Руководство Ethereum планирует радикальное упрощение протокола к 2030 году

Команда Ethereum начинает работу над радикальной оптимизацией архитектуры основного слоя блокчейн-сети — планируется упрощение консенсусного и исполнительного уровней, переход на новую виртуальную машину и стандартизация ключевых компонентов протокола. 

Виталик Бутерин, сооснователь Ethereum, анонсировал масштабное упрощение архитектуры основного слоя блокчейн-сети. Цель — укрепить проект в статусе базового уровня для финансов, управления и хранения идентификационных данных. План включает замену Ethereum Virtual Machine (EVM) на более простую и производительную виртуальную машину RISC-V, коренное изменение механизма финализации блоков, а также унификацию сериализации и кодирования.

Ключевым элементом обновления станет внедрение нового протокола финализации — 3-slot finality, который устрани устаревшие элементы, такие как эпохи, слоты, shuffle-комитеты и sync-комитеты. Базовая реализация протокола занимает около 200 строк кода и обеспечивает почти оптимальные свойства безопасности. Это даст возможность упростить P2P-архитектуру и правила выбора форка. Кроме того, использование STARK-агрегации делает возможным децентрализованный и недорогой сбор блоков.

Виртуальную машину Ethereum, которая накопила избыточный уровень сложности, планируется заменить на RISC-V или аналогичную минималистичную VM. Такое решение позволить увеличить производительности примерно в сто раз и устранит необходимость в большинстве препокомпилятов. Кроме того, новый подход упростит реализацию смарт-контрактов, снизит накладные расходы и даст больше возможностей разработчикам, в том числе для использования языков общего назначения. 

Для обеспечения совместимости при переходе на новую виртуальную машину, планируется сохранить поддержку EVM-контрактов через интерпретатор, реализованный как смарт-контракт. Это позволит существующим приложениям продолжать работу без изменений, при этом вынеся сложность EVM за пределы консенсусного уровня и упростив протокол без ущерба для функциональности.

Процесс перехода к RISC-V будет происходить поэтапно:

1. Реализация новых препокомпилов (precompiles) в форме onchain-контрактов на RISC-V.
2. Реализация параллельной поддержки RISC-V и EVM на уровне протокола.
3. Замена существующих препокомпилов RISC-V-контрактами.
4. Размещение EVM-интерпретатора на RISC-V в виде смарт-контракта и исполнение старых EVM-контрактов через этот слой.

В планах также отказ от разнородных подходов к сериализации и структурам данных Ethereum, и замена их едиными решениями для всей архитектуры: 

1. Коды стирания (erasure codes) — единый код будет использоваться для sampling, P2P и хранения истории. 
2. Формат сериализации — предлагается повсеместный переход на SSZ, уже используемый в консенсусном уровне. 
3. Деревья Меркла — замена устаревшего Merkle Patricia Tree на двоичное дерево с оптимизированным хэшем улучшит эффективность доказательств.

Центральными приоритетами Ethereum-разработчиков становятся минимизация критической логики в консенсусном уровне, сокращение объема кода, необходимого для верификации цепи, и создание четко определенного, формально специфицированного ядра протокола, устойчивого к социальным и техническим атакам. 

Предлагаемые изменения не только открывают путь к масштабированию L1, но и значительно снижают системные риски и барьеры для участия в разработке. Анонсированные планы по масштабу сравнимы с обновлением The Merge, в ходе которого Ethereum успешно сменила алгоритм консенсуса с Proof-of-Work на Proof-of-Stake.