Ethereum chuẩn bị trải qua nâng cấp lớn nhất trong lịch sử: EVM sẽ bị ngừng sử dụng, RISC-V sẽ thay thế

Tiêu đề gốc: Goodbye EVM, Hello RISC-V

Tác giả gốc: jaehaerys.eth, nhà nghiên cứu crypto

Biên dịch gốc: TechFlow

Tóm tắt

Ethereum đang chuẩn bị cho cuộc chuyển đổi kiến trúc quan trọng nhất kể từ khi ra đời: thay thế EVM bằng RISC-V.

Lý do rất đơn giản — trong một tương lai lấy zero-knowledge (ZK) làm cốt lõi, EVM đã trở thành nút thắt về hiệu suất:

· zkEVM hiện tại phụ thuộc vào trình thông dịch, dẫn đến hiệu suất chậm hơn 50–800 lần;

· Các module precompile khiến giao thức trở nên phức tạp và tăng rủi ro;

· Thiết kế stack 256-bit cực kỳ kém hiệu quả khi tạo bằng chứng.

Giải pháp của RISC-V:

· Thiết kế tối giản (khoảng 47 lệnh cơ bản) + hệ sinh thái LLVM trưởng thành (hỗ trợ Rust, C++, Go...);

· Đã trở thành tiêu chuẩn thực tế của zkVM (90% dự án áp dụng);

· Có đặc tả SAIL chính thức (so với Yellow Paper mơ hồ) → thực hiện xác minh nghiêm ngặt;

· Đường dẫn chứng minh phần cứng (ASICs/FPGAs) đã được thử nghiệm (SP1, Nervos, Cartesi...)

Quy trình chuyển đổi gồm ba giai đoạn:

· Thay thế bằng RISC-V như một module precompile (thử nghiệm rủi ro thấp);

· Kỷ nguyên hai máy ảo: EVM và RISC-V cùng tồn tại và hoàn toàn tương tác;

· Tái hiện EVM trong RISC-V (chiến lược Rosetta).

Ảnh hưởng đến hệ sinh thái:

· Optimistic Rollup (như Arbitrum và Optimism) cần xây dựng lại cơ chế chứng minh gian lận;

· ZK Rollup (như Polygon, zkSync, Scroll) sẽ có lợi thế lớn → rẻ hơn, nhanh hơn, đơn giản hơn;

· Nhà phát triển có thể sử dụng trực tiếp thư viện Rust, Go, Python... ở tầng L1;

· Người dùng sẽ được hưởng chi phí chứng minh thấp hơn khoảng 100 lần → hướng tới Gigagas L1 (~10,000 TPS).

Cuối cùng, Ethereum sẽ tiến hóa từ một “máy ảo hợp đồng thông minh” thành lớp tin cậy tối giản, có thể xác minh của Internet, với mục tiêu cuối cùng là “ZK-Snark hóa mọi thứ”.

Ngã ba đường của Ethereum

Vitalik Buterin từng nói: “Điểm cuối cùng là... ZK-Snark hóa mọi thứ.”

Kết cục của zero-knowledge proof (ZK) là không thể tránh khỏi, và luận điểm cốt lõi rất đơn giản: Ethereum đang tái cấu trúc từ đầu dựa trên ZK. Điều này đánh dấu điểm kết thúc kỹ thuật của giao thức — đạt được hình thái cuối cùng thông qua tái cấu trúc L1, được hỗ trợ bởi các nhóm phát triển cốt lõi (như Succinct) với zkVM hiệu suất cao.

Với tầm nhìn này, Ethereum đang ở ngã ba chuyển đổi kiến trúc quan trọng nhất kể từ khi ra đời. Cuộc thảo luận này không còn là về nâng cấp dần dần, mà là tái cấu trúc toàn diện lõi tính toán — thay thế Ethereum Virtual Machine (EVM). Động thái này là nền tảng cho tầm nhìn “Lean Ethereum”.

Tầm nhìn Lean Ethereum nhằm đơn giản hóa hệ thống giao thức, chia thành ba module cốt lõi: Lean Consensus, Lean Data và Lean Execution. Trong các vấn đề cốt lõi của Lean Execution, điểm then chốt là: EVM, động cơ thúc đẩy cuộc cách mạng hợp đồng thông minh, có phải đã trở thành nút thắt chính cho tương lai của Ethereum?

Như Justin Drake từ Ethereum Foundation nói, mục tiêu lâu dài của Ethereum luôn là “Snarkify everything”, một công cụ mạnh mẽ để tăng cường mọi lớp của giao thức. Tuy nhiên, mục tiêu này từng giống như “bản thiết kế xa vời”, vì nó đòi hỏi khái niệm real-time proving. Giờ đây, khi real-time proving dần trở thành hiện thực, sự kém hiệu quả lý thuyết của EVM đã trở thành vấn đề thực tế cần giải quyết.

Bài viết này sẽ phân tích sâu các luận điểm kỹ thuật và chiến lược về việc chuyển Ethereum L1 sang kiến trúc tập lệnh RISC-V (ISA). Động thái này không chỉ mở ra khả năng mở rộng chưa từng có, mà còn đơn giản hóa cấu trúc giao thức và giúp Ethereum phù hợp với tương lai của tính toán có thể xác minh.

Rốt cuộc điều gì đã thay đổi?

Trước khi bàn về “tại sao”, cần làm rõ “cái gì” đang thay đổi.

EVM (Ethereum Virtual Machine) là môi trường chạy hợp đồng thông minh của Ethereum, được gọi là “máy tính thế giới” xử lý giao dịch và cập nhật trạng thái blockchain. Nhiều năm qua, thiết kế của nó mang tính cách mạng, đặt nền móng cho DeFi và NFT. Tuy nhiên, kiến trúc tùy chỉnh gần 10 năm tuổi này giờ đã tích tụ nhiều khoản nợ kỹ thuật.

Ngược lại, RISC-V không phải là một sản phẩm, mà là một tiêu chuẩn mở — một “bảng chữ cái” thiết kế bộ xử lý miễn phí, phổ quát. Như Jeremy Bruestle nhấn mạnh tại hội nghị Ethproofs, các nguyên tắc then chốt của nó khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho vai trò này:

· Chủ nghĩa tối giản: Bộ lệnh cơ bản của RISC-V cực kỳ đơn giản, chỉ khoảng 40 đến 47 lệnh. Như Jeremy nói, điều này “gần như hoàn hảo cho trường hợp sử dụng máy siêu tối giản mà chúng ta cần”.

· Thiết kế module hóa: Các chức năng phức tạp hơn được thêm vào qua các extension tùy chọn. Điều này rất quan trọng vì nó cho phép lõi giữ sự đơn giản, đồng thời mở rộng chức năng khi cần mà không làm phức tạp giao thức cơ bản.

· Hệ sinh thái mở: RISC-V có hệ thống công cụ lớn và trưởng thành, bao gồm trình biên dịch LLVM, cho phép nhà phát triển sử dụng các ngôn ngữ phổ biến như Rust, C++ và Go. Như Justin Drake đề cập: “Các công cụ xung quanh trình biên dịch rất phong phú, và xây dựng trình biên dịch cực kỳ khó... nên giá trị của các toolchain này là rất lớn.” RISC-V giúp Ethereum thừa hưởng miễn phí các công cụ sẵn có này.

Vấn đề chi phí trình thông dịch

Lý do thúc đẩy thay thế EVM không phải là một khiếm khuyết đơn lẻ, mà là sự hội tụ của nhiều giới hạn cơ bản, những vấn đề này không thể bỏ qua trong bối cảnh tương lai lấy zero-knowledge proof làm trung tâm. Các hạn chế này bao gồm nút thắt hiệu suất trong hệ thống ZK và rủi ro do sự phức tạp ngày càng tăng trong giao thức.

Động lực cấp bách nhất của chuyển đổi này là sự kém hiệu quả cố hữu của EVM trong hệ thống ZK. Khi Ethereum dần chuyển sang mô hình xác minh trạng thái L1 bằng ZK proof, hiệu suất prover trở thành nút thắt lớn nhất.

Vấn đề nằm ở cách zkEVM hiện tại hoạt động. Chúng không thực hiện ZK proof trực tiếp trên EVM, mà là trên trình thông dịch của EVM, mà bản thân trình thông dịch này lại được biên dịch thành RISC-V. Vitalik Buterin thẳng thắn chỉ ra vấn đề cốt lõi này:

“...Nếu zkVM được triển khai bằng cách biên dịch thực thi EVM thành mã RISC-V, tại sao không trực tiếp phơi bày RISC-V cho nhà phát triển hợp đồng thông minh? Như vậy có thể loại bỏ hoàn toàn chi phí của lớp máy ảo bên ngoài.”

Lớp thông dịch bổ sung này gây ra tổn thất hiệu suất lớn. Ước tính cho thấy, so với chứng minh chương trình gốc, lớp này có thể làm giảm hiệu suất 50 đến 800 lần. Sau khi tối ưu hóa các nút thắt khác (như chuyển sang thuật toán băm Poseidon), phần “thực thi block” này vẫn chiếm 80-90% thời gian chứng minh, khiến EVM trở thành rào cản cuối cùng và khó nhất để mở rộng L1. Loại bỏ lớp này, Vitalik dự đoán hiệu suất thực thi có thể tăng 100 lần.

Bẫy nợ kỹ thuật

Để bù đắp sự kém hiệu quả của EVM trong các thao tác mật mã cụ thể, Ethereum đã giới thiệu precompile contract — các chức năng chuyên biệt được mã hóa cứng vào giao thức. Dù giải pháp này từng thực dụng, nhưng giờ đây lại dẫn đến tình trạng “tồi tệ” như Vitalik Buterin gọi:

“Precompile là thảm họa với chúng ta... Chúng làm phình to codebase tin cậy của Ethereum... và từng gây ra một số vấn đề nghiêm trọng suýt dẫn đến thất bại đồng thuận.”

Sự phức tạp này thật đáng kinh ngạc. Vitalik lấy ví dụ, code wrapper của một precompile (như modexp) còn phức tạp hơn cả trình thông dịch RISC-V, trong khi logic precompile thực tế còn rối rắm hơn. Thêm precompile mới đòi hỏi hard fork chậm chạp và đầy tranh cãi, cản trở đổi mới ứng dụng cần primitive mật mã mới. Về vấn đề này, Vitalik kết luận rõ ràng:

“Tôi nghĩ chúng ta nên ngừng thêm bất kỳ precompile mới nào từ hôm nay.”

Nợ kỹ thuật kiến trúc của Ethereum

Thiết kế lõi của EVM phản ánh ưu tiên của thời đại trước, nhưng không còn phù hợp với nhu cầu tính toán hiện đại. EVM chọn kiến trúc 256-bit để xử lý giá trị mật mã, nhưng với số nguyên 32-bit hoặc 64-bit thường dùng trong hợp đồng thông minh, kiến trúc này cực kỳ kém hiệu quả. Sự kém hiệu quả này đặc biệt đắt đỏ trong hệ thống ZK. Như Vitalik giải thích:

“Khi dùng số nhỏ hơn, mỗi số thực ra không tiết kiệm tài nguyên nào, mà độ phức tạp lại tăng gấp 2-4 lần.”

Thêm vào đó, kiến trúc stack của EVM kém hiệu quả hơn kiến trúc thanh ghi của RISC-V và CPU hiện đại. Nó cần nhiều lệnh hơn cho cùng một thao tác, đồng thời làm phức tạp tối ưu hóa trình biên dịch.

Những vấn đề này — bao gồm nút thắt hiệu suất ZK, sự phức tạp của precompile và lựa chọn kiến trúc lỗi thời — cùng tạo nên lý do thuyết phục và cấp bách: Ethereum phải vượt qua EVM để đón nhận kiến trúc công nghệ phù hợp hơn cho tương lai.

Bản thiết kế RISC-V: Tái cấu trúc tương lai Ethereum trên nền tảng mạnh hơn

Lợi thế của RISC-V không chỉ nằm ở điểm yếu của EVM, mà còn ở triết lý thiết kế mạnh mẽ bên trong. Kiến trúc của nó cung cấp nền tảng vững chắc, đơn giản và có thể xác minh, rất phù hợp với môi trường rủi ro cao như Ethereum.

Tại sao tiêu chuẩn mở tốt hơn thiết kế tùy chỉnh?

Khác với ISA tùy chỉnh phải xây dựng toàn bộ hệ sinh thái phần mềm từ đầu, RISC-V là một tiêu chuẩn mở trưởng thành với ba lợi thế then chốt:

Hệ sinh thái trưởng thành

Nhờ áp dụng RISC-V, Ethereum có thể tận dụng thành quả hàng chục năm của ngành khoa học máy tính. Như Justin Drake giải thích, điều này giúp Ethereum sử dụng trực tiếp các công cụ hàng đầu thế giới:

“Có một thành phần hạ tầng gọi là LLVM, là bộ công cụ trình biên dịch cho phép bạn biên dịch ngôn ngữ lập trình cấp cao sang nhiều backend khác nhau. Một trong các backend đó là RISC-V. Nên nếu bạn hỗ trợ RISC-V, bạn tự động hỗ trợ tất cả ngôn ngữ cấp cao mà LLVM hỗ trợ.”

Điều này giảm mạnh rào cản phát triển, giúp hàng triệu lập trình viên quen thuộc với Rust, C++, Go... dễ dàng tiếp cận.

Triết lý thiết kế tối giản Chủ nghĩa tối giản của RISC-V là đặc điểm có chủ ý, không phải giới hạn. Bộ lệnh cơ bản chỉ khoảng 47 lệnh, giữ lõi máy ảo cực kỳ đơn giản. Sự đơn giản này mang lại lợi thế lớn về bảo mật, vì codebase tin cậy nhỏ dễ kiểm toán và xác minh hình thức hơn.

Tiêu chuẩn thực tế trong lĩnh vực ZK Quan trọng hơn, hệ sinh thái zkVM đã lựa chọn xong. Như Justin Drake chỉ ra, dữ liệu Ethproofs cho thấy xu hướng rõ ràng:

“RISC-V là ISA dẫn đầu cho backend zkVM.”

Trong 10 zkVM có thể chứng minh block Ethereum, đã có 9 chọn RISC-V làm kiến trúc mục tiêu. Sự hội tụ thị trường này phát đi tín hiệu mạnh mẽ: Ethereum chọn RISC-V không phải là thử nghiệm đầu cơ, mà là đồng bộ với tiêu chuẩn đã được kiểm chứng thực tế và được các dự án xây dựng tương lai ZK công nhận.

Sinh ra để tin cậy, không chỉ để thực thi

Bên cạnh hệ sinh thái rộng lớn, kiến trúc nội tại của RISC-V cũng đặc biệt phù hợp để xây dựng hệ thống an toàn, có thể xác minh. Đầu tiên, RISC-V có đặc tả chính thức, máy có thể đọc được — SAIL. So với đặc tả của EVM (chủ yếu là văn bản trong Yellow Paper), đây là bước tiến lớn. Yellow Paper có phần mơ hồ, còn SAIL cung cấp “tiêu chuẩn vàng” hỗ trợ chứng minh tính đúng đắn toán học, rất quan trọng để bảo vệ giao thức giá trị lớn. Như Alex Hicks từ Ethereum Foundation đề cập tại Ethproofs, điều này giúp circuit zkVM có thể “xác minh trực tiếp với đặc tả RISC-V chính thức”. Thứ hai, RISC-V có kiến trúc đặc quyền, một đặc điểm thường bị bỏ qua nhưng rất quan trọng với bảo mật. Nó định nghĩa các cấp độ hoạt động khác nhau, chủ yếu gồm user mode (cho ứng dụng không tin cậy như hợp đồng thông minh) và supervisor mode (cho “kernel thực thi” tin cậy). Diego từ Cartesi giải thích sâu về điều này:

“Hệ điều hành phải tự bảo vệ khỏi các mã khác. Nó cần cô lập các chương trình khác nhau, và tất cả cơ chế này là một phần của tiêu chuẩn RISC-V.”

Trong kiến trúc RISC-V, hợp đồng thông minh chạy ở user mode không thể truy cập trực tiếp trạng thái blockchain. Thay vào đó, nó phải gửi yêu cầu qua lệnh ECALL đặc biệt tới kernel tin cậy chạy ở supervisor mode. Cơ chế này tạo ra ranh giới bảo mật do phần cứng thực thi, mạnh mẽ và dễ xác minh hơn nhiều so với mô hình sandbox phần mềm thuần túy của EVM.

Tầm nhìn của Vitalik

Chuyển đổi này được hình dung là một quá trình tiến hóa nhiều giai đoạn, nhằm đảm bảo ổn định hệ thống và tương thích ngược. Như Vitalik Buterin trình bày, phương pháp này hướng tới sự “tiến hóa”, không phải “cách mạng” triệt để.

Bước một: Thay thế precompile

Giai đoạn đầu tiên áp dụng cách tiếp cận bảo thủ nhất, giới thiệu chức năng hạn chế của VM mới. Như Vitalik Buterin đề xuất: “Chúng ta có thể bắt đầu dùng VM mới trong các trường hợp hạn chế, ví dụ thay thế chức năng precompile.” Cụ thể, điều này sẽ tạm dừng bổ sung precompile mới cho EVM, thay vào đó là thực hiện chức năng cần thiết qua chương trình RISC-V được whitelist. Cách này cho phép VM mới được thử nghiệm thực chiến trên mainnet trong môi trường rủi ro thấp, đồng thời client Ethereum làm trung gian giữa hai môi trường thực thi.

Bước hai: Hai máy ảo cùng tồn tại

Giai đoạn tiếp theo sẽ “cho phép VM mới mở trực tiếp cho người dùng”. Hợp đồng thông minh có thể đánh dấu bytecode là EVM hay RISC-V. Đặc điểm then chốt là tương tác liền mạch: “Hai loại hợp đồng có thể gọi lẫn nhau.” Tính năng này sẽ được thực hiện qua system call (ECALL), cho phép hai VM hợp tác trong cùng hệ sinh thái.

Bước ba: EVM như hợp đồng mô phỏng (“chiến lược Rosetta”)

Mục tiêu cuối cùng là tối giản hóa giao thức. Ở giai đoạn này, “chúng ta sẽ triển khai EVM như một implementation trong VM mới.” EVM chuẩn hóa sẽ trở thành hợp đồng thông minh được xác minh hình thức chạy trên RISC-V L1 gốc. Điều này vừa đảm bảo hỗ trợ vĩnh viễn cho ứng dụng cũ, vừa cho phép client chỉ duy trì một engine thực thi đơn giản, giảm mạnh độ phức tạp và chi phí bảo trì.

Hiệu ứng lan tỏa trong hệ sinh thái

Chuyển đổi từ EVM sang RISC-V không chỉ là thay đổi giao thức lõi, mà còn ảnh hưởng sâu rộng đến toàn bộ hệ sinh thái Ethereum. Nó sẽ định hình lại trải nghiệm nhà phát triển, thay đổi căn bản cục diện cạnh tranh Layer-2 và mở khóa mô hình xác minh kinh tế mới.

Định vị lại Rollup: Cuộc đối đầu giữa Optimistic và ZK

Việc L1 áp dụng lớp thực thi RISC-V sẽ ảnh hưởng rất khác nhau đến hai loại Rollup chính.

Optimistic Rollup (như Arbitrum, Optimism) đối mặt với thách thức kiến trúc. Mô hình bảo mật của chúng dựa vào việc tái thực thi giao dịch tranh chấp trên L1 EVM để giải quyết chứng minh gian lận. Nếu EVM của L1 bị thay thế, mô hình này sẽ sụp đổ hoàn toàn. Các dự án này sẽ phải lựa chọn khó khăn: hoặc đại tu kỹ thuật lớn để thiết kế hệ thống chứng minh gian lận cho VM mới, hoặc tách khỏi mô hình bảo mật của Ethereum.

