إلى الإثبات الرياضي القابل للتحقق، ويفتح آفاقًا جديدة لأمان البلوكشين.

المخاطر الرئيسية للتحول

على الرغم من أن L1 المعتمد على RISC-V له العديد من المزايا، إلا أنه يجلب أيضًا تحديات جديدة معقدة.

مشكلة قياس Gas

إنشاء نموذج Gas حاسم وعادل لبنية تعليمات عامة (ISA) هو مشكلة لم تُحل بعد. طريقة عد التعليمات البسيطة عرضة لهجمات رفض الخدمة. على سبيل المثال، يمكن للمهاجم تصميم برنامج يكرر حالات عدم وجود ذاكرة مخبأة، مما يستهلك موارد عالية بتكلفة Gas منخفضة للغاية. تطرح هذه المشكلة تحديات خطيرة لاستقرار الشبكة والنموذج الاقتصادي.

أمان سلسلة الأدوات ومشكلة "البناء القابل للتكرار"

هذه هي أهم المخاطر وغالبًا ما يتم التقليل من شأنها أثناء التحول. يتحول نموذج الأمان من الاعتماد على الجهاز الافتراضي على السلسلة إلى الاعتماد على المترجمات خارج السلسلة (مثل LLVM)، والتي هي معقدة للغاية ومعروفة بوجود ثغرات. يمكن للمهاجمين استغلال ثغرات المترجم لتحويل الشيفرة المصدرية غير الضارة ظاهريًا إلى شيفرة بايت خبيثة. بالإضافة إلى ذلك، فإن ضمان تطابق الملف الثنائي المترجم على السلسلة مع الشيفرة المصدرية العامة تمامًا — أي "البناء القابل للتكرار" — أمر صعب للغاية. قد تؤدي الاختلافات الطفيفة في بيئة البناء إلى إنتاج ملفات ثنائية مختلفة، مما يؤثر على الشفافية والثقة. تطرح هذه المشكلات تحديات خطيرة لأمان المطورين والمستخدمين.

استراتيجيات التخفيف

يتطلب الطريق إلى الأمام استراتيجيات دفاعية متعددة المستويات.

النشر المرحلي

يعد اعتماد خطة انتقال تدريجية ومتعددة المراحل استراتيجية أساسية لإدارة المخاطر. من خلال إدخال RISC-V أولاً كوحدة مسبقة التجميع، ثم تشغيله في بيئة جهازين افتراضيين، يمكن للمجتمع اكتساب الخبرة والثقة في بيئة منخفضة المخاطر، وتجنب أي تغييرات لا رجعة فيها. يوفر هذا النهج التدريجي أساسًا مستقرًا للتحول التقني.

التدقيق الشامل: اختبار الغموض والتحقق الشكلي

على الرغم من أن التحقق الشكلي هو الهدف النهائي، إلا أنه يجب دمجه مع اختبارات مكثفة ومستدامة. كما أظهر Valentine من Diligence Security في مكالمة Ethproofs، اكتشف أداة اختبار الغموض Argus الخاصة بهم 11 ثغرة حرجة في السلامة والكمال في zkVM الرائدة. هذا يدل على أنه حتى الأنظمة المصممة بشكل مثالي قد تحتوي على ثغرات لا يمكن اكتشافها إلا من خلال اختبارات عدائية صارمة. يوفر الجمع بين اختبار الغموض والتحقق الشكلي ضمانًا أقوى لأمان النظام.

التوحيد القياسي

لتجنب تجزئة النظام البيئي، يجب على المجتمع اعتماد تكوين RISC-V موحد وقياسي. قد يكون هذا هو مزيج RV64GC مع ABI متوافق مع Linux، حيث يتمتع هذا المزيج بأوسع دعم في لغات البرمجة والأدوات الرئيسية، مما يعظم مزايا النظام البيئي الجديد. لا يعزز التوحيد القياسي كفاءة المطورين فحسب، بل يضع أيضًا أساسًا قويًا للتنمية طويلة الأجل للنظام البيئي.

مستقبل Ethereum القابل للتحقق

اقتراح استبدال Ethereum Virtual Machine (EVM) بـ RISC-V ليس مجرد ترقية تدريجية، بل هو إعادة بناء جذرية لطبقة تنفيذ Ethereum. تهدف هذه الرؤية الطموحة إلى معالجة عنق الزجاجة العميق في قابلية التوسع، وتبسيط تعقيد البروتوكول، ومواءمة المنصة مع النظام البيئي الأوسع للحوسبة العامة. على الرغم من أن هذا التحول يواجه تحديات تقنية واجتماعية هائلة، إلا أن فوائده الاستراتيجية طويلة الأجل تبرر هذا الجهد الجريء.

يركز هذا التحول على سلسلة من الموازنات الأساسية:

· التوازن بين التحسين الهائل في الأداء الذي توفره بنية ZK الأصلية والحاجة الملحة للتوافق مع الإصدارات السابقة؛

· الموازنة بين مزايا الأمان الناتجة عن تبسيط البروتوكول وقوة تأثير الشبكة الهائل لـ EVM؛

· الاختيار بين قوة النظام البيئي العام ومخاطر الاعتماد على سلسلة أدوات طرف ثالث معقدة.

في النهاية، سيكون هذا التحول المعماري هو المفتاح لتحقيق وعد "Lean Execution"، وهو جزء مهم من رؤية "Lean Ethereum". سيحول L1 الخاص بـ Ethereum من منصة عقود ذكية بسيطة إلى طبقة تسوية وتوافر بيانات فعالة وآمنة، مصممة لدعم عالم واسع من الحوسبة القابلة للتحقق.

كما قال Vitalik Buterin: "النهاية هي... توفير ZK-snark لكل شيء."

توفر مشاريع مثل Ethproofs بيانات موضوعية ومنصة تعاونية لهذا التحول، بينما يوفر فريق Succinct Labs من خلال تطبيقهم العملي لـ SP1 zkVM خريطة طريق عملية لهذا المستقبل. من خلال تبني RISC-V، لا يحل Ethereum فقط عنق الزجاجة في قابلية التوسع، بل يضع نفسه أيضًا كطبقة الثقة الأساسية للإنترنت القادم — مدعومًا بثالث أهم بديل تشفيري بعد التجزئة والتوقيع: SNARK.

إثبات برمجيات العالم، وبدء عصر التشفير الجديد.

لمعرفة المزيد: