Lumoz RaaS para soportar RISC-V zkEVM: Advancing Layer2 Performance y Escalabilidad

El fondo

El cofundador de Ethereum Vitalik ButerinPropuestoreemplazar la actual máquina virtual Ethereum (EVM) con la arquitectura de conjunto de instrucciones RISC-V. Esta propuesta ha despertado una amplia discusión dentro de la comunidad de Ethereum y ha destacado el potencial de RISC-V en el espacio blockchain. En paralelo, Lumoz RaaS (Rollup as a Service) ha anunciado el soporte para una solución zkEVM basada en RISC-V, con el objetivo de ofrecer un mayor rendimiento y escalabilidad para Layer2.

El EVM ha sido durante mucho tiempo el núcleo de la funcionalidad de contratos inteligentes, apoyando un ecosistema diverso de aplicaciones descentralizadas. Sin embargo, a medida que la tecnología blockchain evoluciona, las limitaciones arquitectónicas del EVM se están volviendo cada vez más evidentes. Como una arquitectura de conjunto de instrucciones de código abierto, RISC-V se destaca por su apertura, simplicidad y ecosistema flexible, lo que lo convierte en un fuerte candidato para reformular el entorno de ejecución de contratos inteligentes. Al combinar RISC-V con el desarrollo de contratos inteligentes, esta innovación promete no sólo un mejor rendimiento y seguridad, sino también una mayor accesibilidad para el desarrollo de blockchain.

¿Por qué elegir RISC-V?

RISC-V es una arquitectura de conjunto de instrucciones de código abierto (ISA) que ha ganado una atención significativa por su diseño modular y flexibilidad. En comparación con las arquitecturas tradicionales propietarias como x86 y ARM, RISC-V ofrece varias ventajas clave:

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• Open Source y Royalty-Free: Sin restricciones de patentes, reduciendo significativamente los costes de desarrollo y implementación.
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• Flexibilidad y escalabilidad: Soporta conjuntos de instrucciones personalizados, lo que lo hace adaptable a las diversas necesidades de los sistemas blockchain.
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• Optimización del rendimiento: Su diseño simplificado permite una ejecución eficiente, por lo que es ideal para mejorar el rendimiento de los contratos inteligentes.
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Vitalik ha propuesto utilizar RISC-V como la arquitectura de la capa de ejecución a largo plazo de Ethereum, con el objetivo de lograr una mayor escalabilidad y menores costes operativos para la red.

Limitaciones del EVM

Para entender por qué RISC-V es una alternativa convincente, es importante reconocer primero las deficiencias de la máquina virtual de Ethereum (EVM):

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• Complexidad: El bytecode del EVM es complejo y depende en gran medida de las operaciones de pilas, lo que reduce la eficiencia de ejecución.
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• Escalabilidad Bottlenecks: Su arquitectura no admite multithreading o computación paralela, limitando la escalabilidad del rendimiento.
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• Falta de optimización de hardware: Debido a su alto nivel de abstracción, el EVM no puede aprovechar plenamente las capacidades de hardware.
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Estas limitaciones hacen que el EVM sea menos adecuado para soportar pruebas de conocimiento cero (zkEVMs) y otras soluciones avanzadas de escalado.

Antecedentes y retos de zkEVM

zkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) es una máquina virtual basada en tecnologías de prueba de conocimiento cero como zk-SNARKs o zk-STARKs. Permite a los usuarios verificar los resultados de la computación sin revelar los datos subyacentes.

Los retos técnicos de zkEVM

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1. High Proof Generation Overhead: las pruebas de conocimiento cero requieren generar pruebas para cada instrucción de EVM, típicamente utilizando zk-SNARKs o zk-STARKs.
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2. Problemas de adaptación: El EVM no fue diseñado originalmente con pruebas de conocimiento cero en mente, lo que resulta en barreras de rendimiento para las soluciones actuales de zkEVM.
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3. Compatibilidad: los zkEVM deben equilibrar la compatibilidad con el ecosistema de contratos inteligentes existente, al tiempo que optimizan el rendimiento.
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Combinar RISC-V con zkEVM

RISC-V ofrece una capa de abstracción de hardware ideal que se adapta bien a las necesidades de zkEVM. Aquí están varios puntos destacados técnicos de la integración de RISC-V con zkEVM:

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1. Una generación de pruebas más eficiente
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El conjunto de instrucciones simplificado de RISC-V hace que la generación de pruebas de conocimiento cero sea más eficiente. En comparación con el EVM, el flujo de instrucciones de RISC-V es más fácil de analizar, y su arquitectura basada en el registro es más eficiente que la arquitectura basada en pilas del EVM. Esto reduce significativamente la sobrecarga computacional de la generación de pruebas en zkEVM.

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2. Instrucciones personalizables
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El diseño modular de RISC-V permite la creación de conjuntos de instrucciones especializados para zkEVM. Por ejemplo, se pueden diseñar instrucciones personalizadas para aritmética de campo finito, que acelera los componentes clave en la generación zk-SNARK o zk-STARK, como los compromisos polinómicos y las funciones hash criptográficas.

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3. Potencial de aceleración de hardware
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Gracias a su naturaleza de código abierto, RISC-V permite a los proveedores de hardware proporcionar aceleración de hardware dedicada para zkEVM, incluyendo:

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• Circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC): Los ASIC personalizados optimizados para la prueba de conocimiento cero pueden implementar directamente el conjunto de instrucciones RISC-V zkEVM.
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• Soporte FPGA: El prototipo de zkEVM con RISC-V en FPGAs permite una rápida iteración y optimización del rendimiento.
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Diseño y implementación de una arquitectura RISC-V EVM

Para diseñar e implementar un zkEVM basado en RISC-V, se deben abordar las siguientes áreas clave:

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1. Construcción de los componentes principales del RISC-V EVM
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2. Desarrollar un ensamblador RISC-V compatible con Blockchain
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3. Optimización para limitaciones de rendimiento y seguridad
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4. Conduce el benchmarking de bajo nivel y el análisis de rendimiento
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5. Integración del RISC-V EVM personalizado en el entorno Lumoz RaaS
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6. Implementar la lógica específica de Blockchain dentro del marco RISC-V
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7. Benchmark contra el EVM estándar
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Soporte para Lumoz RaaS

Como innovador en el espacio blockchain, Lumoz RaaS ha anunciado su apoyo a las soluciones zkEVM basadas en RISC-V, lo que permite a los desarrolladores aprovechar los servicios de Rollup de manera más eficiente.

Impacto en los desarrolladores:

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1. Aumento de la eficiencia de desarrollo: Al proporcionar módulos zkEVM RISC-V preconstruidos, los desarrolladores pueden desplegar y probar rápidamente aplicaciones de prueba de conocimiento cero.
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2. Compatibilidad mejorada: La cadena de herramientas proporcionada por Lumoz asegura la integración sin problemas de RISC-V zkEVM con el ecosistema Ethereum existente.
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Significado de los rollos:

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1. Rollups de mayor rendimiento: La eficiencia de RISC-V zkEVM aumentará significativamente el rendimiento de las transacciones de Rollups.
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2. Menos costes operativos: La optimización de hardware de RISC-V y los bajos costes de licencia reducirán considerablemente los costes operativos de Rollups.
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Perspectivas tecnológicas

La propuesta de Vitalik y el apoyo de Lumoz marcan un punto de inflexión significativo en la tecnología blockchain.La introducción de RISC-V no solo ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo a largo plazo de Ethereum, sino que también proporciona una referencia para la evolución tecnológica de otras plataformas de blockchain.

En el futuro, a medida que RISC-V zkEVM se forma gradualmente, podemos presenciar las siguientes tendencias:

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1. El ascenso de los ecosistemas de cadena transversal: La versatilidad de RISC-V podría promover la interoperabilidad entre diferentes plataformas de blockchain.
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2. Integración profunda de hardware y blockchain: la optimización de hardware de RISC-V aumentará aún más la eficiencia computacional de los sistemas blockchain.
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3. Adopción generalizada de la protección de la privacidad: las soluciones basadas en zkEVM mejorarán significativamente la privacidad y la escalabilidad de las aplicaciones de blockchain.
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Conclusión

La combinación de RISC-V y zkEVM representa una innovación importante en la tecnología blockchain. la propuesta de Vitalik no solo apunta el camino para el desarrollo futuro de Ethereum, sino que también proporciona nuevas ideas para el avance tecnológico de la industria blockchain entera. Con el apoyo de Lumoz RaaS y la participación de más desarrolladores, tenemos todas las razones para esperar la amplia adopción de RISC-V zkEVM en el futuro.

El futuro de la blockchain no se trata sólo de código; está en la apertura y la colaboración del ecosistema tecnológico.La llegada de RISC-V zkEVM puede inaugurar una nueva era de tecnología.