Ngược lại, ZK Rollup sẽ có lợi thế chiến lược lớn. Phần lớn ZK Rollup đã chọn RISC-V làm ISA nội bộ. Một L1 “nói cùng ngôn ngữ” sẽ giúp tích hợp chặt chẽ và hiệu quả hơn. Justin Drake đưa ra tầm nhìn về “native Rollup”: L2 thực chất là instance chuyên biệt của môi trường thực thi L1, tận dụng VM tích hợp của L1 để kết toán liền mạch. Sự đồng bộ này mang lại các thay đổi sau:

· Đơn giản hóa tech stack: Nhóm L2 không còn cần xây cầu phức tạp giữa môi trường thực thi RISC-V nội bộ và EVM.

· Tái sử dụng công cụ và code: Trình biên dịch, debugger, tool xác minh hình thức cho môi trường RISC-V L1 có thể dùng trực tiếp cho L2, giảm mạnh chi phí phát triển.

· Đồng bộ hóa động lực kinh tế: Phí Gas của L1 sẽ phản ánh chính xác chi phí xác minh ZK dựa trên RISC-V, tạo mô hình kinh tế hợp lý hơn.

Kỷ nguyên mới cho nhà phát triển và người dùng

Với nhà phát triển Ethereum, chuyển đổi này sẽ diễn ra dần dần, không gây phá vỡ.

Với nhà phát triển, họ sẽ tiếp cận được hệ sinh thái phát triển phần mềm rộng lớn và trưởng thành hơn. Như Vitalik Buterin chỉ ra, nhà phát triển sẽ “có thể viết hợp đồng bằng Rust, đồng thời các lựa chọn này có thể cùng tồn tại”. Ông cũng dự đoán “Solidity và Vyper vẫn sẽ được ưa chuộng lâu dài nhờ thiết kế thanh lịch cho logic hợp đồng thông minh”. Việc sử dụng toolchain LLVM với ngôn ngữ phổ biến và thư viện lớn sẽ là cuộc cách mạng. Vitalik ví nó như “trải nghiệm kiểu NodeJS”, nhà phát triển có thể viết code on-chain và off-chain cùng một ngôn ngữ, hợp nhất quy trình phát triển.

Với người dùng, chuyển đổi này cuối cùng sẽ mang lại trải nghiệm mạng rẻ hơn, hiệu suất cao hơn. Chi phí chứng minh dự kiến giảm khoảng 100 lần, từ vài đô la mỗi giao dịch xuống vài cent hoặc thấp hơn. Điều này chuyển hóa trực tiếp thành phí L1 và phí kết toán L2 thấp hơn. Tính kinh tế này sẽ mở khóa tầm nhìn “Gigagas L1”, hướng tới hiệu suất ~10,000 TPS, mở đường cho ứng dụng on-chain phức tạp và giá trị cao hơn trong tương lai.

Succinct Labs và SP1: Xây dựng tương lai chứng minh ngay hôm nay

Ethereum đang chuẩn bị bứt phá. “Mở rộng L1, mở rộng block” là nhiệm vụ chiến lược cấp bách trong nhóm giao thức EF. Dự kiến 6-12 tháng tới sẽ có cải thiện hiệu suất đáng kể.

Các nhóm như Succinct Labs đã chứng minh lợi thế lý thuyết của RISC-V trong thực tế, công việc của họ là minh chứng mạnh mẽ cho đề xuất này.

SP1 do Succinct Labs phát triển là zkVM mã nguồn mở, hiệu suất cao dựa trên RISC-V, xác thực tính khả thi của phương pháp kiến trúc mới. SP1 áp dụng triết lý “precompile-centric”, giải quyết hoàn hảo nút thắt mật mã của EVM. Khác với precompile truyền thống chậm và mã hóa cứng, SP1 chuyển các thao tác nặng như Keccak hash sang circuit ZK chuyên biệt, tối ưu thủ công, gọi qua lệnh ECALL tiêu chuẩn. Cách này kết hợp hiệu suất phần cứng tùy chỉnh với sự linh hoạt phần mềm, mang lại giải pháp hiệu quả và mở rộng cho nhà phát triển.

