维塔利克·布特林提议以太坊状态树与VM转变

TLDR

• 布特林表示，状态树和虚拟机（VM）贡献了超80%的证明成本

• (SeaPRwire) –   EIP 7864将用二进制结构取代六进制树

• 更短的默克尔证明（Merkle Proofs）可能降低带宽和Gas消耗

• RISC V虚拟机被提议作为以太坊虚拟机（EVM）的长期替代方案

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以太坊的下一个扩容阶段可能会聚焦于其基础层而非Layer 2。维塔利克·布特林（Vitalik Buterin）提出了执行层的深度变革，以解决证明效率问题。他指出状态树和虚拟机是主要瓶颈。

在近期的帖子中，布特林表示这些组件占证明成本的80%以上。他认为，高效的零知识证明需要结构性改革。他的路线图包括状态树重新设计和虚拟机的长期变革。

基于EIP 7864的维塔利克·布特林二进制树提案

状态改革的核心是EIP 7864。该提案将用二进制树取代以太坊当前的六进制默克尔帕特里夏树（Merkle Patricia Tree）。这一变化旨在减小证明大小并提高验证效率。

二进制树生成的默克尔分支约短四倍。这减少了轻客户端和隐私工具的带宽需求，还可能降低Helios等系统和私人信息检索的成本。

布特林表示，新设计将把存储槽分组为页。每一页可容纳64至256个存储槽，约2至8千字节。这种结构使相关存储的加载和更新更高效。

现在，执行层的变化。我已经谈过账户抽象、多维度Gas、BALs和ZK-EVMs。

我也在这里谈过一个我认为非常有价值的短期EVM升级：向量数学预编译（基本上是进行32位或可能的……

— vitalik.eth (@VitalikButerin)

他指出，许多去中心化应用（DApps）会访问相邻的存储槽。在新模型下，这种模式每笔交易可节省超10,000 Gas。重新设计还减少了小型和大型合约之间的访问深度差异。

该提案包括用更高效的哈希函数取代Keccak。提到的选项包括blake3或Poseidon变体。这些变化旨在提高证明速度，使状态树更便于证明者使用。

短期收益：向量数学预编译

在更大的虚拟机变革之前，先进行短期升级。他建议为以太坊虚拟机（EVM）添加向量数学预编译。他将其描述为“EVM的GPU”。

这种预编译将允许对数字列表同时进行32位或64位操作。它可以加速哈希和STARK验证等加密工作负载。布特林表示，这可能将性能提升8至64倍。

他还将此升级与未来的抗量子签名和全同态加密联系起来。该提案旨在减少对复杂变通方法的依赖，提升当前框架内的原始执行效率。

超越EVM的长期愿景

布特林还概述了取代以太坊虚拟机的长期计划。他建议向基于RISC V的架构过渡。他认为，许多证明者已经在RISC V环境中运行。

他表示，由于特殊案例的预编译，以太坊变得更加复杂。他指出，开发者通常避免直接使用EVM。布特林认为，更简单、更高效的虚拟机将更好地服务于以太坊的通用设计。

路线图提议分阶段部署。RISC V最初可用于驱动预编译。之后，用户可以在新虚拟机中部署合约。最终，EVM可以作为用新架构编写的兼容层运行。

布特林表示，以太坊通过增量升级可以正常运行。但他坚信，一旦状态改革成熟，更深入的变化将变得清晰。他的提案将注意力从Rollup容量转移到了以太坊的核心执行设计上。