Buterin déclare que les plus gros goulots d'étranglement d'Ethereum sont l'arbre d'état et la machine virtuelle et propose une solution en profondeur

Buterin propose des arbres d'état binaires et un éventuel changement de VM RISC-V pour améliorer l'efficacité et la simplicité d'exécution d'Ethereum.

Vitalik Buterin a proposé des changements au niveau de l'exécution qui pourraient remodeler fondamentalement l'architecture de base d'Ethereum. Le co-fondateur du projet a fait valoir que de profondes modifications de l'arbre d'état et de la machine virtuelle du réseau sont nécessaires pour éliminer ce qu'il a décrit comme les plus grands goulots d'étranglement de la chaîne.

Dans un article détaillé sur X, Buterin a déclaré que l'arbre d'état et la VM représentent ensemble plus de 80 % des contraintes qui affectent l'efficacité de la preuve et les a qualifiés de cibles « fondamentalement obligatoires » si Ethereum veut permettre des cas d'utilisation évolutifs côté client et sans connaissance.

Révision d'Ethereum

Il a souligné l'EIP-7864, une proposition développée par Guillaume Ballet et d'autres, qui remplacerait l'actuel Merkle Patricia Tree basé sur Keccak et hexadécimal d'Ethereum par un arbre binaire construit sur une fonction de hachage plus efficace. Selon Buterin, le changement réduirait les succursales Merkle d'environ quatre fois, en réduisant les besoins en bande passante et en rendant la vérification des succursales côté client beaucoup moins chère.

Cela pourrait réduire de 4 fois les coûts des données pour des outils tels que Helios et les systèmes de recherche d'informations privées, a ajouté Buterin. L’efficacité prouvée pourrait également être améliorée de 3 à 4 fois grâce aux seules branches plus courtes. Il s'attend à des gains supplémentaires si Ethereum passe à des fonctions de hachage telles que BLAKE3, qui est estimée trois fois plus efficace que Keccak. Dans le même temps, une variante du Poséidon pourrait offrir une amélioration jusqu'à 100 fois supérieure, même s'il a noté que des travaux de sécurité supplémentaires seraient nécessaires.

La conception binaire proposée regrouperait également les emplacements de stockage en « pages » de 64 à 256 emplacements et permettrait un chargement et une édition plus efficaces du stockage adjacent, économisant potentiellement plus de 10 000 gaz par transaction pour les applications qui accèdent aux premiers emplacements de stockage. Buterin a expliqué qu'un arbre d'état convivial permettrait également aux applications sans connaissance de composer directement avec l'état d'Ethereum au lieu de construire des arbres indépendants, tout en simplifiant la structure et en permettant l'ajout de métadonnées pour les futurs mécanismes d'expiration d'état.

Au-delà de la refonte de l'arborescence des états, Buterin a plaidé en faveur du remplacement éventuel de la machine virtuelle Ethereum par une machine virtuelle basée sur RISC-V, car il a décrit l'idée comme étant à plus long terme et sans consensus. Mais il a exprimé sa grande conviction que cela deviendrait « la chose évidente à faire » une fois la mise à niveau de la feuille de route de l’État terminée.

Feuille de route de déploiement possible

Le co-fondateur d'Ethereum a déclaré qu'une machine virtuelle RISC-V serait plus efficace, plus conviviale et plus simple, tout en notant que de nombreux prouveurs existants sont déjà écrits en RISC-V et qu'un interpréteur pourrait être implémenté en seulement quelques centaines de lignes de code. Il a détaillé un plan de transition par étapes commençant par l'utilisation de la nouvelle VM pour les précompilations, puis permettant aux développeurs de déployer des contrats directement dans la nouvelle VM, et finalement retirant l'EVM dans une couche de compatibilité écrite sous forme de contrat intelligent dans le nouveau système.

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Selon cette feuille de route, les utilisateurs conserveraient une compatibilité ascendante totale, indépendamment des changements de coûts du gaz, qui, selon Buterin, seraient probablement éclipsés par les améliorations à grande échelle dans les années à venir.

La dernière initiative de Buterin intervient quelques jours seulement après qu'il ait présenté une feuille de route pour la résistance quantique, qui comprenait des propositions visant à remplacer les signatures BLS de la couche consensus par des schémas basés sur le hachage tels que les variantes de Winternitz.