การเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคของ Vitalik Buterin
Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum (ETH) ได้เสนอการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคสองประการที่มุ่งแก้ไขปัญหาคอขวดด้านประสิทธิภาพการพิสูจน์ในเครือข่ายบล็อกเชน โดยอิงจากข้อเสนอใน EIP-7864 ซึ่งมีเป้าหมายในการลดต้นทุนการพิสูจน์ลงถึง 80% โดยการเปลี่ยนจาก Merkle Patricia Tree แบบ hexary ที่มีอยู่ในปัจจุบันไปเป็นโครงสร้างต้นไม้แบบไบนารีที่ใช้ฟังก์ชันแฮชที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
โครงสร้างต้นไม้แบบไบนารี
โครงสร้าง hexary ที่มีอยู่ถูกออกแบบมาสำหรับลำดับความสำคัญที่แตกต่างจากสถาปัตยกรรมที่นักพัฒนา Ethereum กำลังดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน โดยข้อเสนอระบุว่าโครงสร้างต้นไม้แบบไบนารีจะผลิตสาขา Merkle ที่สั้นกว่าระบบปัจจุบันถึง สี่เท่า เนื่องจากการดำเนินการแบบไบนารีต้องการ 32 เท่าของ log(n) เมื่อเปรียบเทียบกับ hexary ที่ต้องการ 512 เท่าของ log(n) การลดลงนี้จะช่วยลดต้นทุนสำหรับการตรวจสอบสาขาในฝั่งลูกค้าและลดความต้องการแบนด์วิธข้อมูลสำหรับเครื่องมือรวมถึง Helios และระบบการดึงข้อมูลส่วนตัว
การเพิ่มประสิทธิภาพการพิสูจน์
ข้อเสนอระบุว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการพิสูจน์จะขยายไปไกลกว่าการปรับปรุงความยาวของสาขา โดยสาขาที่สั้นกว่าจะให้การปรับปรุง สามถึงสี่เท่า แยกจากการเพิ่มประสิทธิภาพฟังก์ชันแฮช การใช้ blake3 แทน keccak อาจให้การปรับปรุงเพิ่มเติม สามเท่า ในขณะที่ตัวแปร Poseidon อาจให้การปรับปรุงถึง 100 เท่า แม้ว่าจะต้องมีการวิเคราะห์ความปลอดภัยเพิ่มเติมก่อนการใช้งาน Poseidon
การออกแบบต้นไม้แบบไบนารี
การออกแบบต้นไม้แบบไบนารีรวมถึงระบบการจัดเก็บแบบหน้า ซึ่งจัดกลุ่มช่องเก็บข้อมูลที่อยู่ติดกันเป็นหน้า 64 ถึง 256 ช่อง ประมาณ 2 ถึง 8 กิโลไบต์ โดยหัวบล็อกและ 1 ถึง 4 กิโลไบต์ แรกของโค้ดและการจัดเก็บจะใช้หน้าเดียวกัน ทำให้สัญญาที่อ่านจากช่องเก็บข้อมูลเริ่มต้นสามารถใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพแบบกลุ่มแทนที่จะเป็นต้นทุนการเข้าถึงแบบเดี่ยว ข้อเสนอประเมินว่าสามารถประหยัดได้มากกว่า 10,000 gas ต่อธุรกรรมสำหรับแอปพลิเคชันที่กระจายอำนาจซึ่งโหลดข้อมูลจากช่องเก็บข้อมูลเริ่มต้น
การแทนที่ Ethereum Virtual Machine (EVM)
ข้อเสนอในระยะยาวเกี่ยวข้องกับการแทนที่ Ethereum Virtual Machine (EVM) ด้วยเครื่องเสมือนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น RISC-V โดย Buterin อ้างถึงข้อดีสี่ประการของ RISC-V เมื่อเปรียบเทียบกับ EVM ได้แก่ ประสิทธิภาพการดำเนินการดิบ, ประสิทธิภาพของผู้พิสูจน์, การพิสูจน์ในฝั่งลูกค้า และ ความเรียบง่าย
แผนการนำไปใช้
แผนการนำไปใช้ที่ระบุในข้อเสนอประกอบด้วย สามขั้นตอน โดยในขั้นตอนแรก เครื่องเสมือนใหม่จะจัดการเฉพาะ precompiles เท่านั้น ในขั้นตอนที่สอง ผู้ใช้สามารถนำสัญญาไปใช้โดยตรงใน VM ใหม่ และในขั้นตอนที่สาม EVM จะถูกเกษียณและนำไปใช้ใหม่เป็นสัญญาอัจฉริยะที่เขียนใน VM ใหม่ โดยรักษาความเข้ากันได้ย้อนหลังสำหรับสัญญาที่มีอยู่
การแก้ไขปัญหาคอขวด
Buterin ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงทั้งสองนี้เป็นการแก้ไขปัญหาพื้นฐานเดียวกันจากมุมมองที่แตกต่างกัน โดยต้นไม้สถานะและ VM ร่วมกันคิดเป็นมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ ของปัญหาคอขวดในการพิสูจน์ที่มีประสิทธิภาพ
ข้อเสนอเสนอการเปลี่ยนแปลงเป็นลำดับ โดยต้นไม้แบบไบนารีก่อน ตามด้วยการแทนที่ VM เมื่อโครงสร้างพื้นฐานการพิสูจน์เติบโตขึ้นรอบ ๆ โครงสร้างสถานะใหม่
