跳到主要内容

以太坊的 RISC-V 变局：为什么 Vitalik 想要剔除 EVM 以及这对每位 dApp 开发者意味着什么

· 阅读需 11 分钟
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

如果支撑 6000 亿美元智能合约的引擎正在以几个数量级的速度阻碍以太坊的发展，会怎样？这是 Vitalik Buterin 在 2025 年 4 月提出的一个大胆论点 —— 并在 2026 年 3 月进一步强化了这一观点 —— 当时他提议逐步用 RISC-V（一种开源 CPU 指令集架构）取代以太坊虚拟机（EVM）。这一举措可能会使零知识证明（zero-knowledge proving）的效率提升 100 倍，但也威胁到开发者体验的重塑，引发与 WebAssembly 支持者的架构之争，并迫使整个以太坊生态系统重新思考区块链虚拟机应该是什样子的。

EVM 的隐藏税​

EVM 在 2015 年是革命性的。作为一种专为去信任计算设计的 256 位栈机，它催生了 4000 多个去中心化应用，并使“智能合约”成为家喻户晓的术语。但经过十年的生产使用，它暴露出了结构性的局限性，任何程度的增量优化都无法修复。

核心问题在于开销（overhead）。EVM 在现代 64 位 CPU 上作为软件解释器运行，通过一个从未针对原始性能设计的抽象层来转换每个操作码（opcode）。对于普通的交易执行，这种开销是可控的。但对于零知识证明生成 —— 这一以太坊路线图日益依赖的技术 —— 它是灾难性的。

当今的 ZK 证明器在生成证明之前，已经在内部将 EVM 字节码转换为 RISC-V。这种双重转换引入了 Buterin 所描述的 zkVM 证明时间中“800 倍的开销”。状态树和虚拟机共同占高效证明瓶颈的 80% 以上，这意味着无论证明器变得多快，EVM 本身仍然是上限。

引入 RISC-V：100 倍的机会​

RISC-V 是一种开源指令集架构（ISA），诞生于加州大学伯克利分校二十年的 CPU 研究。与来自 ARM 或 Intel 的专有架构不同，RISC-V 是模块化、可扩展且免版税的。其基于寄存器的设计可以清晰地映射到现代硬件上，而其简单性 —— 一个极简的 RISC-V 解释器只需几百行代码即可编写 —— 使其成为形式化验证（formal verification）的理想选择。

性能方面的理由非常充分。通过原生执行 RISC-V 智能合约而非解释 EVM 字节码，以太坊可以：

  • 消除双重转换惩罚：ZK 证明器在生成证明之前不再需要将 EVM 转换为 RISC-V，从而可能将证明开销降低 50–100 倍。
  • 简化协议：像 SLOAD 和 CALL 这样的系统操作将变成系统调用（syscalls）而非自定义操作码，从而减少攻击面和维护负担。
  • 利用现有工具链：RISC-V 已经拥有成熟的 GCC 和 LLVM 编译器、QEMU 模拟器和经过形式化验证的工具链 —— 这是 EVM 永远无法比拟的支持生态系统。
  • 与 ZK 生态系统对齐：主要的 zkVM（包括 Succinct 的 SP1、RISC Zero、a16z 的 Jolt、Axiom 的 OpenVM 和 Polygon 的 Miden）都构建在 RISC-V 之上，形成了一个自然的汇聚点。

生产系统的数据也支持这一点。Succinct 的 SP1 Hypercube 可以在 16 台 NVIDIA RTX 5090 GPU 上，在 12 秒内为以太坊区块生成零知识证明。RISC Zero 的 R0VM 2.0 将证明时间从 35 分钟缩短到 44 秒。这些收益是在仍通过 EVM 转换层工作的情况下实现的 —— 原生 RISC-V 执行将进一步放大这些收益。

三阶段迁移计划​

Buterin 的提议并非鲁莽的推倒重来。这是一个精心策划的分阶段迁移，旨在全程保持向后兼容性：

第一阶段 —— 预编译替换：RISC-V 代码替换以太坊现有预编译合约的约 80%。这些是目前作为硬编码原生函数存在的加密和算术操作（如椭圆曲线配对和 SHA-256 哈希）。通过在 RISC-V 中实现它们，协议在不牺牲性能的情况下变得更具可审计性和可扩展性。

第二阶段 —— 双虚拟机部署：开发者获得了部署编译为 RISC-V 字节码的智能合约的能力，这些合约与现有的 EVM 合约并存。Solidity 和 Vyper 代码将被编译为 RISC-V 而非 EVM 字节码 —— 开发者体验保持熟悉，但底层的执行层发生了变化。

第三阶段 —— EVM 退役：EVM 本身变成了一个用 RISC-V 编写的智能合约。所有现有的 EVM 合约继续像以前一样运行，由这个“EVM-in-RISC-V”解释器执行。唯一面向用户的变化将是随着新架构对操作进行重新定价而导致的 Gas 成本变动。

这最后一个阶段是该提议中最优雅的部分。它不仅没有破坏向后兼容性，反而完全保留了它 —— EVM 并没有消失；它变成了一个运行在更高效基础上的库。

EIP-7864 伴随方案：二进制状态树​

2026 年 3 月，Buterin 通过 EIP-7864 扩展了该提案，解决了证明瓶颈的另一半问题：以太坊的状态树。目前的十六进制 Keccak Merkle Patricia Tree 将被替换为使用更高效哈希函数（Blake3 或 Poseidon 变体）的二进制树。

其影响是巨大的：

  • Merkle 分支缩短了四倍，为 Helios 等轻客户端削减了数据带宽
  • 哈希函数替换为证明效率带来了额外的 3–100 倍提升
  • 结合虚拟机（VM）的变更，这两项升级旨在解决目前制约以太坊扩展的 80% 以上的证明成本

Buterin 的排序是经过深思熟虑的：首先是二进制树（可能在 2026 年的 Glamsterdam 或 Hegota 升级中实施），随后在证明基础设施成熟后再进行虚拟机更换。

WASM 的反驳观点​

并非所有人都相信 RISC-V 是正确答案。2025 年 11 月，来自 Arbitrum 背后的团队 Offchain Labs 的研究人员发表了一份详细的技术反驳，认为 WebAssembly (WASM) 是更好的长期选择。

他们的核心论点基于一个重要的区别：“交付 ISA”（合约存储和分发的格式）与“证明 ISA”（用于 ZK 证明的格式）不需要相同。Offchain Labs 已经在实践中证明了这一点——Arbitrum 区块（包括基于 WASM 的 Stylus 智能合约）通过在证明时将 WASM 编译为 RISC-V 来进行 ZK 证明。

WASM 阵营提出了几个担忧：

  • 硬件兼容性：大多数以太坊节点缺乏 RISC-V CPU，需要进行模拟，而 WASM 在数十亿个执行环境中原生运行。
  • 生态系统锁定：在 L1 上确立 RISC-V 可能会让以太坊锁定在特定的证明技术中，而此时更好的替代方案可能正在涌现。
  • 工具链成熟度：WASM 的工具生态系统在 Web 浏览器、云计算和边缘计算中经过了实战检验。
  • 新兴替代方案：基于 WASM 的 ZK-VM（如 Ligero 的 Ligetron）已经展现出硬件导向的 ISA 可能无法比拟的优势。

争论远未结束。双方都认为 EVM 需要进化；他们的分歧在于执行格式应该是针对证明进行优化（RISC-V），还是针对部署灵活性进行优化（WASM）。

Polkadot 的并行押注​

以太坊并不是唯一拥抱 RISC-V 的区块链。Polkadot 的 JAM 协议正在推进其 1.0 规范，该协议使用 PolkaVM（一种基于 RISC-V 的预先重编译器）作为其执行引擎。JAM 主网升级的目标是 2026 年第一季度，届时区块速度将提升 10 倍，达到 500 毫秒一个区块。

Polkadot 的 Revive 项目将 RISC-V PolkaVM 后端与完全兼容的 EVM 解释器结合在一起，允许开发人员在以太坊兼容性和极致的 Polkadot 性能之间做出选择。这种双模式方法与 Buterin 设想的以太坊第二阶段过渡期如出一辙。

这种趋同值得关注：区块链领域最大的两个生态系统独立得出结论，即 RISC-V 为高性能智能合约执行提供了最佳前进路径。

开发者会面临哪些变化​

对于普通的 Solidity 开发者来说，眼下的影响出奇地小。在 RISC-V 的未来中：

  • Solidity 和 Vyper 继续存在：开发者继续使用熟悉的语言编写代码。编译器后端从 EVM 字节码变为 RISC-V 字节码，但源代码和开发工作流基本保持不变。
  • 新语言选项出现：Rust——这种已经在 Solana、Polkadot 和 NEAR 开发中占据主导地位的语言——成为以太坊智能合约的一等公民。这可能会吸引来自竞争生态系统的开发者。
  • Gas 成本转移：操作将重新定价，以反映 RISC-V 的执行成本而非 EVM 操作码成本。某些操作会变得更便宜；其他操作可能会变得更贵。
  • 测试和工具适配：Hardhat 和 Foundry 等框架需要支持 RISC-V 编译目标，不过现有的 LLVM 基础设施使得这比从头构建 EVM 工具更容易实现。

更大的变化在于哲学层面。以太坊的执行层从定制的、特定于区块链的虚拟机转向通用计算架构，该架构拥有数十年的学术研究和工业工具支持。这不仅是性能升级——更是一场押注，即区块链应与主流计算融合，而不是维持独立的基础设施。

前方的道路​

RISC-V 提案在以太坊开发社区内尚未达成共识。预计在 2026 年进行的 Glamsterdam 和 Hegota 升级可能会优先处理 EIP-7864 中的状态 tree 变更，而更换虚拟机仍是一个长期目标。

但发展方向是明确的。ZK 证明生态系统已经标准化为 RISC-V。性能数据是不言而喻的。而且后向兼容的设计意味着以太坊可以在不破坏任何现有合约的情况下完成这一过渡。

真正的问题不在于以太坊是否最终会超越 EVM，而在于社区能多快就替代方案达成一致——以及 RISC-V 或 WASM 谁能在这场辩论中获胜。对于今天在以太坊上构建的开发者来说，信息是令人安心的：无论发生什么，你的 Solidity 合约都将继续运行。但最聪明的构建者已经在为一个以太坊原生支持 RISC-V 且证明效率提升 100 倍的世界做准备。

BlockEden.xyz 为以太坊和领先的 Layer 2 网络提供企业级 RPC 和 API 基础设施。随着执行层的进化，我们的基础设施也在不断调整——确保开发者能够在不处理底层复杂性的情况下在最前沿进行构建。探索我们的以太坊 API 服务，为你的 dApp 基础设施做好面向未来的准备。

Share on Twitter