Ethereum sedang mengalami perubahan arsitektur terpenting sejak penciptaannya: mengganti Ethereum Virtual Machine (EVM) dengan RISC-V. Alasan mendasar yang mendorong perubahan ini adalah, di era bukti nol pengetahuan (ZK), EVM telah menjadi hambatan terbesar:
zkEVM saat ini bergantung pada eksekusi interpreter, yang menyebabkan penurunan kecepatan 50–800 kali.
Kontrak pra-kompilasi (Precompiles) membuat protokol menjadi terlalu kompleks dan meningkatkan risiko;
Desain tumpukan 256 bit sangat tidak efisien dalam pembuktian.
Telah menjadi standar zkVM de facto (90% proyek mengadopsi);
Spesifikasi SAIL yang terformal (dibandingkan dengan buku kuning yang ambigu) dapat mendukung verifikasi yang ketat;
Jalur bukti perangkat keras (ASIC/FPGA) sedang dalam pengujian (SP1, Nervos, Cartesi).
Migrasi dibagi menjadi tiga tahap:
RISC-V sebagai pengganti kontrak pra-kompilasi (uji risiko rendah);
Era Dual Mesin Virtual: EVM + RISC-V memiliki interoperabilitas penuh;
EVM diimplementasikan ulang di dalam RISC-V (mirip dengan strategi Rosetta).
Dampak ekosistem:
Optimistic Rollups tidak terpengaruh; RISC-V mainnet tidak akan menghapus bukti penipuan, program bukti yang ada dapat disusun untuk RISC-V (saat ini berbasis MIPS); jalur migrasi: memperluas infrastruktur toleransi kesalahan saat ini ke RISC-V target, bukan rekonstruksi total;
ZK Rollup akan sangat diuntungkan (Polygon, zkSync, Scroll → lebih murah, lebih cepat, lebih sederhana);
Pengembang dapat langsung menggunakan pustaka Rust/Go/Python di L1;
Pengguna dapat memperoleh biaya bukti yang lebih murah sekitar 100 kali, sehingga memulai perjalanan menuju level Gigagas (sekitar 10k TPS) di L1.
Akhirnya, Ethereum akan berevolusi dari "mesin virtual kontrak pintar" menjadi lapisan kepercayaan internet yang minimal dan dapat diverifikasi, dengan tujuan utamanya adalah: "semuanya menjadi ZK-Snark."
Ethereum berada di persimpangan jalan
Dengan tujuan akhir "Segalanya adalah ZK-Snark", Ethereum kini berada di ambang evolusi arsitektur terpenting sejak penciptaannya. Diskusi ini tidak lagi terbatas pada peningkatan bertahap, melainkan merupakan rekonstruksi mendasar dari inti komputasinya—yaitu pengganti Ethereum Virtual Machine (EVM). Inisiatif ini adalah dasar dari visi yang lebih besar "Ethereum Rampung" (Lean Ethereum), yang bertujuan untuk menyederhanakan seluruh protokol secara sistematis, membaginya menjadi tiga komponen inti: Konsensus Rampung (Lean Consensus), Data Rampung (Lean Data), dan Eksekusi Rampung (Lean Execution). Sedangkan masalah inti dari eksekusi rampung adalah: Apakah EVM, yang merupakan mesin revolusi kontrak pintar, kini telah menjadi kendala utama dalam perkembangan masa depan Ethereum?
Seperti yang dikatakan Justin Drake dari Ethereum Foundation, tujuan jangka panjang Ethereum selalu "menerapkan Snark pada segalanya", yang merupakan alat yang kuat untuk meningkatkan berbagai lapisan protokol. Namun, selama ini, tujuan ini lebih mirip "istana di udara", karena untuk mencapainya memerlukan pembuktian konsep secara real-time. Dan sekarang, dengan pembuktian real-time yang semakin menjadi kenyataan, ketidakefisienan teoritis EVM telah berubah menjadi masalah praktis yang mendesak untuk diselesaikan.
Analisis ini akan membahas argumen teknis dan strategis tentang migrasi Ethereum L1 ke arsitektur set instruksi RISC-V (ISA), langkah ini diharapkan dapat melepaskan skalabilitas yang belum pernah terjadi sebelumnya, menyederhanakan struktur protokol, dan menyelaraskan Ethereum dengan masa depan komputasi yang dapat diverifikasi.
Apa sebenarnya yang telah berubah?
Sebelum membahas secara mendalam tentang "mengapa", kita perlu terlebih dahulu memahami "apa" yang sedang berubah.
EVM adalah lingkungan eksekusi untuk kontrak pintar Ethereum, yang berfungsi sebagai "komputer dunia" untuk memproses transaksi dan memperbarui status blockchain. Selama bertahun-tahun, desainnya telah revolusioner, menciptakan platform tanpa izin dan memunculkan seluruh ekosistem DeFi dan NFT. Namun, arsitektur kustom yang hampir satu dekade ini kini telah mengakumulasi utang teknik yang berat.
Sebagai perbandingan, RISC-V bukanlah produk, melainkan sebuah standar terbuka—sebuah "alfabet" desain prosesor yang gratis dan umum. Seperti yang ditekankan oleh Jeremy Bruestle dalam konferensi telepon Ethproofs, prinsip kuncinya menjadikannya pilihan yang sempurna untuk peran ini:
Minimalisme: Kumpulan instruksi dasar sangat sederhana, hanya terdiri dari sekitar 40-47 instruksi. Jeremy menggambarkannya sebagai "hampir merupakan contoh sempurna dari mesin umum yang sangat ringkas yang kita butuhkan."
Modular: Menambahkan fungsi yang lebih kompleks melalui ekstensi opsional. Ini sangat penting karena memungkinkan inti yang sederhana dan dapat diperluas sesuai kebutuhan, tanpa memberlakukan kompleksitas yang tidak perlu pada protokol dasar;
Ekosistem terbuka: Ini memiliki dukungan rantai alat yang besar dan matang, termasuk kompilator LLVM, yang memungkinkan pengembang menggunakan bahasa utama seperti Rust, C++, dan Go. Seperti yang dikatakan Justin Drake: "Ada banyak alat terkait kompilator, dan membangun kompilator sangat sulit... Oleh karena itu, memiliki alat kompilator ini memiliki nilai yang besar." RISC-V memungkinkan Ethereum untuk mewarisi alat-alat yang sudah ada ini secara gratis.
Masalah overhead interpreter
Kebutuhan untuk mengganti EVM tidak hanya berasal dari satu kekurangan, tetapi dari serangkaian batasan mendasar yang, dalam konteks masa depan asli bukti nol pengetahuan (ZK), telah menjadi tidak dapat diabaikan. Masalah ini mencakup bottleneck kinerja serius dalam sistem bukti ZK, serta risiko yang dihadirkan oleh kompleksitas yang semakin menumpuk di dalam protokol.
Masalah biaya interpreter
Daya pendorong paling mendesak dari transformasi ini adalah ketidakefisienan inheren EVM dalam sistem bukti nol. Seiring Ethereum secara bertahap beralih ke model yang memverifikasi status L1 melalui bukti ZK, kinerja prover akan menjadi kendala akhir.
Masalah terletak pada cara kerja zkEVM saat ini. Mereka tidak secara langsung melakukan bukti nol pengetahuan terhadap EVM, tetapi melakukan bukti terhadap interpreter EVM, yang pada gilirannya telah dikompilasi menjadi RISC-V. Vitalik Buterin dengan tajam menunjukkan masalah inti ini:
"Jika cara implementasi zkVM adalah mengompilasi eksekusi EVM menjadi konten yang akhirnya menjadi kode RISC-V, mengapa tidak langsung membuka RISC-V tingkat bawah kepada pengembang kontrak pintar? Dengan cara ini, seluruh overhead mesin virtual luar dapat sepenuhnya dihilangkan."
Lapisan penjelasan tambahan ini membawa kehilangan kinerja yang besar. Menurut perkiraan, lapisan ini dapat menyebabkan penurunan kinerja antara 50 hingga 800 kali dibandingkan dengan program asli. Setelah mengoptimalkan hambatan lain (seperti beralih ke algoritma hash Poseidon), bagian "eksekusi blok" ini tetap akan memakan 80–90% waktu pembuktian, menjadikan EVM sebagai hambatan terbesar dan paling sulit untuk diperluas di L1. Jika lapisan ini dihapus, Vitalik memprediksi efisiensi eksekusi dapat meningkat hingga 100 kali.
Perangkap utang kontrak pra-kompilasi
Untuk mengatasi masalah kinerja EVM yang kurang dalam operasi kriptografi tertentu, Ethereum memperkenalkan kontrak pra-kompilasi — dengan mengkodekan fungsi khusus langsung ke dalam protokol. Meskipun ini adalah solusi pragmatis pada saat itu, kini telah memicu apa yang disebut Vitalik Buterin sebagai situasi "bencana":
"Pra-kompilasi adalah bencana bagi kami... mereka sangat memperbesar repositori kode tepercaya Ethereum... dan di tepi kegagalan konsensus, mereka telah membuat kami hampir terjatuh beberapa kali."
Tingkat kompleksitasnya sangat mengejutkan. Vitalik menunjukkan melalui perbandingan kode pembungkus dari kontrak pra-kompilasi tunggal (modexp) dengan interpreter RISC-V lengkap bahwa logika pra-kompilasi sebenarnya lebih kompleks. Penambahan pra-kompilasi harus melalui proses hard fork yang lambat dan penuh dengan permainan politik, yang sangat menghambat inovasi aplikasi yang bergantung pada prinsip kriptografi baru.
Oleh karena itu, Vitalik mencapai kesimpulan yang tegas: "Saya sebenarnya percaya, kita harus segera menghentikan penambahan kontrak prakompilasi apapun."
Utang teknologi arsitektur Ethereum
Desain inti EVM mencerminkan kebutuhan zaman yang sudah ketinggalan zaman, tetapi tidak lagi dapat disesuaikan dengan komputasi modern. EVM memilih arsitektur 256 bit untuk memproses nilai kriptografi, yang sangat tidak efisien untuk bilangan bulat 32 bit atau 64 bit yang biasanya digunakan dalam kontrak pintar. Biaya ketidak efisienan ini sangat tinggi terutama dalam sistem bukti nol pengetahuan.
Seperti yang dijelaskan oleh Vitalik: "Ketika menggunakan angka yang lebih kecil, setiap angka sebenarnya tidak menghemat sumber daya apa pun, sedangkan kompleksitas akan meningkat 2 hingga 4 kali lipat."
Selain itu, arsitektur tumpukan EVM kurang efisien dibandingkan arsitektur register RISC-V dan CPU modern. Ini memerlukan lebih banyak instruksi untuk melakukan operasi yang sama, sekaligus membuat optimasi compiler menjadi lebih kompleks.
Faktor-faktor komprehensif ini termasuk kendala kinerja dari ZK proof, kompleksitas precompiled, dan pilihan arsitektur yang usang, bersama-sama membentuk alasan yang meyakinkan dan mendesak bagi Ethereum untuk melampaui EVM.
Rencana RISC-V: Membangun Fondasi yang Lebih Kuat
Keuntungan RISC-V tidak hanya berasal dari kekurangan EVM, tetapi juga dari filosofi desain dan keunggulan inherennya. 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 awal untuk membangun seluruh ekosistem perangkat lunak, RISC-V adalah standar terbuka yang matang yang dapat memberikan tiga keuntungan kunci:
ekosistem yang matang
Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum memanfaatkan kemajuan kolektif di bidang ilmu komputer selama beberapa dekade. Seperti yang dijelaskan oleh Justin Drake, ini memberikan Ethereum cara untuk langsung menggunakan alat kelas dunia: "Ada komponen infrastruktur yang disebut LLVM, yang merupakan seperangkat alat kompilator yang memungkinkan pengembang untuk mengompilasi bahasa pemrograman tingkat tinggi ke berbagai backend. RISC-V adalah salah satu backend yang didukung. Jadi jika Anda mendukung RISC-V, Anda secara otomatis mendukung semua bahasa tingkat tinggi yang didukung oleh LLVM."
Ini secara signifikan mengurangi hambatan masuk bagi jutaan pengembang yang familiar dengan bahasa seperti Rust, C, dan Go.
Filosofi desain minimalis
Minimalisme RISC-V adalah fitur yang disengaja, bukan keterbatasan. Set instruksi dasarnya hanya terdiri dari sekitar 47 instruksi, menjadikan inti mesin virtual sangat sederhana. Kesederhanaan ini adalah keuntungan besar untuk keamanan, karena kumpulan kode tepercaya yang lebih kecil lebih mudah diaudit dan diverifikasi secara formal.
Standar faktual di bidang ZK
Lebih penting lagi, ekosistem zkVM telah membuat pilihan secara mandiri. Seperti yang ditekankan oleh Justin Drake, dari data Ethproofs dapat dilihat tren yang jelas: "RISC-V adalah ISA terkemuka untuk backend zkVM."
Di antara 10 zkVM yang dapat membuktikan blok Ethereum, 9 di antaranya memilih RISC-V sebagai arsitektur target. Konvergensi pasar ini melepaskan sinyal yang kuat: adopsi RISC-V oleh Ethereum bukanlah percobaan spekulatif, tetapi mengikuti standar yang telah diverifikasi oleh pasar.
Dirancang untuk kepercayaan, tidak hanya untuk pelaksanaan
Selain ekosistem, arsitektur internal RISC-V juga sangat cocok untuk membangun sistem yang aman dan dapat diverifikasi.
Pertama, RISC-V memiliki spesifikasi resmi yang dapat dibaca mesin, yang disebut SAIL. Ini merupakan peningkatan besar dibandingkan dengan spesifikasi mesin virtual Ethereum (EVM), yang sebagian besar ada dalam bentuk dokumen (buku kuning) dan mungkin memiliki ambiguitas. Spesifikasi SAIL menyediakan "standar emas", yang mampu memberikan bukti matematis yang sangat penting untuk kebenaran protokol, yang sangat penting untuk melindungi protokol yang memiliki nilai besar. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Yayasan Ethereum (EF) dalam konferensi telepon Ethproofs, ini memungkinkan sirkuit zkVM untuk diverifikasi "berdasarkan spesifikasi resmi RISC-V".
Kedua, RISC-V memiliki arsitektur privilese, fitur ini sering diabaikan, tetapi sangat penting untuk keamanan. Ini mendefinisikan tingkat operasi yang berbeda, terutama mencakup mode pengguna (digunakan untuk aplikasi yang tidak tepercaya, seperti kontrak pintar) dan mode pengawas (digunakan untuk "kernel eksekusi" yang tepercaya).
Dalam model RISC-V, kontrak pintar yang berjalan dalam mode pengguna tidak dapat mengakses status blockchain secara langsung. Sebaliknya, ia harus mengeluarkan permintaan melalui instruksi ECALL (environment call) khusus kepada kernel tepercaya yang berjalan dalam mode pengawas. Mekanisme ini membangun batasan keamanan yang ditegakkan oleh perangkat keras, yang jauh lebih kokoh dan mudah diverifikasi dibandingkan dengan model kotak pasir EVM yang murni berbasis perangkat lunak.
Visi Vitalik
Transformasi ini dibayangkan sebagai proses bertahap dan berjenjang untuk memastikan stabilitas sistem dan kompatibilitas ke belakang. Metode yang digariskan oleh Vitalik Buterin ini bertujuan untuk mencapai perkembangan bertahap, bukan perubahan yang revolusioner.
Langkah pertama: Ganti pra-kompilasi
Tahap awal diambil dengan cara yang paling konservatif, memperkenalkan fungsi terbatas dari mesin virtual (VM) baru. Seperti yang disarankan oleh Vitalik, "kita dapat mulai menggunakan mesin virtual baru dari skenario terbatas, seperti menggantikan fungsi precompiled." Ini akan melibatkan penangguhan fungsi EVM precompiled baru, digantikan oleh program RISC-V yang disetujui melalui daftar putih untuk mewujudkan fungsi yang diperlukan. Pendekatan ini memungkinkan mesin virtual baru untuk melakukan pengujian praktis di jaringan utama dalam lingkungan risiko rendah, sambil berfungsi sebagai perantara antara dua lingkungan eksekusi melalui klien Ethereum.
Langkah kedua: keberadaan dua mesin virtual
Tahap berikutnya akan "langsung membuka mesin virtual baru untuk pengguna." Saat menyebarkan kontrak pintar, sebuah tanda dapat ditambahkan untuk menunjukkan apakah bytecode-nya adalah EVM atau RISC-V. Fitur kunci adalah memastikan interoperabilitas yang mulus: "Dua jenis kontrak akan dapat saling memanggil." Ini akan dicapai melalui panggilan sistem (ECALL), di mana klien Ethereum bertindak sebagai perantara lingkungan eksekusi.
Langkah ketiga: EVM sebagai kontrak simulasi (strategi "Rosetta")
Tujuan akhirnya adalah untuk mencapai penyederhanaan akhir dari protokol. Pada tahap ini, "kami akan mengimplementasikan EVM sebagai salah satu implementasi dari mesin virtual baru". EVM yang dinormalkan akan menjadi kontrak pintar yang telah divalidasi secara formal dan berjalan di RISC-V L1 asli. Ini tidak hanya memastikan dukungan permanen untuk aplikasi versi lama, tetapi juga memungkinkan pengembang klien untuk hanya memelihara satu mesin eksekusi yang disederhanakan.
Reaksi berantai dari seluruh ekosistem
Rencana transisi dari EVM ke RISC-V jauh lebih dari sekadar protokol inti; itu akan memiliki dampak yang dalam pada seluruh ekosistem Ethereum, diharapkan dapat membentuk kembali pengalaman pengembang, secara fundamental mengubah lanskap kompetisi solusi Layer-2, dan membuka model ekonomi pembuktian yang baru.
Rekonstruksi Pola Rollup: Pemisahan Jalur Optimistic dan ZK
Peralihan ke lapisan eksekusi RISC-V di L1 akan memiliki dampak yang sangat berbeda pada dua jenis utama Rollup.
Model keamanan Optimistic Rollups (seperti Arbitrum, Optimism) bergantung pada eksekusi ulang transaksi yang diperdebatkan di Layer-1 untuk menyelesaikan bukti penipuan. Bahkan jika Ethereum Layer-1 bermigrasi ke RISC-V, sistem-sistem ini tidak akan mengalami perubahan mendasar. Seperti yang dijelaskan oleh salah satu pendiri Optimism: "Jika kita memigrasikan Ethereum ke RISC-V, rantai Optimistic juga tidak akan terputus. Anda hanya perlu mengkompilasi mesin virtual RISC-V ke dalam program bukti. Tidak perlu menggunakan Asterisc. Sistem bukti berbasis MIPS yang ada juga tidak akan terputus—Anda hanya perlu mengkompilasi mesin virtual RISC-V ke dalam MIPS."
Ini berarti model anti-penipuan tetap utuh. Penyesuaian adalah teknis: mengompilasi mesin virtual RISC-V baru ke dalam infrastruktur yang ada, bukan merancang ulang sistem dari awal. Tantangan yang tersisa adalah rincian rekayasa, seperti pengukuran Gas, efisiensi, dan biaya.
Sebagai perbandingan, ZK Rollups akan mendapatkan keuntungan strategis yang besar. Hampir semua ZK Rollups telah menjadikan RISC-V sebagai ISA internal mereka. L1 yang menggunakan bahasa asli yang sama dapat mencapai integrasi yang lebih ketat dan efisien. Justin Drake menggambarkan visi masa depan "Rollups asli", di mana L2 pada dasarnya adalah sebuah instance terfokus dari lingkungan eksekusi L1 itu sendiri, menggunakan L1 VM bawaan untuk mencapai penyelesaian yang mulus. Integrasi ini akan membawa perubahan berikut:
Sederhanakan tumpukan teknologi: Hapus jembatan kompleks antara eksekusi RISC-V internal L2 dan EVM;
Mewujudkan alat dan kode reuse: compiler, debugger, dan alat verifikasi formal yang dikembangkan untuk lingkungan L1 RISC-V dapat digunakan langsung oleh L2 untuk mengurangi biaya pengembangan.
Insentif ekonomi yang terkoordinasi: Biaya Gas L1 akan lebih akurat mencerminkan biaya aktual dari eksekusi RISC-V yang dibuktikan ZK, sehingga menciptakan model ekonomi yang lebih rasional.
Era baru bagi pengembang dan pengguna
Bagi pengembang ekosistem Ethereum, perubahan ini akan bersifat progresif, bukan disruptif.
Bagi para pengembang, keuntungan utama terletak pada kemampuan mereka untuk memasuki dunia pengembangan perangkat lunak yang lebih luas dan lebih matang. Seperti yang ditunjukkan oleh Vitalik Buterin, pengembang "akan mampu menulis kontrak dengan Rust, dan kedua bahasa ini akan mulai coexist". Pada saat yang sama, dia memprediksi "Solidity dan Vyper akan tetap populer untuk waktu yang lama", karena mereka memiliki logika kontrak pintar yang dirancang dengan elegan. Kemampuan untuk menggunakan bahasa arus utama dan perpustakaan kaya mereka melalui alat LLVM, perubahan ini akan menjadi revolusioner. Vitalik menggambarkannya sebagai "pengalaman mirip Node.JS", di mana pengembang pada dasarnya dapat menggunakan bahasa yang sama untuk menulis kode di atas rantai dan di luar rantai.
Bagi pengguna, imbalan akhir adalah jaringan yang lebih ekonomis dan lebih kuat. Diperkirakan biaya pembuktian akan turun sekitar 100 kali—dari beberapa dolar per transaksi menjadi beberapa sen—yang akan langsung diterjemahkan menjadi biaya penyelesaian Layer-1 dan Layer-2 yang lebih rendah. Kelayakan ekonomi ini akan membuka visi "Gigagas L1", yang bertujuan untuk mencapai kinerja sekitar 10000 TPS di L1, sehingga mendukung aplikasi on-chain yang lebih kompleks dan bernilai tinggi di masa depan.
Succinct Labs dan SP1: membuktikan masa depan ada saat ini
Keunggulan teori RISC-V telah diterapkan oleh tim seperti Succinct Labs, dan hasil kerja mereka memberikan studi kasus yang kuat untuk keseluruhan proposal.
SP1 yang dikembangkan oleh Succinct Labs adalah zkVM sumber terbuka berkinerja tinggi yang dibangun di atas RISC-V, yang memvalidasi kelayakan pendekatan arsitektur baru. Ini mengadopsi filosofi desain "precompiled centralized", yang secara sempurna mengatasi masalah kriptografi EVM. Berbeda dengan metode precompiled tradisional yang lambat dan terkode keras, SP1 memindahkan operasi intensif seperti hash Keccak ke dalam panggilan instruksi ECALL standar, dan dirancang secara khusus serta dioptimalkan secara manual dalam sirkuit ZK. Ini dapat memberikan kinerja perangkat keras yang disesuaikan sekaligus fleksibilitas perangkat lunak.
Dampak praktik tim telah terlihat jelas, produk OP Succinct mereka memanfaatkan SP1 untuk mewujudkan "ZK-ify" dari Optimistic Rollup. Seperti yang dijelaskan oleh co-founder Succinct, Uma Roy:
"OP Stack Rollup Anda tidak perlu menunggu 7 hari untuk menyelesaikan konfirmasi akhir dan penarikan... sekarang hanya memerlukan 1 jam untuk menyelesaikannya. Ini secara signifikan meningkatkan kecepatan konfirmasi akhir, sungguh luar biasa."
Ini menyelesaikan salah satu titik nyeri kunci dari seluruh ekosistem OP Stack. Selain itu, infrastruktur Succinct "Succinct Prover Network" dirancang sebagai pasar pembuatan bukti yang terdesentralisasi, yang menunjukkan model ekonomi yang layak untuk masa depan komputasi yang dapat diverifikasi. Pekerjaan mereka bukan sekadar bukti konsep, tetapi juga cetak biru masa depan yang layak yang dijelaskan dalam dokumen ini.
Bagaimana Ethereum mengurangi risiko
Salah satu keuntungan utama RISC-V adalah bahwa ia menjadikan tujuan akhir verifikasi formal—membuktikan kebenaran sistem melalui matematis—sebagai tujuan yang dapat dicapai. Spesifikasi EVM ditulis dalam bahasa alami dalam buku kuning (Yellow Paper), yang sangat sulit untuk diformalkan. Sementara RISC-V memiliki spesifikasi SAIL resmi yang dapat dibaca mesin, yang memberikan "referensi emas" yang jelas untuk perilakunya.
Ini membuka jalan yang jelas untuk keamanan yang lebih kuat. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Ethereum Foundation, saat ini sedang dilakukan pekerjaan untuk "mengekstrak sirkuit zkVM RISC-V dan spesifikasi RISC-V resmi ke dalam Lean untuk validasi formal". Ini adalah kemajuan yang monumental, memindahkan kepercayaan dari implementasi manusia yang rentan terhadap kesalahan ke bukti matematis yang dapat diverifikasi, sehingga mencapai terobosan dalam hal keamanan.
Risiko utama transformasi
Meskipun arsitektur L1 RISC-V memiliki banyak keunggulan, ia juga akan menghadapi tantangan kompleks baru.
Masalah pengukuran Gas: Menciptakan model Gas yang deterministik dan adil untuk ISA umum adalah salah satu tantangan tersulit yang harus diatasi. Metode penghitungan instruksi sederhana rentan terhadap serangan penolakan layanan. Misalnya, penyerang dapat merancang program untuk memicu program yang di-cache berulang kali, sehingga mengakibatkan penggunaan sumber daya yang tinggi dengan biaya Gas yang sangat rendah.
Masalah keamanan rantai alat dan "pembangunan yang dapat direproduksi": ini mungkin menjadi risiko terpenting dan paling diremehkan selama proses transformasi. Model keamanan beralih dari mesin virtual rantai ke mempercayai compiler off-chain yang digunakan oleh setiap pengembang (seperti LLVM), yang sangat kompleks dan diketahui memiliki kerentanan. Penyerang dapat memanfaatkan kerentanan compiler untuk mengubah kode sumber yang tampaknya tidak berbahaya menjadi bytecode jahat. Selain itu, memastikan bahwa file biner setelah kompilasi di rantai sepenuhnya konsisten dengan kode sumber publik tertentu, yaitu masalah "pembangunan yang dapat direproduksi", juga sangat sulit untuk dicapai, karena perbedaan kecil dalam lingkungan pembangunan dapat menghasilkan file biner yang berbeda.
strategi mitigasi
Jalan menuju kemajuan memerlukan strategi pertahanan yang berlapis.
Peluncuran bertahap: Rencana transisi yang bertahap dan multi-tahap adalah strategi mitigasi risiko utama. Dengan terlebih dahulu memperkenalkan RISC-V sebagai solusi pra-kompilasi, kemudian melakukan penerapan dalam lingkungan dual mesin virtual, komunitas dapat mengumpulkan pengalaman operasional dan membangun kepercayaan dalam lingkungan berisiko rendah sebelum adanya perubahan yang tidak dapat dibalik.
Audit menyeluruh: pengujian fuzz dan verifikasi formal. Meskipun verifikasi formal adalah tujuan akhir, itu harus disertai dengan pengujian yang berkelanjutan dan intens. Seperti yang ditunjukkan oleh Valentine dari Diligence Security dalam konferensi telepon Ethproofs, penguji fuzz Argus mereka telah menemukan 11 kerentanan kritis terkait keandalan dan integritas dalam zkVM terkemuka. Ini membuktikan bahwa bahkan sistem yang dirancang dengan baik pun memiliki celah, yang hanya dapat ditemukan melalui pengujian ketahanan yang ketat.
Standarisasi: Untuk menghindari fragmentasi ekosistem, komunitas harus secara bersatu mengadopsi satu profil RISC-V yang distandarisasi. Ini kemungkinan besar adalah kombinasi ABI RV64 GC dan kompatibel dengan Linux, karena kombinasi ini dapat memberikan dukungan terluas dari bahasa dan alat mainstream, sehingga memaksimalkan keuntungan dari ekosistem baru.
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.
Tumpukan utang teknis, bagaimana Ethereum membangun arsitektur teknis dengan RISC-V, dan menemukan jalan keluar?
Ditulis oleh: jaehaerys.eth
Disusun oleh: Glendon, Techub News
TL;DR
Ethereum sedang mengalami perubahan arsitektur terpenting sejak penciptaannya: mengganti Ethereum Virtual Machine (EVM) dengan RISC-V. Alasan mendasar yang mendorong perubahan ini adalah, di era bukti nol pengetahuan (ZK), EVM telah menjadi hambatan terbesar:
zkEVM saat ini bergantung pada eksekusi interpreter, yang menyebabkan penurunan kecepatan 50–800 kali.
Kontrak pra-kompilasi (Precompiles) membuat protokol menjadi terlalu kompleks dan meningkatkan risiko;
Desain tumpukan 256 bit sangat tidak efisien dalam pembuktian.
RISC-V dapat menyelesaikan masalah ini:
Minimalisme (sekitar 47 instruksi dasar) + ekosistem LLVM yang matang (mendukung Rust, C++, Go);
Telah menjadi standar zkVM de facto (90% proyek mengadopsi);
Spesifikasi SAIL yang terformal (dibandingkan dengan buku kuning yang ambigu) dapat mendukung verifikasi yang ketat;
Jalur bukti perangkat keras (ASIC/FPGA) sedang dalam pengujian (SP1, Nervos, Cartesi).
Migrasi dibagi menjadi tiga tahap:
RISC-V sebagai pengganti kontrak pra-kompilasi (uji risiko rendah);
Era Dual Mesin Virtual: EVM + RISC-V memiliki interoperabilitas penuh;
EVM diimplementasikan ulang di dalam RISC-V (mirip dengan strategi Rosetta).
Dampak ekosistem:
Optimistic Rollups tidak terpengaruh; RISC-V mainnet tidak akan menghapus bukti penipuan, program bukti yang ada dapat disusun untuk RISC-V (saat ini berbasis MIPS); jalur migrasi: memperluas infrastruktur toleransi kesalahan saat ini ke RISC-V target, bukan rekonstruksi total;
ZK Rollup akan sangat diuntungkan (Polygon, zkSync, Scroll → lebih murah, lebih cepat, lebih sederhana);
Pengembang dapat langsung menggunakan pustaka Rust/Go/Python di L1;
Pengguna dapat memperoleh biaya bukti yang lebih murah sekitar 100 kali, sehingga memulai perjalanan menuju level Gigagas (sekitar 10k TPS) di L1.
Akhirnya, Ethereum akan berevolusi dari "mesin virtual kontrak pintar" menjadi lapisan kepercayaan internet yang minimal dan dapat diverifikasi, dengan tujuan utamanya adalah: "semuanya menjadi ZK-Snark."
Ethereum berada di persimpangan jalan
Dengan tujuan akhir "Segalanya adalah ZK-Snark", Ethereum kini berada di ambang evolusi arsitektur terpenting sejak penciptaannya. Diskusi ini tidak lagi terbatas pada peningkatan bertahap, melainkan merupakan rekonstruksi mendasar dari inti komputasinya—yaitu pengganti Ethereum Virtual Machine (EVM). Inisiatif ini adalah dasar dari visi yang lebih besar "Ethereum Rampung" (Lean Ethereum), yang bertujuan untuk menyederhanakan seluruh protokol secara sistematis, membaginya menjadi tiga komponen inti: Konsensus Rampung (Lean Consensus), Data Rampung (Lean Data), dan Eksekusi Rampung (Lean Execution). Sedangkan masalah inti dari eksekusi rampung adalah: Apakah EVM, yang merupakan mesin revolusi kontrak pintar, kini telah menjadi kendala utama dalam perkembangan masa depan Ethereum?
Seperti yang dikatakan Justin Drake dari Ethereum Foundation, tujuan jangka panjang Ethereum selalu "menerapkan Snark pada segalanya", yang merupakan alat yang kuat untuk meningkatkan berbagai lapisan protokol. Namun, selama ini, tujuan ini lebih mirip "istana di udara", karena untuk mencapainya memerlukan pembuktian konsep secara real-time. Dan sekarang, dengan pembuktian real-time yang semakin menjadi kenyataan, ketidakefisienan teoritis EVM telah berubah menjadi masalah praktis yang mendesak untuk diselesaikan.
Analisis ini akan membahas argumen teknis dan strategis tentang migrasi Ethereum L1 ke arsitektur set instruksi RISC-V (ISA), langkah ini diharapkan dapat melepaskan skalabilitas yang belum pernah terjadi sebelumnya, menyederhanakan struktur protokol, dan menyelaraskan Ethereum dengan masa depan komputasi yang dapat diverifikasi.
Apa sebenarnya yang telah berubah?
Sebelum membahas secara mendalam tentang "mengapa", kita perlu terlebih dahulu memahami "apa" yang sedang berubah.
EVM adalah lingkungan eksekusi untuk kontrak pintar Ethereum, yang berfungsi sebagai "komputer dunia" untuk memproses transaksi dan memperbarui status blockchain. Selama bertahun-tahun, desainnya telah revolusioner, menciptakan platform tanpa izin dan memunculkan seluruh ekosistem DeFi dan NFT. Namun, arsitektur kustom yang hampir satu dekade ini kini telah mengakumulasi utang teknik yang berat.
Sebagai perbandingan, RISC-V bukanlah produk, melainkan sebuah standar terbuka—sebuah "alfabet" desain prosesor yang gratis dan umum. Seperti yang ditekankan oleh Jeremy Bruestle dalam konferensi telepon Ethproofs, prinsip kuncinya menjadikannya pilihan yang sempurna untuk peran ini:
Minimalisme: Kumpulan instruksi dasar sangat sederhana, hanya terdiri dari sekitar 40-47 instruksi. Jeremy menggambarkannya sebagai "hampir merupakan contoh sempurna dari mesin umum yang sangat ringkas yang kita butuhkan."
Modular: Menambahkan fungsi yang lebih kompleks melalui ekstensi opsional. Ini sangat penting karena memungkinkan inti yang sederhana dan dapat diperluas sesuai kebutuhan, tanpa memberlakukan kompleksitas yang tidak perlu pada protokol dasar;
Ekosistem terbuka: Ini memiliki dukungan rantai alat yang besar dan matang, termasuk kompilator LLVM, yang memungkinkan pengembang menggunakan bahasa utama seperti Rust, C++, dan Go. Seperti yang dikatakan Justin Drake: "Ada banyak alat terkait kompilator, dan membangun kompilator sangat sulit... Oleh karena itu, memiliki alat kompilator ini memiliki nilai yang besar." RISC-V memungkinkan Ethereum untuk mewarisi alat-alat yang sudah ada ini secara gratis.
Masalah overhead interpreter
Kebutuhan untuk mengganti EVM tidak hanya berasal dari satu kekurangan, tetapi dari serangkaian batasan mendasar yang, dalam konteks masa depan asli bukti nol pengetahuan (ZK), telah menjadi tidak dapat diabaikan. Masalah ini mencakup bottleneck kinerja serius dalam sistem bukti ZK, serta risiko yang dihadirkan oleh kompleksitas yang semakin menumpuk di dalam protokol.
Masalah biaya interpreter
Daya pendorong paling mendesak dari transformasi ini adalah ketidakefisienan inheren EVM dalam sistem bukti nol. Seiring Ethereum secara bertahap beralih ke model yang memverifikasi status L1 melalui bukti ZK, kinerja prover akan menjadi kendala akhir.
Masalah terletak pada cara kerja zkEVM saat ini. Mereka tidak secara langsung melakukan bukti nol pengetahuan terhadap EVM, tetapi melakukan bukti terhadap interpreter EVM, yang pada gilirannya telah dikompilasi menjadi RISC-V. Vitalik Buterin dengan tajam menunjukkan masalah inti ini:
"Jika cara implementasi zkVM adalah mengompilasi eksekusi EVM menjadi konten yang akhirnya menjadi kode RISC-V, mengapa tidak langsung membuka RISC-V tingkat bawah kepada pengembang kontrak pintar? Dengan cara ini, seluruh overhead mesin virtual luar dapat sepenuhnya dihilangkan."
Lapisan penjelasan tambahan ini membawa kehilangan kinerja yang besar. Menurut perkiraan, lapisan ini dapat menyebabkan penurunan kinerja antara 50 hingga 800 kali dibandingkan dengan program asli. Setelah mengoptimalkan hambatan lain (seperti beralih ke algoritma hash Poseidon), bagian "eksekusi blok" ini tetap akan memakan 80–90% waktu pembuktian, menjadikan EVM sebagai hambatan terbesar dan paling sulit untuk diperluas di L1. Jika lapisan ini dihapus, Vitalik memprediksi efisiensi eksekusi dapat meningkat hingga 100 kali.
Perangkap utang kontrak pra-kompilasi
Untuk mengatasi masalah kinerja EVM yang kurang dalam operasi kriptografi tertentu, Ethereum memperkenalkan kontrak pra-kompilasi — dengan mengkodekan fungsi khusus langsung ke dalam protokol. Meskipun ini adalah solusi pragmatis pada saat itu, kini telah memicu apa yang disebut Vitalik Buterin sebagai situasi "bencana":
"Pra-kompilasi adalah bencana bagi kami... mereka sangat memperbesar repositori kode tepercaya Ethereum... dan di tepi kegagalan konsensus, mereka telah membuat kami hampir terjatuh beberapa kali."
Tingkat kompleksitasnya sangat mengejutkan. Vitalik menunjukkan melalui perbandingan kode pembungkus dari kontrak pra-kompilasi tunggal (modexp) dengan interpreter RISC-V lengkap bahwa logika pra-kompilasi sebenarnya lebih kompleks. Penambahan pra-kompilasi harus melalui proses hard fork yang lambat dan penuh dengan permainan politik, yang sangat menghambat inovasi aplikasi yang bergantung pada prinsip kriptografi baru.
Oleh karena itu, Vitalik mencapai kesimpulan yang tegas: "Saya sebenarnya percaya, kita harus segera menghentikan penambahan kontrak prakompilasi apapun."
Utang teknologi arsitektur Ethereum
Desain inti EVM mencerminkan kebutuhan zaman yang sudah ketinggalan zaman, tetapi tidak lagi dapat disesuaikan dengan komputasi modern. EVM memilih arsitektur 256 bit untuk memproses nilai kriptografi, yang sangat tidak efisien untuk bilangan bulat 32 bit atau 64 bit yang biasanya digunakan dalam kontrak pintar. Biaya ketidak efisienan ini sangat tinggi terutama dalam sistem bukti nol pengetahuan.
Seperti yang dijelaskan oleh Vitalik: "Ketika menggunakan angka yang lebih kecil, setiap angka sebenarnya tidak menghemat sumber daya apa pun, sedangkan kompleksitas akan meningkat 2 hingga 4 kali lipat."
Selain itu, arsitektur tumpukan EVM kurang efisien dibandingkan arsitektur register RISC-V dan CPU modern. Ini memerlukan lebih banyak instruksi untuk melakukan operasi yang sama, sekaligus membuat optimasi compiler menjadi lebih kompleks.
Faktor-faktor komprehensif ini termasuk kendala kinerja dari ZK proof, kompleksitas precompiled, dan pilihan arsitektur yang usang, bersama-sama membentuk alasan yang meyakinkan dan mendesak bagi Ethereum untuk melampaui EVM.
Rencana RISC-V: Membangun Fondasi yang Lebih Kuat
Keuntungan RISC-V tidak hanya berasal dari kekurangan EVM, tetapi juga dari filosofi desain dan keunggulan inherennya. 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 awal untuk membangun seluruh ekosistem perangkat lunak, RISC-V adalah standar terbuka yang matang yang dapat memberikan tiga keuntungan kunci:
ekosistem yang matang
Dengan mengadopsi RISC-V, Ethereum memanfaatkan kemajuan kolektif di bidang ilmu komputer selama beberapa dekade. Seperti yang dijelaskan oleh Justin Drake, ini memberikan Ethereum cara untuk langsung menggunakan alat kelas dunia: "Ada komponen infrastruktur yang disebut LLVM, yang merupakan seperangkat alat kompilator yang memungkinkan pengembang untuk mengompilasi bahasa pemrograman tingkat tinggi ke berbagai backend. RISC-V adalah salah satu backend yang didukung. Jadi jika Anda mendukung RISC-V, Anda secara otomatis mendukung semua bahasa tingkat tinggi yang didukung oleh LLVM."
Ini secara signifikan mengurangi hambatan masuk bagi jutaan pengembang yang familiar dengan bahasa seperti Rust, C, dan Go.
Filosofi desain minimalis
Minimalisme RISC-V adalah fitur yang disengaja, bukan keterbatasan. Set instruksi dasarnya hanya terdiri dari sekitar 47 instruksi, menjadikan inti mesin virtual sangat sederhana. Kesederhanaan ini adalah keuntungan besar untuk keamanan, karena kumpulan kode tepercaya yang lebih kecil lebih mudah diaudit dan diverifikasi secara formal.
Standar faktual di bidang ZK
Lebih penting lagi, ekosistem zkVM telah membuat pilihan secara mandiri. Seperti yang ditekankan oleh Justin Drake, dari data Ethproofs dapat dilihat tren yang jelas: "RISC-V adalah ISA terkemuka untuk backend zkVM."
Di antara 10 zkVM yang dapat membuktikan blok Ethereum, 9 di antaranya memilih RISC-V sebagai arsitektur target. Konvergensi pasar ini melepaskan sinyal yang kuat: adopsi RISC-V oleh Ethereum bukanlah percobaan spekulatif, tetapi mengikuti standar yang telah diverifikasi oleh pasar.
Dirancang untuk kepercayaan, tidak hanya untuk pelaksanaan
Selain ekosistem, arsitektur internal RISC-V juga sangat cocok untuk membangun sistem yang aman dan dapat diverifikasi.
Pertama, RISC-V memiliki spesifikasi resmi yang dapat dibaca mesin, yang disebut SAIL. Ini merupakan peningkatan besar dibandingkan dengan spesifikasi mesin virtual Ethereum (EVM), yang sebagian besar ada dalam bentuk dokumen (buku kuning) dan mungkin memiliki ambiguitas. Spesifikasi SAIL menyediakan "standar emas", yang mampu memberikan bukti matematis yang sangat penting untuk kebenaran protokol, yang sangat penting untuk melindungi protokol yang memiliki nilai besar. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Yayasan Ethereum (EF) dalam konferensi telepon Ethproofs, ini memungkinkan sirkuit zkVM untuk diverifikasi "berdasarkan spesifikasi resmi RISC-V".
Kedua, RISC-V memiliki arsitektur privilese, fitur ini sering diabaikan, tetapi sangat penting untuk keamanan. Ini mendefinisikan tingkat operasi yang berbeda, terutama mencakup mode pengguna (digunakan untuk aplikasi yang tidak tepercaya, seperti kontrak pintar) dan mode pengawas (digunakan untuk "kernel eksekusi" yang tepercaya).
Dalam model RISC-V, kontrak pintar yang berjalan dalam mode pengguna tidak dapat mengakses status blockchain secara langsung. Sebaliknya, ia harus mengeluarkan permintaan melalui instruksi ECALL (environment call) khusus kepada kernel tepercaya yang berjalan dalam mode pengawas. Mekanisme ini membangun batasan keamanan yang ditegakkan oleh perangkat keras, yang jauh lebih kokoh dan mudah diverifikasi dibandingkan dengan model kotak pasir EVM yang murni berbasis perangkat lunak.
Visi Vitalik
Transformasi ini dibayangkan sebagai proses bertahap dan berjenjang untuk memastikan stabilitas sistem dan kompatibilitas ke belakang. Metode yang digariskan oleh Vitalik Buterin ini bertujuan untuk mencapai perkembangan bertahap, bukan perubahan yang revolusioner.
Langkah pertama: Ganti pra-kompilasi
Tahap awal diambil dengan cara yang paling konservatif, memperkenalkan fungsi terbatas dari mesin virtual (VM) baru. Seperti yang disarankan oleh Vitalik, "kita dapat mulai menggunakan mesin virtual baru dari skenario terbatas, seperti menggantikan fungsi precompiled." Ini akan melibatkan penangguhan fungsi EVM precompiled baru, digantikan oleh program RISC-V yang disetujui melalui daftar putih untuk mewujudkan fungsi yang diperlukan. Pendekatan ini memungkinkan mesin virtual baru untuk melakukan pengujian praktis di jaringan utama dalam lingkungan risiko rendah, sambil berfungsi sebagai perantara antara dua lingkungan eksekusi melalui klien Ethereum.
Langkah kedua: keberadaan dua mesin virtual
Tahap berikutnya akan "langsung membuka mesin virtual baru untuk pengguna." Saat menyebarkan kontrak pintar, sebuah tanda dapat ditambahkan untuk menunjukkan apakah bytecode-nya adalah EVM atau RISC-V. Fitur kunci adalah memastikan interoperabilitas yang mulus: "Dua jenis kontrak akan dapat saling memanggil." Ini akan dicapai melalui panggilan sistem (ECALL), di mana klien Ethereum bertindak sebagai perantara lingkungan eksekusi.
Langkah ketiga: EVM sebagai kontrak simulasi (strategi "Rosetta")
Tujuan akhirnya adalah untuk mencapai penyederhanaan akhir dari protokol. Pada tahap ini, "kami akan mengimplementasikan EVM sebagai salah satu implementasi dari mesin virtual baru". EVM yang dinormalkan akan menjadi kontrak pintar yang telah divalidasi secara formal dan berjalan di RISC-V L1 asli. Ini tidak hanya memastikan dukungan permanen untuk aplikasi versi lama, tetapi juga memungkinkan pengembang klien untuk hanya memelihara satu mesin eksekusi yang disederhanakan.
Reaksi berantai dari seluruh ekosistem
Rencana transisi dari EVM ke RISC-V jauh lebih dari sekadar protokol inti; itu akan memiliki dampak yang dalam pada seluruh ekosistem Ethereum, diharapkan dapat membentuk kembali pengalaman pengembang, secara fundamental mengubah lanskap kompetisi solusi Layer-2, dan membuka model ekonomi pembuktian yang baru.
Rekonstruksi Pola Rollup: Pemisahan Jalur Optimistic dan ZK
Peralihan ke lapisan eksekusi RISC-V di L1 akan memiliki dampak yang sangat berbeda pada dua jenis utama Rollup.
Model keamanan Optimistic Rollups (seperti Arbitrum, Optimism) bergantung pada eksekusi ulang transaksi yang diperdebatkan di Layer-1 untuk menyelesaikan bukti penipuan. Bahkan jika Ethereum Layer-1 bermigrasi ke RISC-V, sistem-sistem ini tidak akan mengalami perubahan mendasar. Seperti yang dijelaskan oleh salah satu pendiri Optimism: "Jika kita memigrasikan Ethereum ke RISC-V, rantai Optimistic juga tidak akan terputus. Anda hanya perlu mengkompilasi mesin virtual RISC-V ke dalam program bukti. Tidak perlu menggunakan Asterisc. Sistem bukti berbasis MIPS yang ada juga tidak akan terputus—Anda hanya perlu mengkompilasi mesin virtual RISC-V ke dalam MIPS."
Ini berarti model anti-penipuan tetap utuh. Penyesuaian adalah teknis: mengompilasi mesin virtual RISC-V baru ke dalam infrastruktur yang ada, bukan merancang ulang sistem dari awal. Tantangan yang tersisa adalah rincian rekayasa, seperti pengukuran Gas, efisiensi, dan biaya.
Sebagai perbandingan, ZK Rollups akan mendapatkan keuntungan strategis yang besar. Hampir semua ZK Rollups telah menjadikan RISC-V sebagai ISA internal mereka. L1 yang menggunakan bahasa asli yang sama dapat mencapai integrasi yang lebih ketat dan efisien. Justin Drake menggambarkan visi masa depan "Rollups asli", di mana L2 pada dasarnya adalah sebuah instance terfokus dari lingkungan eksekusi L1 itu sendiri, menggunakan L1 VM bawaan untuk mencapai penyelesaian yang mulus. Integrasi ini akan membawa perubahan berikut:
Sederhanakan tumpukan teknologi: Hapus jembatan kompleks antara eksekusi RISC-V internal L2 dan EVM;
Mewujudkan alat dan kode reuse: compiler, debugger, dan alat verifikasi formal yang dikembangkan untuk lingkungan L1 RISC-V dapat digunakan langsung oleh L2 untuk mengurangi biaya pengembangan.
Insentif ekonomi yang terkoordinasi: Biaya Gas L1 akan lebih akurat mencerminkan biaya aktual dari eksekusi RISC-V yang dibuktikan ZK, sehingga menciptakan model ekonomi yang lebih rasional.
Era baru bagi pengembang dan pengguna
Bagi pengembang ekosistem Ethereum, perubahan ini akan bersifat progresif, bukan disruptif.
Bagi para pengembang, keuntungan utama terletak pada kemampuan mereka untuk memasuki dunia pengembangan perangkat lunak yang lebih luas dan lebih matang. Seperti yang ditunjukkan oleh Vitalik Buterin, pengembang "akan mampu menulis kontrak dengan Rust, dan kedua bahasa ini akan mulai coexist". Pada saat yang sama, dia memprediksi "Solidity dan Vyper akan tetap populer untuk waktu yang lama", karena mereka memiliki logika kontrak pintar yang dirancang dengan elegan. Kemampuan untuk menggunakan bahasa arus utama dan perpustakaan kaya mereka melalui alat LLVM, perubahan ini akan menjadi revolusioner. Vitalik menggambarkannya sebagai "pengalaman mirip Node.JS", di mana pengembang pada dasarnya dapat menggunakan bahasa yang sama untuk menulis kode di atas rantai dan di luar rantai.
Bagi pengguna, imbalan akhir adalah jaringan yang lebih ekonomis dan lebih kuat. Diperkirakan biaya pembuktian akan turun sekitar 100 kali—dari beberapa dolar per transaksi menjadi beberapa sen—yang akan langsung diterjemahkan menjadi biaya penyelesaian Layer-1 dan Layer-2 yang lebih rendah. Kelayakan ekonomi ini akan membuka visi "Gigagas L1", yang bertujuan untuk mencapai kinerja sekitar 10000 TPS di L1, sehingga mendukung aplikasi on-chain yang lebih kompleks dan bernilai tinggi di masa depan.
Succinct Labs dan SP1: membuktikan masa depan ada saat ini
Keunggulan teori RISC-V telah diterapkan oleh tim seperti Succinct Labs, dan hasil kerja mereka memberikan studi kasus yang kuat untuk keseluruhan proposal.
SP1 yang dikembangkan oleh Succinct Labs adalah zkVM sumber terbuka berkinerja tinggi yang dibangun di atas RISC-V, yang memvalidasi kelayakan pendekatan arsitektur baru. Ini mengadopsi filosofi desain "precompiled centralized", yang secara sempurna mengatasi masalah kriptografi EVM. Berbeda dengan metode precompiled tradisional yang lambat dan terkode keras, SP1 memindahkan operasi intensif seperti hash Keccak ke dalam panggilan instruksi ECALL standar, dan dirancang secara khusus serta dioptimalkan secara manual dalam sirkuit ZK. Ini dapat memberikan kinerja perangkat keras yang disesuaikan sekaligus fleksibilitas perangkat lunak.
Dampak praktik tim telah terlihat jelas, produk OP Succinct mereka memanfaatkan SP1 untuk mewujudkan "ZK-ify" dari Optimistic Rollup. Seperti yang dijelaskan oleh co-founder Succinct, Uma Roy:
"OP Stack Rollup Anda tidak perlu menunggu 7 hari untuk menyelesaikan konfirmasi akhir dan penarikan... sekarang hanya memerlukan 1 jam untuk menyelesaikannya. Ini secara signifikan meningkatkan kecepatan konfirmasi akhir, sungguh luar biasa."
Ini menyelesaikan salah satu titik nyeri kunci dari seluruh ekosistem OP Stack. Selain itu, infrastruktur Succinct "Succinct Prover Network" dirancang sebagai pasar pembuatan bukti yang terdesentralisasi, yang menunjukkan model ekonomi yang layak untuk masa depan komputasi yang dapat diverifikasi. Pekerjaan mereka bukan sekadar bukti konsep, tetapi juga cetak biru masa depan yang layak yang dijelaskan dalam dokumen ini.
Bagaimana Ethereum mengurangi risiko
Salah satu keuntungan utama RISC-V adalah bahwa ia menjadikan tujuan akhir verifikasi formal—membuktikan kebenaran sistem melalui matematis—sebagai tujuan yang dapat dicapai. Spesifikasi EVM ditulis dalam bahasa alami dalam buku kuning (Yellow Paper), yang sangat sulit untuk diformalkan. Sementara RISC-V memiliki spesifikasi SAIL resmi yang dapat dibaca mesin, yang memberikan "referensi emas" yang jelas untuk perilakunya.
Ini membuka jalan yang jelas untuk keamanan yang lebih kuat. Seperti yang dicatat oleh Alex Hicks dari Ethereum Foundation, saat ini sedang dilakukan pekerjaan untuk "mengekstrak sirkuit zkVM RISC-V dan spesifikasi RISC-V resmi ke dalam Lean untuk validasi formal". Ini adalah kemajuan yang monumental, memindahkan kepercayaan dari implementasi manusia yang rentan terhadap kesalahan ke bukti matematis yang dapat diverifikasi, sehingga mencapai terobosan dalam hal keamanan.
Risiko utama transformasi
Meskipun arsitektur L1 RISC-V memiliki banyak keunggulan, ia juga akan menghadapi tantangan kompleks baru.
Masalah pengukuran Gas: Menciptakan model Gas yang deterministik dan adil untuk ISA umum adalah salah satu tantangan tersulit yang harus diatasi. Metode penghitungan instruksi sederhana rentan terhadap serangan penolakan layanan. Misalnya, penyerang dapat merancang program untuk memicu program yang di-cache berulang kali, sehingga mengakibatkan penggunaan sumber daya yang tinggi dengan biaya Gas yang sangat rendah.
Masalah keamanan rantai alat dan "pembangunan yang dapat direproduksi": ini mungkin menjadi risiko terpenting dan paling diremehkan selama proses transformasi. Model keamanan beralih dari mesin virtual rantai ke mempercayai compiler off-chain yang digunakan oleh setiap pengembang (seperti LLVM), yang sangat kompleks dan diketahui memiliki kerentanan. Penyerang dapat memanfaatkan kerentanan compiler untuk mengubah kode sumber yang tampaknya tidak berbahaya menjadi bytecode jahat. Selain itu, memastikan bahwa file biner setelah kompilasi di rantai sepenuhnya konsisten dengan kode sumber publik tertentu, yaitu masalah "pembangunan yang dapat direproduksi", juga sangat sulit untuk dicapai, karena perbedaan kecil dalam lingkungan pembangunan dapat menghasilkan file biner yang berbeda.
strategi mitigasi
Jalan menuju kemajuan memerlukan strategi pertahanan yang berlapis.
Peluncuran bertahap: Rencana transisi yang bertahap dan multi-tahap adalah strategi mitigasi risiko utama. Dengan terlebih dahulu memperkenalkan RISC-V sebagai solusi pra-kompilasi, kemudian melakukan penerapan dalam lingkungan dual mesin virtual, komunitas dapat mengumpulkan pengalaman operasional dan membangun kepercayaan dalam lingkungan berisiko rendah sebelum adanya perubahan yang tidak dapat dibalik.
Audit menyeluruh: pengujian fuzz dan verifikasi formal. Meskipun verifikasi formal adalah tujuan akhir, itu harus disertai dengan pengujian yang berkelanjutan dan intens. Seperti yang ditunjukkan oleh Valentine dari Diligence Security dalam konferensi telepon Ethproofs, penguji fuzz Argus mereka telah menemukan 11 kerentanan kritis terkait keandalan dan integritas dalam zkVM terkemuka. Ini membuktikan bahwa bahkan sistem yang dirancang dengan baik pun memiliki celah, yang hanya dapat ditemukan melalui pengujian ketahanan yang ketat.
Standarisasi: Untuk menghindari fragmentasi ekosistem, komunitas harus secara bersatu mengadopsi satu profil RISC-V yang distandarisasi. Ini kemungkinan besar adalah kombinasi ABI RV64 GC dan kompatibel dengan Linux, karena kombinasi ini dapat memberikan dukungan terluas dari bahasa dan alat mainstream, sehingga memaksimalkan keuntungan dari ekosistem baru.