Vitalik Buterin กำลังเปลี่ยนทิศทางการพูดคุยเกี่ยวกับการขยายขนาดของ Ethereum จาก Layer 2 (L2) กลับมาสู่แกนหลักของโปรโตคอล
ผู้สร้างนวัตกรรมชาวรัสเซีย-แคนาดาคนนี้ให้เหตุผลว่า ข้อจำกัดระยะยาวที่ใหญ่ที่สุดของ Ethereum ไม่ใช่ rollups หรือความจุของ blob แต่เป็นอุปสรรคเชิงโครงสร้างที่ลึกซึ้งกว่านั้น ภายใน state tree กับ virtual machine ของเครือข่าย
Vitalik Buterin เสนอปรับปรุง Ethereum ครั้งใหญ่ มุ่งแก้ปัญหา State Tree และ Virtual Machine ของระบบ
ตามที่ Buterin ระบุไว้ สององค์ประกอบคือ state tree และ virtual machine ของเครือข่าย มีสัดส่วนมากกว่า 80% ของต้นทุนการพิสูจน์หลักฐาน และเขากล่าวว่านี่คือปัญหาสำคัญ เนื่องจากเทคโนโลยี zero-knowledge (ZK) กำลังกลายมาเป็นแกนกลางของแผนพัฒนา Ethereum
วันนี้ดิฉันจะเน้นสองเรื่องใหญ่: การเปลี่ยนแปลง state tree และการเปลี่ยนแปลง VM Buterin เขียนไว้ พร้อมบอกว่าทั้งสองอย่างนี้เป็นอุปสรรคสำคัญที่พวกเราต้องจัดการ หากเราต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการพิสูจน์หลักฐาน
ปรับปรุง Binary Tree ใหม่
จุดหลักของข้อเสนอนี้คือ EIP-7864 ซึ่งจะเปลี่ยน state tree ปัจจุบันของ Ethereum จาก hexary Merkle Patricia tree ไปเป็นโครงสร้าง binary tree แทน
การเปลี่ยนแปลงนี้อาจฟังดูเหมือนเล็กน้อย แต่ผลกระทบกลับมีความสำคัญมาก เพราะ binary tree จะสร้าง Merkle proofs ที่สั้นกว่าโครงสร้างปัจจุบันถึงประมาณ 4 เท่า ซึ่งช่วยลดความต้องการแบนด์วิดท์ในการตรวจสอบลงอย่างมาก
ด้วยเหตุนี้ ไคลเอนต์ขนาดเล็กและแอปพลิเคชันที่เน้นความเป็นส่วนตัวจะมีค่าใช้จ่ายต่ำลงและสามารถนำไปใช้งานได้จริงมากขึ้น
โครงสร้างใหม่นี้ยังรวม storage slots เป็นหลาย ๆ “page” ทำให้แอปพลิเคชันที่ต้องโหลดข้อมูลที่เกี่ยวข้อง สามารถดำเนินการได้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
แอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์ (dApps) หลายตัวมักจะเข้าถึง storage slots ที่อยู่ติดกันอย่างต่อเนื่อง นั่นหมายความว่าการอัปเกรดนี้อาจ ประหยัดค่า gas ได้มากกว่า 10,000 หน่วยต่อธุรกรรม ในบางกรณี
Buterin ยังแนะนำให้จับคู่การเปลี่ยน tree นี้กับฟังก์ชัน hash ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งอาจช่วยให้การสร้าง proof ทำได้รวดเร็วยิ่งกว่าเดิม
ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น การออกแบบใหม่นี้จะทำให้ Layer หลักของ Ethereum มีความ “เป็นมิตรกับ prover” มากขึ้น เปิดทางให้แอปพลิเคชัน ZK เชื่อมต่อกับ state ของ Ethereum ได้โดยตรง โดยไม่ต้องสร้างระบบคู่ขนาน
โดยภาพรวม ข้อเสนอโครงสร้าง binary tree มีเป้าหมายที่จะรวบรวมบทเรียนตลอดสิบปีของการจัดการ state ให้อยู่ในโครงสร้างที่สะอาดและพร้อมสำหรับอนาคต
อนาคตที่ก้าวข้าม EVM?
สิ่งที่ทะเยอทะยานยิ่งกว่านั้นคือวิสัยทัศน์ระยะยาวของ Buterin ต่อกลไกการดำเนินการของ Ethereum เขาเสนอมุมมองว่าต่อไปอาจก้าวข้าม Ethereum Virtual Machine (EVM) และเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรมที่สร้างจาก RISC-V
RISC-V คือชุดคำสั่งแบบเปิดที่ได้รับความนิยมมาก ซึ่งอาจมอบทั้งประสิทธิภาพและความเรียบง่ายมากขึ้น
Buterin ได้แสดงความคิดเห็นว่า การที่ Ethereum ต้องพึ่งพา precompile พิเศษมากขึ้นสะท้อนถึงความไม่สบายใจกับตัว EVM เองในระดับลึก
ถ้าสัญญาหลักของ Ethereum คือความสามารถเขียนโปรแกรมได้อย่างอเนกประสงค์ เขาจึงเสนอว่า VM ควรรองรับวิสัยทัศน์นี้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่ต้องใช้วิธีแก้ไขเฉพาะจุดมากเกินไป และ VM ที่ใช้ RISC-V อาจสามารถ:
- ลดความซับซ้อน
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลโดยตรง และ
- สอดคล้องกับระบบ zero-knowledge proving สมัยใหม่มากขึ้น ซึ่งหลายระบบภายในก็นำ RISC-V มาใช้แล้ว
ในระยะสั้น Buterin เสนอ “vectorized math precompile” ซึ่งถูกอธิบายว่าเป็นเหมือน GPU สำหรับ EVM นี่อาจช่วยเร่งความเร็วการดำเนินการเกี่ยวกับคริปโตกราฟิกได้อย่างมีนัยสำคัญ
และในระยะยาว เขาได้นำเสนอลำดับขั้นของการเปลี่ยนผ่านที่ RISC-V จะเริ่มต้นด้วยการขับเคลื่อน precompile จากนั้นรองรับสัญญาที่ผู้งานปรับใช้ ก่อนจะกลายเป็นชั้นรองรับ EVM เพื่อความเข้ากันได้ในที่สุด
ถกเถียงเรื่องความซับซ้อน
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่จะเห็นด้วยว่า Ethereum ควรเปลี่ยนแปลงในระดับโครงสร้างให้ลึกขึ้น Analyst DBCrypto ได้วิจารณ์ถึง การเพิ่ม abstraction ในแผนพัฒนา Ethereum รวมทั้งเฟรมเวิร์กใหม่ ๆ ที่มีเป้าหมายแก้ปัญหา rollup fragmentation
แต่ละชั้นที่เพิ่มขึ้น เขายืนยันว่ากลับยิ่งเพิ่มความซับซ้อน เพิ่มข้อสมมติเรื่องความเชื่อใจ และสร้างจุดเสี่ยงในการถูกโจมตีมากขึ้น
สถานการณ์นี้สะท้อนถึงการถกเถียงในวงกว้างว่าควรเติมชั้นแก้ปัญหาใหม่ ๆ ทับโครงสร้างเดิมของ Ethereum หรือควรปรับปรุงพื้นฐานของมันใหม่ทั้งหมด
อย่างไรก็ดี ตามมุมมองของ Vitalik Buterin เขามองว่าสถาปัตยกรรมของ Ethereum ต้องพัฒนาและปรับตัวต่อไป เมื่อ zero-knowledge proofs กลายเป็นสิ่งจำเป็น ไม่ใช่เฉพาะแค่เทคโนโลยีเฉพาะกลุ่มอีกต่อไป
ในระยะถัดไปของการ scaling เขาเสนอว่าอาจไม่ได้เกิดขึ้นใน Layer 2 แต่จะเกิดลึกเข้าไปในแกนของ Ethereum เอง
