Виталик Бутерин предлагает миграцию на двоичное дерево состояний и переход на виртуальную машину RISC-V для повышения эффективности протокола

Соучредитель Ethereum Виталик Бутерин опубликовал подробное техническое предложение, выступающее за два основных обновления протокола: переход с текущего шестеричного дерева Меркла-Патриша на структуру двоичного дерева состояния и в конечном итоге замену Виртуальной Машины Ethereum на архитектуру на базе RISC-V.

Предложения, изложенные в посте марта 2026 года, направлены на устранение узких мест в эффективности доказательств, снижение требований к пропускной способности данных и улучшение возможностей проверки на стороне клиента. Бутерин охарактеризовал миграцию на двоичное дерево как «комплексное» обновление, включающее десятилетия опыта в проектировании дерева состояния, в то время как изменения VM он рассматривает как долгосрочную задачу, которая может сделать предварительные вычисления в значительной степени ненужными и упростить архитектуру протокола.

Предложение миграции на двоичное дерево состояния для повышения эффективности доказательств

Бутерин представил EIP-7864, который находится в разработке, — он предполагает замену существующего шестеричного дерева Меркла-Кеакка Ethereum на структуру двоичного дерева с использованием более эффективных хеш-функций. Предлагаемое изменение сократит длину ветви Меркла в четыре раза, с 512*log(n)/4 до 32*log(n) байт.

Это сокращение снизит требования к пропускной способности данных для инструментов проверки на стороне клиента, таких как Helios и системы приватного получения информации. Эффективность доказательств увеличится в три-четыре раза за счет более коротких ветвей, а дополнительные преимущества обеспечит выбор хеш-функции. В качестве кандидатов на хеш-функцию рассматриваются blake3, обеспечивающая примерно тройное повышение эффективности по сравнению с keccak, или варианты Poseidon, которые при дополнительном анализе безопасности могут дать 100-кратное увеличение эффективности.

Дизайн двоичного дерева включает группировку «страниц», объединяющих соседние слоты хранения в страницы объемом от 64 до 256 слотов, что соответствует 2–8 килобайтам данных. Эта структура позволяет получать аналогичные преимущества по эффективности при доступе к хранилищу, как и при загрузке и редактировании кода. Заголовки блоков и первые примерно 1–4 килобайта кода и данных будут находиться в одной странице, что потенциально сэкономит более 10 000 газа за транзакцию для децентрализованных приложений, часто обращающихся к начальным слотам хранилища.

Дополнительные преимущества включают снижение вариации глубины доступа между крупными и малыми контрактами, более простую реализацию по сравнению с шестеричными структурами и возможность включения метаданных, необходимых для будущих реализаций истечения срока действия состояния.

Рассмотрение перехода виртуальной машины на архитектуру RISC-V

Бутерин предложил заменить Виртуальную Машину Ethereum на архитектуру на базе RISC-V, описывая EVM как сталкивающуюся с ограничениями в удовлетворении потребностей общего назначения Ethereum. В предложении выделены несколько целей повышения эффективности новой VM.

Могут быть достигнуты значительные улучшения в скорости выполнения, что устранит необходимость в большинстве предварительных вычислений. Эффективность доказателей повысится, что решит текущие ограничения, связанные с тем, что доказатели пишутся для RISC-V, а не для EVM. Возможности проверки на стороне клиента позволят пользователям генерировать ZK-доказательства о поведении аккаунтов при определенных условиях данных. Простота реализации обеспечивается за счет интерпретатора RISC-V, требующего всего несколько сотен строк кода.

Был представлен трехэтапный план развертывания. Первый этап ограничит новую VM функциями предварительных вычислений, при этом около 80 процентов существующих предварительных вычислений и новые будут реализованы как код NewVM. Второй этап позволит пользователям развертывать контракты на базе NewVM. Третий этап полностью выведет из эксплуатации EVM, переписав его как смарт-контракт, написанный на новой VM.

Пользователи EVM сохранят полную обратную совместимость в ходе этого перехода, при этом изменение стоимости газа будет основным отличием, хотя Бутерин отметил, что эти изменения будут затмены продолжающейся работой по масштабированию в последующие годы.

Контекст эволюции протокола и соображения разработчиков

Бутерин охарактеризовал оба предложения как решение крупнейших узких мест в эффективности доказательств, которые вместе составляют более 80 процентов накладных расходов на доказательства. Эти изменения считаются обязательными для различных сценариев использования доказательств на стороне клиента.

Миграция на двоичное дерево рассматривается как результат десятилетнего опыта в проектировании дерева состояния. Переход на новую VM позиционируется как более спекулятивный и не являющийся консенсусным на данный момент, при этом Бутерин заявил, что Ethereum останется работоспособным только с EVM и улучшениями GPU, но что более совершенная VM сделает протокол «красивым и великим».

Оба предложения имеют сроки реализации, согласованные с долгосрочной дорожной картой состояния Ethereum: миграция на двоичное дерево пройдет через процесс EIP, а переход на новую VM считается долгосрочной инициативой, ожидающей завершения изменений дерева состояния.

FAQ: Предложения по обновлению протокола Ethereum

В чем разница между текущим деревом состояния Ethereum и предлагаемым двоичным деревом?

Ethereum в настоящее время использует шестеричное дерево Меркла-Патриша с хешированием keccak. Предлагаемое двоичное дерево использует двоичную структуру с более эффективными хеш-функциями, сокращая длину ветви Меркла примерно в четыре раза. Это уменьшает пропускную способность данных для проверки на стороне клиента и повышает эффективность доказательств. Дизайн с двоичным деревом также группирует слоты хранения в страницы для более эффективного доступа.

Как переход с EVM на RISC-V повлияет на существующие приложения Ethereum?

В рамках предложенного трехэтапного плана существующие приложения на EVM сохранят полную обратную совместимость на протяжении всего перехода. EVM в конечном итоге будет переписана как смарт-контракт, написанный на новой VM, что позволит существующим контрактам продолжать работу. Стоимость газа изменится, но эти изменения будут внедрены вместе с другими улучшениями масштабируемости.

Какие улучшения эффективности может обеспечить новая VM?

VM на базе RISC-V сможет предложить такую скорость выполнения, которая устранит необходимость в большинстве предварительных вычислений, повысит эффективность доказателей по сравнению с текущими реализациями EVM и предоставит возможности проверки на стороне клиента для генерации ZK-доказательств о поведении аккаунтов. Реализация будет значительно проще, интерпретатор потребует всего сотни строк кода по сравнению с текущей сложностью EVM.