Ảnh hưởng thực tế của Succinct Labs đã rõ rệt. Sản phẩm OP Succinct của họ dùng SP1 để bổ sung khả năng ZK proof cho Optimistic Rollups (ZK-ify). Như đồng sáng lập Uma Roy giải thích:

“Rollup dùng OP Stack không còn phải chờ 7 ngày để xác nhận cuối cùng và rút tiền... giờ chỉ mất một giờ để xác nhận. Tốc độ này thật tuyệt vời.”

Đột phá này giải quyết điểm đau then chốt của toàn bộ hệ sinh thái OP Stack. Ngoài ra, hạ tầng Succinct Prover Network của Succinct được thiết kế như thị trường tạo proof phi tập trung, trình diễn mô hình kinh tế khả thi cho tính toán có thể xác minh trong tương lai. Công việc của họ không chỉ là proof of concept, mà còn là bản thiết kế khả thi cho tương lai như mô tả trong bài viết này.

Ethereum giảm thiểu rủi ro như thế nào

Một lợi thế lớn của RISC-V là giúp hiện thực hóa “chén thánh” xác minh hình thức — chứng minh tính đúng đắn của hệ thống bằng toán học. Đặc tả của EVM viết bằng ngôn ngữ tự nhiên trong Yellow Paper, khó xác minh hình thức. Trong khi đó, RISC-V có đặc tả SAIL chính thức, máy có thể đọc, cung cấp “tham chiếu vàng” rõ ràng cho hành vi.

Điều này mở đường cho bảo mật mạnh hơn. Như Alex Hicks từ Ethereum Foundation chỉ ra, hiện đã có công việc “xác minh hình thức circuit zkVM RISC-V với đặc tả RISC-V chính thức trích xuất vào Lean”. Đây là bước tiến lớn, chuyển niềm tin từ triển khai thủ công dễ lỗi sang chứng minh toán học có thể xác minh, mở ra tầm cao mới cho bảo mật blockchain.

Rủi ro chính của chuyển đổi

Dù L1 kiến trúc RISC-V có nhiều lợi thế, nó cũng mang đến thách thức phức tạp mới.

Vấn đề đo Gas

Tạo mô hình Gas xác định và công bằng cho ISA phổ quát là bài toán chưa có lời giải. Đếm lệnh đơn giản dễ bị tấn công từ chối dịch vụ. Ví dụ, kẻ tấn công có thể thiết kế chương trình liên tục gây cache miss, tiêu tốn tài nguyên lớn với chi phí Gas rất thấp. Vấn đề này đe dọa sự ổn định mạng và mô hình kinh tế.

Bảo mật toolchain và vấn đề “build có thể tái tạo”

Đây là rủi ro quan trọng nhất nhưng thường bị đánh giá thấp. Mô hình bảo mật chuyển từ VM on-chain sang trình biên dịch off-chain (như LLVM), vốn rất phức tạp và có lỗ hổng đã biết. Kẻ tấn công có thể lợi dụng bug trình biên dịch để biến mã nguồn vô hại thành bytecode độc hại. Ngoài ra, đảm bảo file nhị phân sau biên dịch on-chain khớp hoàn toàn với mã nguồn công khai (“build có thể tái tạo”) cũng cực kỳ khó. Khác biệt nhỏ trong môi trường build có thể tạo ra file nhị phân khác nhau, ảnh hưởng đến minh bạch và niềm tin. Những vấn đề này đặt ra thách thức lớn cho bảo mật của nhà phát triển và người dùng.

Chiến lược giảm thiểu

Con đường phía trước cần nhiều lớp phòng thủ.

