Ethereum sedang bersiap untuk menyambut transformasi arsitektur terpenting sejak lahir: menggantikan EVM dengan RISC-V.
Alasannya sederhana—dalam masa depan yang berpusat pada Zero Knowledge (ZK), EVM telah menjadi hambatan kinerja:
zkEVM saat ini bergantung pada interpreter, yang menyebabkan penurunan kinerja 50–800 kali;
Modul pra-kompilasi membuat protokol menjadi kompleks dan meningkatkan risiko;
Desain tumpukan 256 bit sangat tidak efisien saat menghasilkan bukti.
Solusi RISC-V:
Desain minimalis (sekitar 47 instruksi dasar) + ekosistem LLVM yang matang (mendukung bahasa seperti Rust, C++, Go, dll);
telah menjadi standar zkVM de facto (90% proyek mengadopsinya);
Memiliki spesifikasi SAIL resmi (dibandingkan dengan buku kuning yang kabur) → Mewujudkan verifikasi yang ketat;
Jalur bukti perangkat keras (ASICs/FPGAs) sedang dalam pengujian (SP1, Nervos, Cartesi, dll.).
Proses migrasi dibagi menjadi tiga tahap:
Ganti RISC-V sebagai modul pra-kompilasi (uji risiko rendah);
Era Dua Mesin Virtual: EVM dan RISC-V hidup berdampingan dan sepenuhnya saling beroperasi;
Merealisasikan EVM dalam RISC-V (strategi Rosetta).
Dampak ekosistem:
Optimistic Rollup (seperti Arbitrum dan Optimism) perlu membangun kembali mekanisme bukti penipuan;
Rollup jenis zero-knowledge (seperti Polygon, zkSync, Scroll) akan mendapatkan keuntungan besar → lebih murah, lebih cepat, lebih sederhana;
Pengembang dapat langsung menggunakan pustaka bahasa seperti Rust, Go, dan Python di lapisan L1;
Pengguna akan menikmati biaya yang sekitar 100 kali lebih rendah untuk membuktikan → menuju Gigagas L1 (sekitar 10.000 TPS).
Akhirnya, Ethereum akan berevolusi dari "mesin virtual kontrak pintar" menjadi lapisan kepercayaan yang minimalis dan dapat diverifikasi di internet, dengan tujuan akhirnya adalah "membuat segalanya ter-ZK-Snark".
Persimpangan Ethereum
Vitalik Buterin pernah berkata: "Tujuan akhirnya termasuk... membuat segalanya ter-ZK-Snark."
Pembuktian tanpa pengetahuan (ZK) telah menjadi akhir yang tak terhindarkan, dan inti argumennya sangat sederhana: Ethereum sedang dibangun dari nol, dengan dasar pembuktian tanpa pengetahuan untuk merombak dirinya sendiri. Ini menandai titik akhir teknis dari protokol—melalui rekonstruksi L1, mencapai bentuk akhirnya, didukung oleh tim pengembang inti (seperti Succinct) yang menggerakkan zkVM berkinerja tinggi.
Dengan visi ini sebagai tujuan akhir, Ethereum berada di ambang transformasi arsitektur terpenting sejak kelahirannya. Diskusi kali ini bukan lagi tentang peningkatan bertahap, tetapi tentang rekonstruksi menyeluruh dari inti komputasinya - mengganti Ethereum Virtual Machine (EVM). Langkah ini adalah dasar dari visi yang lebih luas "Lean Ethereum".
Visi Lean Ethereum bertujuan untuk menyederhanakan seluruh protokol secara sistematis, membaginya menjadi tiga modul inti: Lean Consensus, Lean Data, dan Lean Execution. Dan dalam masalah inti dari Lean Execution, satu hal yang paling krusial adalah: Apakah EVM, sebagai mesin yang mendorong revolusi kontrak pintar, telah menjadi kendala utama dalam perkembangan masa depan Ethereum?
Seperti yang dikatakan oleh Justin Drake dari Yayasan Ethereum, tujuan jangka panjang Ethereum selalu adalah "membuat segalanya menjadi Snark" (Snarkify everything), yang merupakan alat kuat yang dapat meningkatkan berbagai lapisan protokol. Namun, selama ini, tujuan ini lebih mirip "cetakan yang tidak terjangkau", karena mencapainya memerlukan konsep pembuktian waktu nyata (real-time proving). Dan sekarang, dengan pembuktian waktu nyata yang secara bertahap menjadi kenyataan, ketidakefisienan teoretis EVM telah berubah menjadi masalah praktis yang mendesak untuk diselesaikan.
Artikel ini akan menganalisis secara mendalam tentang argumen teknis dan strategis untuk migrasi Ethereum L1 ke arsitektur set instruksi RISC-V. Langkah ini tidak hanya diharapkan dapat melepaskan skalabilitas yang belum pernah ada sebelumnya, tetapi juga menyederhanakan struktur protokol dan menjaga Ethereum selaras dengan masa depan komputasi yang dapat diverifikasi.
Apa sebenarnya yang telah berubah?
Sebelum membahas "mengapa", kita perlu terlebih dahulu menjelaskan "apa" yang sedang berubah.
EVM (Ethereum Virtual Machine) adalah lingkungan eksekusi untuk kontrak pintar Ethereum, yang dikenal sebagai "komputer dunia" yang memproses transaksi dan memperbarui status blockchain. Selama bertahun-tahun, desainnya dapat disebut revolusioner, meletakkan dasar bagi lahirnya keuangan terdesentralisasi (DeFi) dan ekosistem NFT. Namun, arsitektur kustom yang hampir sepuluh tahun ini kini telah mengakumulasi banyak utang teknis.
Sebaliknya, RISC-V bukanlah sebuah produk, melainkan sebuah standar terbuka—sebuah "alfabet" desain prosesor yang gratis dan umum. Seperti yang ditekankan oleh Jeremy Bruestle di konferensi Ethproofs, prinsip kunci ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk peran ini:
Minimalisme: Set instruksi dasar RISC-V sangat sederhana, hanya mencakup sekitar 40 hingga 47 instruksi. Seperti yang dikatakan Jeremy, ini membuatnya "hampir sempurna untuk kasus penggunaan mesin umum super minimalis yang kita butuhkan."
Desain modular: Fitur yang lebih kompleks ditambahkan melalui ekstensi opsional. Fitur ini sangat penting karena memungkinkan inti tetap sederhana, sementara fungsionalitas dapat diperluas sesuai kebutuhan, tanpa memberlakukan kompleksitas yang tidak perlu pada protokol dasar.
Ekosistem Terbuka: RISC-V memiliki dukungan rantai alat yang besar dan matang, termasuk kompiler LLVM, yang memungkinkan pengembang untuk menggunakan bahasa pemrograman utama, seperti Rust, C++, dan Go. Seperti yang disebutkan oleh Justin Drake: "Alat yang berputar di sekitar kompiler sangat kaya, sementara pembangunan kompiler sangat sulit... Oleh karena itu, memiliki rantai alat kompiler ini sangat berharga." RISC-V memungkinkan Ethereum untuk mewarisi alat yang sudah ada ini secara gratis.
Masalah biaya interpreter
Alasan mendorong penggantian EVM bukanlah karena satu cacat tunggal, melainkan penggabungan dari beberapa batasan mendasar yang tidak dapat diabaikan dalam konteks masa depan yang berfokus pada bukti nol pengetahuan. Batasan ini mencakup hambatan kinerja dalam sistem bukti nol pengetahuan, serta risiko yang ditimbulkan oleh kompleksitas yang semakin meningkat yang terakumulasi di dalam protokol.
Masalah biaya interpreter
Dorongan paling mendesak untuk transformasi ini adalah ketidakefisienan bawaan EVM dalam sistem bukti nol. Seiring dengan Ethereum secara bertahap beralih ke model yang memverifikasi status L1 melalui bukti ZK, kinerja pembuktian menjadi hambatan terbesar.
Masalah terletak pada cara kerja zkEVM saat ini. Mereka tidak langsung melakukan bukti pengetahuan nol pada EVM, tetapi pada interpreter EVM yang sendiri telah dikompilasi menjadi RISC-V. Vitalik Buterin secara blak-blakan menunjukkan masalah inti ini:
"......Jika cara implementasi zkVM adalah mengkompilasi eksekusi EVM menjadi konten yang akhirnya menjadi kode RISC-V, mengapa tidak langsung mengekspos RISC-V yang mendasarinya kepada pengembang kontrak pintar? Dengan cara ini, seluruh biaya dari mesin virtual lapisan luar dapat sepenuhnya dihilangkan."
Lapisan penjelasan tambahan ini membawa kerugian kinerja yang besar. Perkiraan menunjukkan bahwa dibandingkan dengan membuktikan program asli, lapisan ini dapat menyebabkan penurunan kinerja antara 50 hingga 800 kali. Setelah mengoptimalkan bottleneck lain (seperti beralih ke algoritma hash Poseidon), bagian "eksekusi blok" ini masih akan menyita 80-90% dari seluruh waktu pembuktian, menjadikan EVM sebagai rintangan terakhir dan paling sulit dalam memperluas L1. Dengan menghapus lapisan ini, Vitalik memperkirakan efisiensi eksekusi dapat meningkat hingga 100 kali.
jerat utang teknis
Untuk mengatasi kekurangan kinerja EVM dalam operasi kriptografi tertentu, Ethereum memperkenalkan kontrak pra-kompilasi—fungsi khusus yang dikodekan langsung ke dalam protokol. Meskipun solusi ini terlihat praktis pada saat itu, kini telah memicu situasi "buruk" yang disebut oleh Vitalik Buterin:
"Prakompetisi adalah bencana bagi kami... mereka sangat memperbesar repositori kode terpercaya Ethereum... dan mereka telah menyebabkan kami beberapa kali hampir mengalami masalah serius dalam kegagalan konsensus."
Kompleksitas ini sangat mengejutkan. Vitalik memberikan contoh bahwa kode pembungkus untuk satu kontrak prakompilasi (seperti modexp) lebih kompleks daripada seluruh interpreter RISC-V, sementara logika prakompilasi sebenarnya lebih rumit. Menambahkan kontrak prakompilasi baru memerlukan proses hard fork yang lambat dan penuh kontroversi politik, yang sangat menghambat inovasi aplikasi yang membutuhkan primitif kriptografi baru. Terkait hal ini, Vitalik mencapai kesimpulan yang jelas:
"Saya pikir kita harus berhenti menambahkan kontrak pra-kompilasi baru mulai hari ini."
Utang teknologi arsitektur Ethereum
Desain inti EVM mencerminkan prioritas dari era sebelumnya, tetapi tidak lagi cocok untuk kebutuhan komputasi modern. EVM memilih arsitektur 256-bit untuk menangani nilai kriptografi, tetapi arsitektur ini sangat tidak efisien untuk bilangan bulat 32-bit atau 64-bit yang biasanya digunakan dalam kontrak pintar. Ketidakefisienan ini sangat mahal dalam sistem ZK. Seperti yang dijelaskan oleh Vitalik:
"Ketika menggunakan angka yang lebih kecil, setiap angka sebenarnya tidak menghemat sumber daya apapun, sementara kompleksitas meningkat dua hingga empat kali lipat."
Selain itu, arsitektur stack EVM memiliki efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan arsitektur register RISC-V dan CPU modern. Ini membutuhkan lebih banyak instruksi untuk menyelesaikan operasi yang sama, sekaligus membuat optimasi compiler menjadi lebih kompleks.
Masalah-masalah ini—termasuk kendala kinerja dari ZK proof, kompleksitas precompiled, dan pilihan arsitektur yang usang—secara bersama-sama membentuk alasan yang meyakinkan dan mendesak: Ethereum harus melampaui EVM dan menyambut arsitektur teknologi yang lebih cocok untuk masa depan.
Rencana RISC-V: Membangun masa depan Ethereum dengan fondasi yang lebih kuat
Keunggulan RISC-V tidak hanya terletak pada kekurangan EVM, tetapi juga pada kekuatan yang mendalam dari filosofi desainnya. Arsitekturnya menyediakan dasar yang kokoh, sederhana, dan dapat diverifikasi, yang sangat cocok untuk lingkungan berisiko tinggi seperti Ethereum.
Mengapa standar terbuka lebih baik daripada desain kustom?
Berbeda dengan arsitektur set instruksi (ISA) yang disesuaikan yang perlu dibangun dari nol untuk membangun ekosistem perangkat lunak secara keseluruhan, RISC-V adalah standar terbuka yang matang, dengan tiga keunggulan kunci berikut:
ekosistem yang matang
Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum dapat memanfaatkan kemajuan kolektif selama puluhan tahun di bidang ilmu komputer. Seperti yang dijelaskan oleh Justin Drake, ini memberikan Ethereum kesempatan untuk langsung menggunakan alat kelas dunia:
"Ada sebuah komponen infrastruktur yang disebut LLVM, yang merupakan seperangkat alat kompilator yang memungkinkan Anda untuk mengompilasi bahasa pemrograman tingkat tinggi menjadi salah satu dari berbagai target backend. Salah satu backend yang didukung adalah RISC-V. Jadi jika Anda mendukung RISC-V, Anda secara otomatis dapat mendukung semua bahasa tingkat tinggi yang didukung oleh LLVM."
Ini sangat menurunkan ambang pengembangan, memungkinkan jutaan pengembang yang familiar dengan bahasa seperti Rust, C++, dan Go untuk dengan mudah memulai.
Filsafat desain minimalis RISC-V adalah fitur yang disengaja, bukan batasan. Set instruksi dasarnya hanya mencakup sekitar 47 instruksi, menjaga inti mesin virtual tetap sangat sederhana. Kesederhanaan ini memiliki keuntungan signifikan dalam hal keamanan, karena kumpulan kode tepercaya yang lebih kecil lebih mudah diaudit dan diverifikasi secara formal.
Standar faktual di bidang bukti nol-pengetahuan. Yang lebih penting, ekosistem zkVM telah membuat pilihan. Seperti yang dicatat oleh Justin Drake, dari data Ethproofs dapat dilihat tren yang jelas:
"RISC-V adalah arsitektur set instruksi (ISA) terkemuka untuk backend zkVM."
Di antara sepuluh zkVM yang dapat membuktikan blok Ethereum, sembilan di antaranya telah memilih RISC-V sebagai arsitektur target. Konvergensi pasar ini melepaskan sinyal yang kuat: Ethereum tidak sedang melakukan percobaan spekulatif dengan mengadopsi RISC-V, melainkan sejalan dengan standar yang telah diakui oleh proyek yang telah teruji secara praktis dan dibangun untuk masa depan zero-knowledge.
Dibuat untuk kepercayaan, bukan hanya untuk eksekusi.
Selain ekosistem yang luas, arsitektur internal RISC-V juga sangat cocok untuk membangun sistem yang aman dan dapat diverifikasi. Pertama, RISC-V memiliki spesifikasi yang terformal, dapat dibaca mesin—SAIL. Ini merupakan kemajuan besar dibandingkan dengan spesifikasi EVM (yang sebagian besar ada dalam bentuk tertulis di 'Buku Kuning'). 'Buku Kuning' memiliki ketidakjelasan tertentu, sementara spesifikasi SAIL menyediakan "standar emas" yang dapat mendukung bukti kebenaran matematis yang penting untuk melindungi protokol yang bernilai tinggi. Seperti yang disebutkan oleh Alex Hicks dari Ethereum Foundation (EF) dalam konferensi Ethproofs, ini memungkinkan rangkaian zkVM untuk "diverifikasi langsung dengan spesifikasi RISC-V resmi". Kedua, RISC-V mencakup arsitektur hak istimewa, yang merupakan fitur yang sering diabaikan tetapi sangat penting untuk keamanan. Ini mendefinisikan berbagai tingkat operasi, terutama termasuk mode pengguna (untuk aplikasi yang tidak tepercaya, seperti kontrak pintar) dan mode supervisi (untuk "kernel eksekusi" yang tepercaya). Diego dari Cartesi menjelaskan ini secara mendalam:
"Sistem operasi itu sendiri harus melindungi dirinya dari pengaruh kode lain. Ia perlu menjalankan program-program yang berbeda secara terpisah, dan semua mekanisme ini adalah bagian dari standar RISC-V."
Dalam arsitektur RISC-V, kontrak pintar yang berjalan dalam mode pengguna (User Mode) tidak dapat mengakses status blockchain secara langsung. Sebaliknya, ia perlu mengirimkan permintaan melalui instruksi ECALL (environment call) khusus kepada inti tepercaya yang berjalan dalam mode pengawas (Supervisor Mode). Mekanisme ini membangun batasan keamanan yang ditegakkan oleh perangkat keras, yang lebih kuat dan lebih mudah diverifikasi dibandingkan dengan model sandbox yang murni bergantung pada perangkat lunak EVM.
Visi Vitalik
Transformasi ini dibayangkan sebagai suatu proses bertahap yang progresif, untuk memastikan stabilitas sistem dan kompatibilitas ke belakang. Seperti yang dijelaskan oleh pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, pendekatan ini bertujuan untuk mencapai perkembangan yang "evolusioner" daripada perubahan yang "revolusioner" secara menyeluruh.
Langkah Pertama: Pra-kompilasi Alternatif
Tahap awal diambil dengan cara paling konservatif, memperkenalkan fungsi terbatas dari mesin virtual (VM) baru. Seperti yang disarankan oleh Vitalik Buterin: "Kita bisa mulai menggunakan VM baru dalam skenario terbatas, misalnya menggantikan fungsi precompiled." Secara khusus, ini akan menghentikan penambahan fungsi precompiled EVM baru, dan sebagai gantinya, menggunakan program RISC-V yang disetujui melalui daftar putih untuk mencapai fungsi yang diperlukan. Pendekatan ini memungkinkan VM baru untuk melakukan pengujian praktis di jaringan utama dalam lingkungan risiko rendah, sementara klien Ethereum bertindak sebagai perantara antara dua lingkungan eksekusi.
Langkah kedua: Koeksistensi dua mesin virtual
Tahap selanjutnya adalah "membuka VM baru langsung untuk pengguna". Kontrak pintar dapat menunjukkan apakah bytecode-nya EVM atau RISC-V melalui penandaan. Fitur kunci adalah untuk mencapai interoperabilitas yang mulus: "Dua jenis kontrak dapat saling memanggil." Fitur ini akan diwujudkan melalui panggilan sistem (ECALL), memungkinkan kedua mesin virtual untuk berkolaborasi dalam ekosistem yang sama.
Langkah ketiga: EVM sebagai kontrak simulasi (strategi "Rosetta")
Tujuan akhirnya adalah untuk mencapai penyederhanaan protokol. Pada tahap ini, "kami akan menggunakan EVM sebagai salah satu implementasi dalam VM baru." EVM yang distandarisasi akan menjadi kontrak pintar yang telah diverifikasi secara formal dan berjalan pada RISC-V L1 asli. Ini tidak hanya memastikan dukungan permanen untuk aplikasi lama, tetapi juga memungkinkan pengembang klien untuk hanya memelihara satu mesin eksekusi yang disederhanakan, sehingga secara signifikan mengurangi kompleksitas dan biaya pemeliharaan.
Efek riak ekosistem
Transisi dari EVM ke RISC-V bukan hanya merupakan perubahan pada protokol inti, tetapi juga akan memberikan dampak mendalam pada seluruh ekosistem Ethereum. Transformasi ini tidak hanya akan membentuk kembali pengalaman pengembang, tetapi juga akan secara fundamental mengubah lanskap persaingan solusi Layer-2, dan membuka kunci model verifikasi ekonomi baru.
Repositioning Rollup: Pertarungan antara Optimistic dan ZK
Penggunaan lapisan eksekusi RISC-V di lapisan L1 akan memiliki dampak yang sangat berbeda pada dua jenis utama Rollup.
Optimistic Rollup (seperti Arbitrum, Optimism) menghadapi tantangan arsitektur. Model keamanan mereka bergantung pada penyelesaian bukti penipuan dengan mengeksekusi kembali transaksi yang dipertentangkan melalui L1 EVM. Jika EVM L1 diganti, model ini akan sepenuhnya hancur. Proyek-proyek ini akan menghadapi pilihan sulit: melakukan rekayasa besar-besaran, merancang sistem bukti penipuan untuk VM L1 yang baru, atau sepenuhnya menjauh dari model keamanan Ethereum.
Sebagai perbandingan, ZK Rollup akan mendapatkan keuntungan strategis yang besar. Sebagian besar ZK Rollup telah menjadikan RISC-V sebagai arsitektur set instruksi internal (ISA) mereka. L1 yang "berbahasa sama" akan memungkinkannya untuk mencapai integrasi yang lebih erat dan efisien. Justin Drake mengusulkan visi masa depan "Rollup asli": L2 sebenarnya menjadi instance yang disesuaikan dari lingkungan eksekusi L1 itu sendiri, memanfaatkan VM bawaan L1 untuk menyelesaikan transaksi tanpa hambatan. Penyelarasan ini akan membawa perubahan berikut:
Penyederhanaan tumpukan teknologi: Tim L2 tidak akan lagi perlu membangun mekanisme jembatan yang kompleks antara lingkungan eksekusi RISC-V internal dan EVM.
Penggunaan ulang alat dan kode: Kompilator, debugger, dan alat verifikasi formal yang dikembangkan untuk lingkungan L1 RISC-V dapat langsung digunakan oleh L2, secara signifikan mengurangi biaya pengembangan.
Insentif ekonomi yang selaras: Biaya Gas L1 akan lebih akurat mencerminkan biaya sebenarnya dari verifikasi ZK berbasis RISC-V, sehingga membentuk model ekonomi yang lebih rasional.
Era baru antara pengembang dan pengguna
Bagi pengembang Ethereum, transformasi ini akan bersifat bertahap, bukan merusak.
Bagi para pengembang, mereka akan dapat mengakses ekosistem pengembangan perangkat lunak yang lebih luas dan lebih matang. Seperti yang ditunjukkan oleh Vitalik Buterin, pengembang "akan dapat menulis kontrak dengan Rust, sementara opsi-opsi ini dapat hidup berdampingan." Sementara itu, ia memprediksi bahwa "Solidity dan Vyper akan tetap populer dalam jangka panjang karena desain elegan mereka dalam logika kontrak pintar." Dengan menggunakan alat LLVM dan bahasa pemrograman arus utama beserta sumber daya perpustakaan besar mereka, perubahan ini akan menjadi revolusioner. Vitalik membandingkannya dengan pengalaman "NodeJS", di mana pengembang dapat menulis kode di rantai dan di luar rantai dengan bahasa yang sama, mewujudkan integrasi dalam pengembangan.
Bagi pengguna, transformasi ini pada akhirnya akan memberikan pengalaman jaringan yang lebih rendah biaya dan lebih tinggi kinerja. Diperkirakan biaya pembuktian akan berkurang sekitar 100 kali, dari beberapa dolar per transaksi menjadi beberapa sen atau bahkan lebih sedikit. Ini secara langsung berkonversi menjadi biaya L1 yang lebih rendah dan biaya penyelesaian L2. Kelayakan ekonomi ini akan membuka visi "Gigagas L1", yang bertujuan untuk mencapai kinerja sekitar 10.000 TPS, yang akan membuka jalan bagi aplikasi on-chain yang lebih kompleks dan bernilai tinggi di masa depan.
Succinct Labs dan SP1: Membangun Bukti Masa Depan di Saat Ini
Ethereum sedang bersiap-siap. "Ekspansi L1, ekspansi blok" adalah tugas mendesak strategis dalam kelompok protokol EF. Peningkatan kinerja yang signifikan diperkirakan akan tercapai dalam 6 hingga 12 bulan ke depan.
Tim seperti Succinct Labs telah menunjukkan keuntungan teoritis RISC-V dalam praktik, dan pekerjaan mereka menjadi contoh kuat untuk memvalidasi usulan ini.
SP1 yang dikembangkan oleh Succinct Labs adalah zkVM open-source berkinerja tinggi berbasis RISC-V, yang mengonfirmasi kelayakan pendekatan arsitektur baru. SP1 mengadopsi filosofi "berbasis prekompilasi" (precompile-centric), yang secara sempurna mengatasi masalah bottleneck kriptografi EVM. Berbeda dengan metode prekompilasi tradisional yang bergantung pada metode yang lambat dan dikodekan dengan keras, SP1 memindahkan operasi berat seperti hash Keccak ke dalam sirkuit ZK yang dirancang khusus dan dioptimalkan secara manual, dan memanggilnya melalui instruksi ECALL standar. Pendekatan ini menggabungkan kinerja perangkat keras kustom dengan fleksibilitas perangkat lunak, memberikan solusi yang lebih efisien dan skalabel bagi pengembang.
Dampak nyata dari Succinct Labs telah terlihat. Produk OP Succinct mereka memanfaatkan SP1 untuk memberikan kemampuan bukti nol pengetahuan (ZK-ify) pada Optimistic Rollups. Seperti yang dijelaskan oleh co-founder Succinct, Uma Roy:
"Menggunakan Rollup dengan OP Stack, tidak perlu lagi menunggu tujuh hari untuk menyelesaikan konfirmasi akhir dan penarikan... sekarang hanya membutuhkan satu jam untuk menyelesaikan konfirmasi. Peningkatan kecepatan ini sangat luar biasa."
Pecahan ini menyelesaikan titik sakit kunci dari seluruh ekosistem OP Stack. Selain itu, infrastruktur Succinct—Succinct Prover Network—dirancang sebagai pasar generasi bukti yang terdesentralisasi, menunjukkan model ekonomi yang dapat diverifikasi untuk komputasi di masa depan. Pekerjaan mereka bukan hanya bukti konsep, tetapi juga cetak biru masa depan yang praktis, seperti yang dijelaskan dalam artikel ini.
Bagaimana Ethereum mengurangi risiko
Salah satu keuntungan besar RISC-V adalah bahwa ia menjadikan pencarian suci verifikasi formal—membuktikan kebenaran sistem melalui matematika—sebagai tujuan yang dapat dicapai. Spesifikasi EVM ditulis dalam bahasa alami di Yellow Paper, yang sulit untuk diformalkan. Sementara RISC-V memiliki spesifikasi SAIL yang resmi dan dapat dibaca mesin, yang menyediakan "referensi emas" yang jelas untuk perilakunya.
Ini membuka jalan untuk keamanan yang lebih kuat. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Yayasan Ethereum, saat ini sedang dilakukan pekerjaan untuk "mengekstrak sirkuit zkVM RISC-V ke dalam Lean untuk verifikasi formal". Ini adalah kemajuan yang signifikan, memindahkan kepercayaan dari implementasi manusia yang rentan terhadap kesalahan ke bukti matematis yang dapat diverifikasi, membuka ketinggian baru untuk keamanan blockchain.
Risiko utama dalam transformasi
Meskipun arsitektur RISC-V L1 memiliki banyak keunggulan, ia juga membawa tantangan kompleks baru.
Masalah pengukuran Gas
Menciptakan model Gas yang deterministik dan adil untuk arsitektur set instruksi umum (ISA) adalah tantangan yang belum terpecahkan. Metode penghitungan instruksi yang sederhana rentan terhadap ancaman serangan penolakan layanan. Misalnya, penyerang dapat merancang program yang berulang kali memicu cache miss, sehingga menyebabkan konsumsi sumber daya yang tinggi dengan biaya Gas yang sangat rendah. Masalah ini menimbulkan tantangan serius bagi stabilitas jaringan dan model ekonomi.
Masalah keamanan rantai alat dan "konstruksi yang dapat direproduksi"
Ini adalah risiko yang paling penting dan sering diabaikan dalam proses transformasi. Model keamanan beralih dari bergantung pada mesin virtual di atas rantai ke bergantung pada compiler di bawah rantai (seperti LLVM), dan compiler ini memiliki kompleksitas yang sangat tinggi serta diketahui mengandung kerentanan. Penyerang dapat memanfaatkan kerentanan compiler untuk mengubah kode sumber yang tampaknya tidak berbahaya menjadi bytecode berbahaya. Selain itu, memastikan bahwa file biner setelah kompilasi di rantai sepenuhnya sesuai dengan kode sumber publik, yaitu masalah "pembangunan yang dapat direproduksi", juga sangat sulit. Perbedaan kecil dalam lingkungan pembangunan dapat menghasilkan file biner yang berbeda, yang pada gilirannya mempengaruhi transparansi dan kepercayaan. Masalah-masalah ini memberikan tantangan serius bagi keamanan pengembang dan pengguna.
strategi mitigasi
Jalan maju membutuhkan strategi pertahanan yang berlapis-lapis.
Pemasaran Bertahap
Mengadopsi rencana transisi bertahap dan multistage adalah strategi inti untuk menghadapi risiko. Dengan terlebih dahulu memperkenalkan RISC-V sebagai alternatif yang telah dikompilasi, kemudian menjalankannya dalam lingkungan mesin virtual ganda, komunitas dapat mengumpulkan pengalaman operasional dan membangun kepercayaan dalam lingkungan yang berisiko rendah, menghindari perubahan yang tidak dapat dibalik. Pendekatan bertahap ini memberikan dasar yang stabil untuk transformasi teknologi.
Audit menyeluruh: pengujian fuzz dan verifikasi formal
Meskipun verifikasi formal adalah tujuan akhir, itu harus digabungkan dengan pengujian yang berkelanjutan dan intensif. Seperti yang ditunjukkan oleh Valentine dari Diligence Security dalam konferensi telepon Ethproofs, alat fuzz testing mereka, Argus, telah menemukan 11 kerentanan kritis terkait ketahanan dan integritas di zkVM terkemuka. Ini menunjukkan bahwa bahkan sistem yang dirancang dengan baik sekalipun mungkin memiliki kerentanan yang hanya dapat ditemukan melalui pengujian konfrontatif yang ketat. Kombinasi fuzz testing dan verifikasi formal memberikan jaminan keamanan sistem yang lebih kuat.
standarisasi
Untuk menghindari fragmentasi ekosistem, komunitas perlu mengadopsi konfigurasi RISC-V yang tunggal dan terstandarisasi. Ini mungkin kombinasi RV64GC dengan ABI yang kompatibel dengan Linux, karena kombinasi ini memiliki dukungan yang paling luas di antara bahasa pemrograman dan alat utama, yang dapat memaksimalkan keuntungan ekosistem baru. Standarisasi tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi pengembang, tetapi juga dapat membangun fondasi yang kuat untuk pengembangan jangka panjang ekosistem.
Masa depan Ethereum yang dapat diverifikasi
Usulan untuk menggantikan Ethereum Virtual Machine (EVM) dengan RISC-V bukan hanya peningkatan bertahap, tetapi merupakan rekonstruksi mendasar dari lapisan eksekusi Ethereum. Visi ambisius ini bertujuan untuk mengatasi hambatan skalabilitas yang mendalam, menyederhanakan kompleksitas protokol, dan menyelaraskan platform dengan ekosistem komputasi umum yang lebih luas. Meskipun transformasi ini menghadapi tantangan teknis dan sosial yang besar, manfaat strategis jangka panjangnya cukup untuk memberikan legitimasi bagi upaya berani ini.
Transformasi ini berfokus pada serangkaian pertimbangan inti:
Keseimbangan antara peningkatan kinerja besar yang dibawa oleh arsitektur asli ZK dan kebutuhan mendesak untuk kompatibilitas ke belakang;
Timbal balik antara keuntungan keamanan yang dibawa oleh protokol sederhana dan inersia efek jaringan besar EVM;
Pilihan antara kemampuan kuat dari ekosistem umum dan risiko ketergantungan pada rantai alat pihak ketiga yang kompleks.
Akhirnya, transformasi arsitektur ini akan menjadi kunci untuk mewujudkan komitmen "Eksekusi Ramping" (Lean Execution) dan juga merupakan bagian penting dari visi "Ethereum Rampung" (Lean Ethereum). Ini akan mengubah L1 Ethereum dari platform kontrak pintar sederhana menjadi lapisan penyelesaian dan ketersediaan data yang efisien dan aman, yang dirancang khusus untuk mendukung alam semesta komputasi yang dapat diverifikasi.
Seperti yang dikatakan Vitalik Buterin, "Tujuannya adalah... untuk menyediakan ZK-snark untuk segalanya."
Proyek seperti Ethproofs menyediakan data objektif dan platform kolaborasi untuk transformasi ini, sementara tim Succinct Labs melalui aplikasi nyata dari SP1 zkVM mereka memberikan peta jalan yang dapat dioperasikan untuk masa depan ini. Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum tidak hanya mengatasi kendala skalabilitasnya sendiri, tetapi juga memposisikan dirinya sebagai lapisan kepercayaan dasar untuk internet generasi berikutnya—didorong oleh SNARK, primitif kriptografi ketiga setelah hash dan tanda tangan.
Buktikan perangkat lunak dunia, mulailah era baru kripto.
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
Utang teknologi menumpuk, Ethereum memilih untuk "membangun kembali" menggunakan RISC-V.
Penulis: jaehaerys.eth
Kompilasi: TechFlow Shenchao
Ringkasan
Ethereum sedang bersiap untuk menyambut transformasi arsitektur terpenting sejak lahir: menggantikan EVM dengan RISC-V.
Alasannya sederhana—dalam masa depan yang berpusat pada Zero Knowledge (ZK), EVM telah menjadi hambatan kinerja:
zkEVM saat ini bergantung pada interpreter, yang menyebabkan penurunan kinerja 50–800 kali;
Modul pra-kompilasi membuat protokol menjadi kompleks dan meningkatkan risiko;
Desain tumpukan 256 bit sangat tidak efisien saat menghasilkan bukti.
Solusi RISC-V:
Desain minimalis (sekitar 47 instruksi dasar) + ekosistem LLVM yang matang (mendukung bahasa seperti Rust, C++, Go, dll);
telah menjadi standar zkVM de facto (90% proyek mengadopsinya);
Memiliki spesifikasi SAIL resmi (dibandingkan dengan buku kuning yang kabur) → Mewujudkan verifikasi yang ketat;
Jalur bukti perangkat keras (ASICs/FPGAs) sedang dalam pengujian (SP1, Nervos, Cartesi, dll.).
Proses migrasi dibagi menjadi tiga tahap:
Ganti RISC-V sebagai modul pra-kompilasi (uji risiko rendah);
Era Dua Mesin Virtual: EVM dan RISC-V hidup berdampingan dan sepenuhnya saling beroperasi;
Merealisasikan EVM dalam RISC-V (strategi Rosetta).
Dampak ekosistem:
Optimistic Rollup (seperti Arbitrum dan Optimism) perlu membangun kembali mekanisme bukti penipuan;
Rollup jenis zero-knowledge (seperti Polygon, zkSync, Scroll) akan mendapatkan keuntungan besar → lebih murah, lebih cepat, lebih sederhana;
Pengembang dapat langsung menggunakan pustaka bahasa seperti Rust, Go, dan Python di lapisan L1;
Pengguna akan menikmati biaya yang sekitar 100 kali lebih rendah untuk membuktikan → menuju Gigagas L1 (sekitar 10.000 TPS).
Akhirnya, Ethereum akan berevolusi dari "mesin virtual kontrak pintar" menjadi lapisan kepercayaan yang minimalis dan dapat diverifikasi di internet, dengan tujuan akhirnya adalah "membuat segalanya ter-ZK-Snark".
Persimpangan Ethereum
Vitalik Buterin pernah berkata: "Tujuan akhirnya termasuk... membuat segalanya ter-ZK-Snark."
Pembuktian tanpa pengetahuan (ZK) telah menjadi akhir yang tak terhindarkan, dan inti argumennya sangat sederhana: Ethereum sedang dibangun dari nol, dengan dasar pembuktian tanpa pengetahuan untuk merombak dirinya sendiri. Ini menandai titik akhir teknis dari protokol—melalui rekonstruksi L1, mencapai bentuk akhirnya, didukung oleh tim pengembang inti (seperti Succinct) yang menggerakkan zkVM berkinerja tinggi.
Dengan visi ini sebagai tujuan akhir, Ethereum berada di ambang transformasi arsitektur terpenting sejak kelahirannya. Diskusi kali ini bukan lagi tentang peningkatan bertahap, tetapi tentang rekonstruksi menyeluruh dari inti komputasinya - mengganti Ethereum Virtual Machine (EVM). Langkah ini adalah dasar dari visi yang lebih luas "Lean Ethereum".
Visi Lean Ethereum bertujuan untuk menyederhanakan seluruh protokol secara sistematis, membaginya menjadi tiga modul inti: Lean Consensus, Lean Data, dan Lean Execution. Dan dalam masalah inti dari Lean Execution, satu hal yang paling krusial adalah: Apakah EVM, sebagai mesin yang mendorong revolusi kontrak pintar, telah menjadi kendala utama dalam perkembangan masa depan Ethereum?
Seperti yang dikatakan oleh Justin Drake dari Yayasan Ethereum, tujuan jangka panjang Ethereum selalu adalah "membuat segalanya menjadi Snark" (Snarkify everything), yang merupakan alat kuat yang dapat meningkatkan berbagai lapisan protokol. Namun, selama ini, tujuan ini lebih mirip "cetakan yang tidak terjangkau", karena mencapainya memerlukan konsep pembuktian waktu nyata (real-time proving). Dan sekarang, dengan pembuktian waktu nyata yang secara bertahap menjadi kenyataan, ketidakefisienan teoretis EVM telah berubah menjadi masalah praktis yang mendesak untuk diselesaikan.
Artikel ini akan menganalisis secara mendalam tentang argumen teknis dan strategis untuk migrasi Ethereum L1 ke arsitektur set instruksi RISC-V. Langkah ini tidak hanya diharapkan dapat melepaskan skalabilitas yang belum pernah ada sebelumnya, tetapi juga menyederhanakan struktur protokol dan menjaga Ethereum selaras dengan masa depan komputasi yang dapat diverifikasi.
Apa sebenarnya yang telah berubah?
Sebelum membahas "mengapa", kita perlu terlebih dahulu menjelaskan "apa" yang sedang berubah.
EVM (Ethereum Virtual Machine) adalah lingkungan eksekusi untuk kontrak pintar Ethereum, yang dikenal sebagai "komputer dunia" yang memproses transaksi dan memperbarui status blockchain. Selama bertahun-tahun, desainnya dapat disebut revolusioner, meletakkan dasar bagi lahirnya keuangan terdesentralisasi (DeFi) dan ekosistem NFT. Namun, arsitektur kustom yang hampir sepuluh tahun ini kini telah mengakumulasi banyak utang teknis.
Sebaliknya, RISC-V bukanlah sebuah produk, melainkan sebuah standar terbuka—sebuah "alfabet" desain prosesor yang gratis dan umum. Seperti yang ditekankan oleh Jeremy Bruestle di konferensi Ethproofs, prinsip kunci ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk peran ini:
Minimalisme: Set instruksi dasar RISC-V sangat sederhana, hanya mencakup sekitar 40 hingga 47 instruksi. Seperti yang dikatakan Jeremy, ini membuatnya "hampir sempurna untuk kasus penggunaan mesin umum super minimalis yang kita butuhkan."
Desain modular: Fitur yang lebih kompleks ditambahkan melalui ekstensi opsional. Fitur ini sangat penting karena memungkinkan inti tetap sederhana, sementara fungsionalitas dapat diperluas sesuai kebutuhan, tanpa memberlakukan kompleksitas yang tidak perlu pada protokol dasar.
Ekosistem Terbuka: RISC-V memiliki dukungan rantai alat yang besar dan matang, termasuk kompiler LLVM, yang memungkinkan pengembang untuk menggunakan bahasa pemrograman utama, seperti Rust, C++, dan Go. Seperti yang disebutkan oleh Justin Drake: "Alat yang berputar di sekitar kompiler sangat kaya, sementara pembangunan kompiler sangat sulit... Oleh karena itu, memiliki rantai alat kompiler ini sangat berharga." RISC-V memungkinkan Ethereum untuk mewarisi alat yang sudah ada ini secara gratis.
Masalah biaya interpreter
Alasan mendorong penggantian EVM bukanlah karena satu cacat tunggal, melainkan penggabungan dari beberapa batasan mendasar yang tidak dapat diabaikan dalam konteks masa depan yang berfokus pada bukti nol pengetahuan. Batasan ini mencakup hambatan kinerja dalam sistem bukti nol pengetahuan, serta risiko yang ditimbulkan oleh kompleksitas yang semakin meningkat yang terakumulasi di dalam protokol.
Masalah biaya interpreter
Dorongan paling mendesak untuk transformasi ini adalah ketidakefisienan bawaan EVM dalam sistem bukti nol. Seiring dengan Ethereum secara bertahap beralih ke model yang memverifikasi status L1 melalui bukti ZK, kinerja pembuktian menjadi hambatan terbesar.
Masalah terletak pada cara kerja zkEVM saat ini. Mereka tidak langsung melakukan bukti pengetahuan nol pada EVM, tetapi pada interpreter EVM yang sendiri telah dikompilasi menjadi RISC-V. Vitalik Buterin secara blak-blakan menunjukkan masalah inti ini:
"......Jika cara implementasi zkVM adalah mengkompilasi eksekusi EVM menjadi konten yang akhirnya menjadi kode RISC-V, mengapa tidak langsung mengekspos RISC-V yang mendasarinya kepada pengembang kontrak pintar? Dengan cara ini, seluruh biaya dari mesin virtual lapisan luar dapat sepenuhnya dihilangkan."
Lapisan penjelasan tambahan ini membawa kerugian kinerja yang besar. Perkiraan menunjukkan bahwa dibandingkan dengan membuktikan program asli, lapisan ini dapat menyebabkan penurunan kinerja antara 50 hingga 800 kali. Setelah mengoptimalkan bottleneck lain (seperti beralih ke algoritma hash Poseidon), bagian "eksekusi blok" ini masih akan menyita 80-90% dari seluruh waktu pembuktian, menjadikan EVM sebagai rintangan terakhir dan paling sulit dalam memperluas L1. Dengan menghapus lapisan ini, Vitalik memperkirakan efisiensi eksekusi dapat meningkat hingga 100 kali.
jerat utang teknis
Untuk mengatasi kekurangan kinerja EVM dalam operasi kriptografi tertentu, Ethereum memperkenalkan kontrak pra-kompilasi—fungsi khusus yang dikodekan langsung ke dalam protokol. Meskipun solusi ini terlihat praktis pada saat itu, kini telah memicu situasi "buruk" yang disebut oleh Vitalik Buterin:
"Prakompetisi adalah bencana bagi kami... mereka sangat memperbesar repositori kode terpercaya Ethereum... dan mereka telah menyebabkan kami beberapa kali hampir mengalami masalah serius dalam kegagalan konsensus."
Kompleksitas ini sangat mengejutkan. Vitalik memberikan contoh bahwa kode pembungkus untuk satu kontrak prakompilasi (seperti modexp) lebih kompleks daripada seluruh interpreter RISC-V, sementara logika prakompilasi sebenarnya lebih rumit. Menambahkan kontrak prakompilasi baru memerlukan proses hard fork yang lambat dan penuh kontroversi politik, yang sangat menghambat inovasi aplikasi yang membutuhkan primitif kriptografi baru. Terkait hal ini, Vitalik mencapai kesimpulan yang jelas:
"Saya pikir kita harus berhenti menambahkan kontrak pra-kompilasi baru mulai hari ini."
Utang teknologi arsitektur Ethereum
Desain inti EVM mencerminkan prioritas dari era sebelumnya, tetapi tidak lagi cocok untuk kebutuhan komputasi modern. EVM memilih arsitektur 256-bit untuk menangani nilai kriptografi, tetapi arsitektur ini sangat tidak efisien untuk bilangan bulat 32-bit atau 64-bit yang biasanya digunakan dalam kontrak pintar. Ketidakefisienan ini sangat mahal dalam sistem ZK. Seperti yang dijelaskan oleh Vitalik:
"Ketika menggunakan angka yang lebih kecil, setiap angka sebenarnya tidak menghemat sumber daya apapun, sementara kompleksitas meningkat dua hingga empat kali lipat."
Selain itu, arsitektur stack EVM memiliki efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan arsitektur register RISC-V dan CPU modern. Ini membutuhkan lebih banyak instruksi untuk menyelesaikan operasi yang sama, sekaligus membuat optimasi compiler menjadi lebih kompleks.
Masalah-masalah ini—termasuk kendala kinerja dari ZK proof, kompleksitas precompiled, dan pilihan arsitektur yang usang—secara bersama-sama membentuk alasan yang meyakinkan dan mendesak: Ethereum harus melampaui EVM dan menyambut arsitektur teknologi yang lebih cocok untuk masa depan.
Rencana RISC-V: Membangun masa depan Ethereum dengan fondasi yang lebih kuat
Keunggulan RISC-V tidak hanya terletak pada kekurangan EVM, tetapi juga pada kekuatan yang mendalam dari filosofi desainnya. Arsitekturnya menyediakan dasar yang kokoh, sederhana, dan dapat diverifikasi, yang sangat cocok untuk lingkungan berisiko tinggi seperti Ethereum.
Mengapa standar terbuka lebih baik daripada desain kustom?
Berbeda dengan arsitektur set instruksi (ISA) yang disesuaikan yang perlu dibangun dari nol untuk membangun ekosistem perangkat lunak secara keseluruhan, RISC-V adalah standar terbuka yang matang, dengan tiga keunggulan kunci berikut:
ekosistem yang matang
Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum dapat memanfaatkan kemajuan kolektif selama puluhan tahun di bidang ilmu komputer. Seperti yang dijelaskan oleh Justin Drake, ini memberikan Ethereum kesempatan untuk langsung menggunakan alat kelas dunia:
"Ada sebuah komponen infrastruktur yang disebut LLVM, yang merupakan seperangkat alat kompilator yang memungkinkan Anda untuk mengompilasi bahasa pemrograman tingkat tinggi menjadi salah satu dari berbagai target backend. Salah satu backend yang didukung adalah RISC-V. Jadi jika Anda mendukung RISC-V, Anda secara otomatis dapat mendukung semua bahasa tingkat tinggi yang didukung oleh LLVM."
Ini sangat menurunkan ambang pengembangan, memungkinkan jutaan pengembang yang familiar dengan bahasa seperti Rust, C++, dan Go untuk dengan mudah memulai.
Filsafat desain minimalis RISC-V adalah fitur yang disengaja, bukan batasan. Set instruksi dasarnya hanya mencakup sekitar 47 instruksi, menjaga inti mesin virtual tetap sangat sederhana. Kesederhanaan ini memiliki keuntungan signifikan dalam hal keamanan, karena kumpulan kode tepercaya yang lebih kecil lebih mudah diaudit dan diverifikasi secara formal.
Standar faktual di bidang bukti nol-pengetahuan. Yang lebih penting, ekosistem zkVM telah membuat pilihan. Seperti yang dicatat oleh Justin Drake, dari data Ethproofs dapat dilihat tren yang jelas:
"RISC-V adalah arsitektur set instruksi (ISA) terkemuka untuk backend zkVM."
Di antara sepuluh zkVM yang dapat membuktikan blok Ethereum, sembilan di antaranya telah memilih RISC-V sebagai arsitektur target. Konvergensi pasar ini melepaskan sinyal yang kuat: Ethereum tidak sedang melakukan percobaan spekulatif dengan mengadopsi RISC-V, melainkan sejalan dengan standar yang telah diakui oleh proyek yang telah teruji secara praktis dan dibangun untuk masa depan zero-knowledge.
Dibuat untuk kepercayaan, bukan hanya untuk eksekusi.
Selain ekosistem yang luas, arsitektur internal RISC-V juga sangat cocok untuk membangun sistem yang aman dan dapat diverifikasi. Pertama, RISC-V memiliki spesifikasi yang terformal, dapat dibaca mesin—SAIL. Ini merupakan kemajuan besar dibandingkan dengan spesifikasi EVM (yang sebagian besar ada dalam bentuk tertulis di 'Buku Kuning'). 'Buku Kuning' memiliki ketidakjelasan tertentu, sementara spesifikasi SAIL menyediakan "standar emas" yang dapat mendukung bukti kebenaran matematis yang penting untuk melindungi protokol yang bernilai tinggi. Seperti yang disebutkan oleh Alex Hicks dari Ethereum Foundation (EF) dalam konferensi Ethproofs, ini memungkinkan rangkaian zkVM untuk "diverifikasi langsung dengan spesifikasi RISC-V resmi". Kedua, RISC-V mencakup arsitektur hak istimewa, yang merupakan fitur yang sering diabaikan tetapi sangat penting untuk keamanan. Ini mendefinisikan berbagai tingkat operasi, terutama termasuk mode pengguna (untuk aplikasi yang tidak tepercaya, seperti kontrak pintar) dan mode supervisi (untuk "kernel eksekusi" yang tepercaya). Diego dari Cartesi menjelaskan ini secara mendalam:
"Sistem operasi itu sendiri harus melindungi dirinya dari pengaruh kode lain. Ia perlu menjalankan program-program yang berbeda secara terpisah, dan semua mekanisme ini adalah bagian dari standar RISC-V."
Dalam arsitektur RISC-V, kontrak pintar yang berjalan dalam mode pengguna (User Mode) tidak dapat mengakses status blockchain secara langsung. Sebaliknya, ia perlu mengirimkan permintaan melalui instruksi ECALL (environment call) khusus kepada inti tepercaya yang berjalan dalam mode pengawas (Supervisor Mode). Mekanisme ini membangun batasan keamanan yang ditegakkan oleh perangkat keras, yang lebih kuat dan lebih mudah diverifikasi dibandingkan dengan model sandbox yang murni bergantung pada perangkat lunak EVM.
Visi Vitalik
Transformasi ini dibayangkan sebagai suatu proses bertahap yang progresif, untuk memastikan stabilitas sistem dan kompatibilitas ke belakang. Seperti yang dijelaskan oleh pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, pendekatan ini bertujuan untuk mencapai perkembangan yang "evolusioner" daripada perubahan yang "revolusioner" secara menyeluruh.
Langkah Pertama: Pra-kompilasi Alternatif
Tahap awal diambil dengan cara paling konservatif, memperkenalkan fungsi terbatas dari mesin virtual (VM) baru. Seperti yang disarankan oleh Vitalik Buterin: "Kita bisa mulai menggunakan VM baru dalam skenario terbatas, misalnya menggantikan fungsi precompiled." Secara khusus, ini akan menghentikan penambahan fungsi precompiled EVM baru, dan sebagai gantinya, menggunakan program RISC-V yang disetujui melalui daftar putih untuk mencapai fungsi yang diperlukan. Pendekatan ini memungkinkan VM baru untuk melakukan pengujian praktis di jaringan utama dalam lingkungan risiko rendah, sementara klien Ethereum bertindak sebagai perantara antara dua lingkungan eksekusi.
Langkah kedua: Koeksistensi dua mesin virtual
Tahap selanjutnya adalah "membuka VM baru langsung untuk pengguna". Kontrak pintar dapat menunjukkan apakah bytecode-nya EVM atau RISC-V melalui penandaan. Fitur kunci adalah untuk mencapai interoperabilitas yang mulus: "Dua jenis kontrak dapat saling memanggil." Fitur ini akan diwujudkan melalui panggilan sistem (ECALL), memungkinkan kedua mesin virtual untuk berkolaborasi dalam ekosistem yang sama.
Langkah ketiga: EVM sebagai kontrak simulasi (strategi "Rosetta")
Tujuan akhirnya adalah untuk mencapai penyederhanaan protokol. Pada tahap ini, "kami akan menggunakan EVM sebagai salah satu implementasi dalam VM baru." EVM yang distandarisasi akan menjadi kontrak pintar yang telah diverifikasi secara formal dan berjalan pada RISC-V L1 asli. Ini tidak hanya memastikan dukungan permanen untuk aplikasi lama, tetapi juga memungkinkan pengembang klien untuk hanya memelihara satu mesin eksekusi yang disederhanakan, sehingga secara signifikan mengurangi kompleksitas dan biaya pemeliharaan.
Efek riak ekosistem
Transisi dari EVM ke RISC-V bukan hanya merupakan perubahan pada protokol inti, tetapi juga akan memberikan dampak mendalam pada seluruh ekosistem Ethereum. Transformasi ini tidak hanya akan membentuk kembali pengalaman pengembang, tetapi juga akan secara fundamental mengubah lanskap persaingan solusi Layer-2, dan membuka kunci model verifikasi ekonomi baru.
Repositioning Rollup: Pertarungan antara Optimistic dan ZK
Penggunaan lapisan eksekusi RISC-V di lapisan L1 akan memiliki dampak yang sangat berbeda pada dua jenis utama Rollup.
Optimistic Rollup (seperti Arbitrum, Optimism) menghadapi tantangan arsitektur. Model keamanan mereka bergantung pada penyelesaian bukti penipuan dengan mengeksekusi kembali transaksi yang dipertentangkan melalui L1 EVM. Jika EVM L1 diganti, model ini akan sepenuhnya hancur. Proyek-proyek ini akan menghadapi pilihan sulit: melakukan rekayasa besar-besaran, merancang sistem bukti penipuan untuk VM L1 yang baru, atau sepenuhnya menjauh dari model keamanan Ethereum.
Sebagai perbandingan, ZK Rollup akan mendapatkan keuntungan strategis yang besar. Sebagian besar ZK Rollup telah menjadikan RISC-V sebagai arsitektur set instruksi internal (ISA) mereka. L1 yang "berbahasa sama" akan memungkinkannya untuk mencapai integrasi yang lebih erat dan efisien. Justin Drake mengusulkan visi masa depan "Rollup asli": L2 sebenarnya menjadi instance yang disesuaikan dari lingkungan eksekusi L1 itu sendiri, memanfaatkan VM bawaan L1 untuk menyelesaikan transaksi tanpa hambatan. Penyelarasan ini akan membawa perubahan berikut:
Penyederhanaan tumpukan teknologi: Tim L2 tidak akan lagi perlu membangun mekanisme jembatan yang kompleks antara lingkungan eksekusi RISC-V internal dan EVM.
Penggunaan ulang alat dan kode: Kompilator, debugger, dan alat verifikasi formal yang dikembangkan untuk lingkungan L1 RISC-V dapat langsung digunakan oleh L2, secara signifikan mengurangi biaya pengembangan.
Insentif ekonomi yang selaras: Biaya Gas L1 akan lebih akurat mencerminkan biaya sebenarnya dari verifikasi ZK berbasis RISC-V, sehingga membentuk model ekonomi yang lebih rasional.
Era baru antara pengembang dan pengguna
Bagi pengembang Ethereum, transformasi ini akan bersifat bertahap, bukan merusak.
Bagi para pengembang, mereka akan dapat mengakses ekosistem pengembangan perangkat lunak yang lebih luas dan lebih matang. Seperti yang ditunjukkan oleh Vitalik Buterin, pengembang "akan dapat menulis kontrak dengan Rust, sementara opsi-opsi ini dapat hidup berdampingan." Sementara itu, ia memprediksi bahwa "Solidity dan Vyper akan tetap populer dalam jangka panjang karena desain elegan mereka dalam logika kontrak pintar." Dengan menggunakan alat LLVM dan bahasa pemrograman arus utama beserta sumber daya perpustakaan besar mereka, perubahan ini akan menjadi revolusioner. Vitalik membandingkannya dengan pengalaman "NodeJS", di mana pengembang dapat menulis kode di rantai dan di luar rantai dengan bahasa yang sama, mewujudkan integrasi dalam pengembangan.
Bagi pengguna, transformasi ini pada akhirnya akan memberikan pengalaman jaringan yang lebih rendah biaya dan lebih tinggi kinerja. Diperkirakan biaya pembuktian akan berkurang sekitar 100 kali, dari beberapa dolar per transaksi menjadi beberapa sen atau bahkan lebih sedikit. Ini secara langsung berkonversi menjadi biaya L1 yang lebih rendah dan biaya penyelesaian L2. Kelayakan ekonomi ini akan membuka visi "Gigagas L1", yang bertujuan untuk mencapai kinerja sekitar 10.000 TPS, yang akan membuka jalan bagi aplikasi on-chain yang lebih kompleks dan bernilai tinggi di masa depan.
Succinct Labs dan SP1: Membangun Bukti Masa Depan di Saat Ini
Ethereum sedang bersiap-siap. "Ekspansi L1, ekspansi blok" adalah tugas mendesak strategis dalam kelompok protokol EF. Peningkatan kinerja yang signifikan diperkirakan akan tercapai dalam 6 hingga 12 bulan ke depan.
Tim seperti Succinct Labs telah menunjukkan keuntungan teoritis RISC-V dalam praktik, dan pekerjaan mereka menjadi contoh kuat untuk memvalidasi usulan ini.
SP1 yang dikembangkan oleh Succinct Labs adalah zkVM open-source berkinerja tinggi berbasis RISC-V, yang mengonfirmasi kelayakan pendekatan arsitektur baru. SP1 mengadopsi filosofi "berbasis prekompilasi" (precompile-centric), yang secara sempurna mengatasi masalah bottleneck kriptografi EVM. Berbeda dengan metode prekompilasi tradisional yang bergantung pada metode yang lambat dan dikodekan dengan keras, SP1 memindahkan operasi berat seperti hash Keccak ke dalam sirkuit ZK yang dirancang khusus dan dioptimalkan secara manual, dan memanggilnya melalui instruksi ECALL standar. Pendekatan ini menggabungkan kinerja perangkat keras kustom dengan fleksibilitas perangkat lunak, memberikan solusi yang lebih efisien dan skalabel bagi pengembang.
Dampak nyata dari Succinct Labs telah terlihat. Produk OP Succinct mereka memanfaatkan SP1 untuk memberikan kemampuan bukti nol pengetahuan (ZK-ify) pada Optimistic Rollups. Seperti yang dijelaskan oleh co-founder Succinct, Uma Roy:
"Menggunakan Rollup dengan OP Stack, tidak perlu lagi menunggu tujuh hari untuk menyelesaikan konfirmasi akhir dan penarikan... sekarang hanya membutuhkan satu jam untuk menyelesaikan konfirmasi. Peningkatan kecepatan ini sangat luar biasa."
Pecahan ini menyelesaikan titik sakit kunci dari seluruh ekosistem OP Stack. Selain itu, infrastruktur Succinct—Succinct Prover Network—dirancang sebagai pasar generasi bukti yang terdesentralisasi, menunjukkan model ekonomi yang dapat diverifikasi untuk komputasi di masa depan. Pekerjaan mereka bukan hanya bukti konsep, tetapi juga cetak biru masa depan yang praktis, seperti yang dijelaskan dalam artikel ini.
Bagaimana Ethereum mengurangi risiko
Salah satu keuntungan besar RISC-V adalah bahwa ia menjadikan pencarian suci verifikasi formal—membuktikan kebenaran sistem melalui matematika—sebagai tujuan yang dapat dicapai. Spesifikasi EVM ditulis dalam bahasa alami di Yellow Paper, yang sulit untuk diformalkan. Sementara RISC-V memiliki spesifikasi SAIL yang resmi dan dapat dibaca mesin, yang menyediakan "referensi emas" yang jelas untuk perilakunya.
Ini membuka jalan untuk keamanan yang lebih kuat. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Yayasan Ethereum, saat ini sedang dilakukan pekerjaan untuk "mengekstrak sirkuit zkVM RISC-V ke dalam Lean untuk verifikasi formal". Ini adalah kemajuan yang signifikan, memindahkan kepercayaan dari implementasi manusia yang rentan terhadap kesalahan ke bukti matematis yang dapat diverifikasi, membuka ketinggian baru untuk keamanan blockchain.
Risiko utama dalam transformasi
Meskipun arsitektur RISC-V L1 memiliki banyak keunggulan, ia juga membawa tantangan kompleks baru.
Masalah pengukuran Gas
Menciptakan model Gas yang deterministik dan adil untuk arsitektur set instruksi umum (ISA) adalah tantangan yang belum terpecahkan. Metode penghitungan instruksi yang sederhana rentan terhadap ancaman serangan penolakan layanan. Misalnya, penyerang dapat merancang program yang berulang kali memicu cache miss, sehingga menyebabkan konsumsi sumber daya yang tinggi dengan biaya Gas yang sangat rendah. Masalah ini menimbulkan tantangan serius bagi stabilitas jaringan dan model ekonomi.
Masalah keamanan rantai alat dan "konstruksi yang dapat direproduksi"
Ini adalah risiko yang paling penting dan sering diabaikan dalam proses transformasi. Model keamanan beralih dari bergantung pada mesin virtual di atas rantai ke bergantung pada compiler di bawah rantai (seperti LLVM), dan compiler ini memiliki kompleksitas yang sangat tinggi serta diketahui mengandung kerentanan. Penyerang dapat memanfaatkan kerentanan compiler untuk mengubah kode sumber yang tampaknya tidak berbahaya menjadi bytecode berbahaya. Selain itu, memastikan bahwa file biner setelah kompilasi di rantai sepenuhnya sesuai dengan kode sumber publik, yaitu masalah "pembangunan yang dapat direproduksi", juga sangat sulit. Perbedaan kecil dalam lingkungan pembangunan dapat menghasilkan file biner yang berbeda, yang pada gilirannya mempengaruhi transparansi dan kepercayaan. Masalah-masalah ini memberikan tantangan serius bagi keamanan pengembang dan pengguna.
strategi mitigasi
Jalan maju membutuhkan strategi pertahanan yang berlapis-lapis.
Pemasaran Bertahap
Mengadopsi rencana transisi bertahap dan multistage adalah strategi inti untuk menghadapi risiko. Dengan terlebih dahulu memperkenalkan RISC-V sebagai alternatif yang telah dikompilasi, kemudian menjalankannya dalam lingkungan mesin virtual ganda, komunitas dapat mengumpulkan pengalaman operasional dan membangun kepercayaan dalam lingkungan yang berisiko rendah, menghindari perubahan yang tidak dapat dibalik. Pendekatan bertahap ini memberikan dasar yang stabil untuk transformasi teknologi.
Audit menyeluruh: pengujian fuzz dan verifikasi formal
Meskipun verifikasi formal adalah tujuan akhir, itu harus digabungkan dengan pengujian yang berkelanjutan dan intensif. Seperti yang ditunjukkan oleh Valentine dari Diligence Security dalam konferensi telepon Ethproofs, alat fuzz testing mereka, Argus, telah menemukan 11 kerentanan kritis terkait ketahanan dan integritas di zkVM terkemuka. Ini menunjukkan bahwa bahkan sistem yang dirancang dengan baik sekalipun mungkin memiliki kerentanan yang hanya dapat ditemukan melalui pengujian konfrontatif yang ketat. Kombinasi fuzz testing dan verifikasi formal memberikan jaminan keamanan sistem yang lebih kuat.
standarisasi
Untuk menghindari fragmentasi ekosistem, komunitas perlu mengadopsi konfigurasi RISC-V yang tunggal dan terstandarisasi. Ini mungkin kombinasi RV64GC dengan ABI yang kompatibel dengan Linux, karena kombinasi ini memiliki dukungan yang paling luas di antara bahasa pemrograman dan alat utama, yang dapat memaksimalkan keuntungan ekosistem baru. Standarisasi tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi pengembang, tetapi juga dapat membangun fondasi yang kuat untuk pengembangan jangka panjang ekosistem.
Masa depan Ethereum yang dapat diverifikasi
Usulan untuk menggantikan Ethereum Virtual Machine (EVM) dengan RISC-V bukan hanya peningkatan bertahap, tetapi merupakan rekonstruksi mendasar dari lapisan eksekusi Ethereum. Visi ambisius ini bertujuan untuk mengatasi hambatan skalabilitas yang mendalam, menyederhanakan kompleksitas protokol, dan menyelaraskan platform dengan ekosistem komputasi umum yang lebih luas. Meskipun transformasi ini menghadapi tantangan teknis dan sosial yang besar, manfaat strategis jangka panjangnya cukup untuk memberikan legitimasi bagi upaya berani ini.
Transformasi ini berfokus pada serangkaian pertimbangan inti:
Keseimbangan antara peningkatan kinerja besar yang dibawa oleh arsitektur asli ZK dan kebutuhan mendesak untuk kompatibilitas ke belakang;
Timbal balik antara keuntungan keamanan yang dibawa oleh protokol sederhana dan inersia efek jaringan besar EVM;
Pilihan antara kemampuan kuat dari ekosistem umum dan risiko ketergantungan pada rantai alat pihak ketiga yang kompleks.
Akhirnya, transformasi arsitektur ini akan menjadi kunci untuk mewujudkan komitmen "Eksekusi Ramping" (Lean Execution) dan juga merupakan bagian penting dari visi "Ethereum Rampung" (Lean Ethereum). Ini akan mengubah L1 Ethereum dari platform kontrak pintar sederhana menjadi lapisan penyelesaian dan ketersediaan data yang efisien dan aman, yang dirancang khusus untuk mendukung alam semesta komputasi yang dapat diverifikasi.
Seperti yang dikatakan Vitalik Buterin, "Tujuannya adalah... untuk menyediakan ZK-snark untuk segalanya."
Proyek seperti Ethproofs menyediakan data objektif dan platform kolaborasi untuk transformasi ini, sementara tim Succinct Labs melalui aplikasi nyata dari SP1 zkVM mereka memberikan peta jalan yang dapat dioperasikan untuk masa depan ini. Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum tidak hanya mengatasi kendala skalabilitasnya sendiri, tetapi juga memposisikan dirinya sebagai lapisan kepercayaan dasar untuk internet generasi berikutnya—didorong oleh SNARK, primitif kriptografi ketiga setelah hash dan tanda tangan.
Buktikan perangkat lunak dunia, mulailah era baru kripto.
Pelajari lebih lanjut:
Interpretasi Vitalik: Klik untuk menonton
Diskusi keempat ETHProofs: Klik untuk menonton