Triển khai theo giai đoạn

Áp dụng kế hoạch chuyển đổi nhiều giai đoạn, từng bước là chiến lược cốt lõi để giảm rủi ro. Bằng cách đưa RISC-V vào trước như giải pháp thay thế precompile, sau đó vận hành trong môi trường hai VM, cộng đồng có thể tích lũy kinh nghiệm thực tế trong môi trường rủi ro thấp và xây dựng niềm tin, tránh thay đổi không thể đảo ngược. Cách tiếp cận tiến hóa này tạo nền tảng ổn định cho chuyển đổi kỹ thuật.

Kiểm toán toàn diện: Fuzzing và xác minh hình thức

Dù xác minh hình thức là mục tiêu cuối cùng, nó phải kết hợp với kiểm thử liên tục, cường độ cao. Như Valentine từ Diligence Security trình diễn tại Ethproofs, công cụ fuzzing Argus của họ đã phát hiện 11 lỗ hổng nghiêm trọng về tính toàn vẹn và đầy đủ trong zkVM hàng đầu. Điều này cho thấy, dù hệ thống thiết kế tốt đến đâu, vẫn có thể tồn tại bug chỉ phát hiện được qua kiểm thử đối kháng nghiêm ngặt. Kết hợp fuzzing và xác minh hình thức sẽ bảo vệ hệ thống tốt hơn.

Tiêu chuẩn hóa

Để tránh phân mảnh hệ sinh thái, cộng đồng cần thống nhất dùng một cấu hình RISC-V tiêu chuẩn. Có thể là RV64GC kết hợp ABI tương thích Linux, vì đây là combo được hỗ trợ rộng nhất trong ngôn ngữ và công cụ phổ biến, tối đa hóa lợi thế hệ sinh thái mới. Tiêu chuẩn hóa không chỉ tăng hiệu quả phát triển mà còn đặt nền móng vững chắc cho phát triển lâu dài.

Tương lai có thể xác minh của Ethereum

Đề xuất thay thế EVM bằng RISC-V không chỉ là nâng cấp dần dần, mà là tái cấu trúc căn bản lớp thực thi của Ethereum. Tầm nhìn táo bạo này nhằm giải quyết nút thắt mở rộng sâu xa, đơn giản hóa giao thức và đồng bộ nền tảng với hệ sinh thái tính toán phổ quát. Dù chuyển đổi này đối mặt thách thức kỹ thuật và xã hội lớn, lợi ích chiến lược lâu dài đủ để biện minh cho nỗ lực này.

Chuyển đổi này tập trung vào một loạt cân nhắc cốt lõi:

· Cân bằng giữa hiệu suất vượt trội của kiến trúc ZK-native và nhu cầu tương thích ngược;

· Cân nhắc giữa lợi thế bảo mật của giao thức đơn giản hóa và quán tính hiệu ứng mạng lớn của EVM;

· Lựa chọn giữa sức mạnh của hệ sinh thái phổ quát và rủi ro phụ thuộc vào toolchain bên thứ ba phức tạp.

Cuối cùng, chuyển đổi kiến trúc này là chìa khóa thực hiện cam kết “Lean Execution”, cũng là phần quan trọng của tầm nhìn “Lean Ethereum”. Nó sẽ biến L1 của Ethereum từ nền tảng hợp đồng thông minh đơn giản thành lớp kết toán và khả dụng dữ liệu hiệu quả, an toàn, được thiết kế để hỗ trợ vũ trụ tính toán có thể xác minh rộng lớn.

Như Vitalik Buterin nói, “điểm cuối là... cung cấp ZK-snark cho mọi thứ.”

Các dự án như Ethproofs cung cấp dữ liệu khách quan và nền tảng hợp tác cho chuyển đổi này, còn nhóm Succinct Labs với ứng dụng thực tế SP1 zkVM đã đưa ra bản thiết kế khả thi cho tương lai này. Bằng cách đón nhận RISC-V, Ethereum không chỉ giải quyết nút thắt mở rộng của mình, mà còn định vị là lớp tin cậy nền tảng cho Internet thế hệ tiếp theo — được dẫn dắt bởi primitive mật mã lớn thứ ba sau hash và signature: SNARK.

Chứng minh phần mềm của thế giới, mở ra kỷ nguyên crypto mới.

Tìm hiểu thêm: