摘要：Lumoz RaaS 推出基於 RISC-V 的 zkEVM 支援方案，透過預置開發模組和相容工具鏈幫助開發者快速部署零知識證明應用，同時可有效提升 Rollup 交易效能並降低運行成本。

背景

以太坊創辦人 Vitalik Buterin 最近提議用 RISC-V 指令集架構取代現有的以太坊虛擬機器 (EVM)。這項提案在以太坊社群掀起熱議，並凸顯了 RISC-V 在區塊鏈領域的潛力。同時，Lumoz RaaS（Rollup as a Service）宣布支援基於 RISC-V 的 zkEVM 解決方案，為 Layer2 提供更高效能和擴充能力。

EVM 一直是智慧合約功能的核心，支撐多樣化的去中心化應用生態。然而，隨著區塊鏈技術的不斷演進，EVM 的架構限制愈發明顯。作為一種開源指令集架構，RISC-V 憑藉其開放性、簡潔性和靈活的生態系統，成為重塑智慧合約執行環境的潛在選擇。透過結合 RISC-V 和智慧合約開發，這項創新不僅有望提升效能與安全性，還能顯著拓展區塊鏈開發的可及性。

為什麼選擇 RISC-V？

RISC-V 是一種開源指令集架構（ISA），因其模組化設計和靈活性備受關注。相較於傳統的專有架構（如 x86 和 ARM），RISC-V 提供了以下核心優勢：

· 開源與自由授權：無專利限制，顯著降低開發和部署成本。

· 靈活性與可擴充性：支援客製化指令集，適配區塊鏈的多樣化需求。

· 效能最佳化：簡潔設計帶來高效率執行，適用於智慧合約的效能提升。

Vitalik 提議以 RISC-V 作為長期執行層架構，為以太坊提供更強的擴展性與更低的運行成本。

EVM 的限制

在理解為何選擇 RISC-V 之前，需先明確 EVM 的缺點：

· 複雜度：EVM 的字節碼設計複雜，需依賴堆疊操作，影響執行效率。

· 擴充性瓶頸：架構難以支援多執行緒及平行運算，限制效能擴充。

· 缺乏硬體最佳化：EVM 的高抽象設計無法充分利用硬體效能。

這些限制使得 EVM 難以滿足零知識證明（zkEVM）和其他擴展解決方案的需求。

zkEVM 的背景與挑戰

zkEVM（零知識以太坊虛擬機）是基於零知識證明（zk-SNARKs 或 zk-STARKs）技術的虛擬機，它允許使用者在不洩漏結果資料的情況下驗證計算特定資料。 zkEVM 的核心目標是透過零知識證明技術顯著提高區塊鏈的隱私性和擴展性。

zkEVM 的技術挑戰

1. 證明產生開銷大：零知識證明需要對每條 EVM 指令進行證明，並產生對應的 zk-SNARK/zk-STARK，這對計算和儲存。

2. 適配問題：EVM 本身的設計並未針對零知識證明進行最佳化，導致現有 zkEVM 解決方案面臨效能瓶頸。

3. 相容性權衡：需在相容現有智慧合約生態與最佳化效能之間找到平衡。

RISC-V 與 zkEVM 的結合

RISC-V 提供了一個理想的硬體抽象層，可以更好地適配 zkEVM 的需求。以下是 RISC-V 和 zkEVM 結合的幾個技術亮點：

1. 更有效率的證明產生

RISC-V 的簡潔指令集使得零知識證明產生更有效率。相較於 EVM，RISC-V 的指令流更易於解析，且其暫存器架構比 EVM 的堆疊架構更有效率。這意味著 zkEVM 可以顯著減少證明產生的計算開銷。

2. 可自訂的指令集

RISC-V 的模組化設計允許為 zkEVM 客製化專用指令集。例如，可以設計專用於有限域運算（finite field arithmetic）的指令，從而加速 zk-SNARK/zk-STARK 中的核心環節，如多項式承諾和雜湊函數。

3. 硬體加速潛力

RISC-V 的開源特性允許硬體廠商為 zkEVM 提供專門的專用加速支持，例如：

··硬體應用程式證明（VSIC AEVcTO指令集。

· FPGA 支援：透過 FPGA 對 RISC-V zkEVM 進行原型驗證，可快速迭代和最佳化。

設計與實現 RISC-V EVM 架構

針對 RISC-V zkEVM 的設計與實作需重點放在以下環節：

1. ERIS 的核心元件。

2. 實作與區塊鏈相容的 RISC-V 彙編器。

3. 針對效能與安全性限制進行最佳化。

4. 進行底層基準測試與整體效能分析。

5. 將客製化的 RISC-V EVM 整合到 Lumoz RaaS 環境中。

6. 在 RISC-V 架構中實作特定區塊鏈邏輯。

7. 與標準 EVM 進行效能比較測試，分析暫存器利用率及最佳化機會。

Lumoz RaaS 的支援

作為區塊鏈領域的創新者，Lumoz RaaS 宣布支援基於 RISC-V 的 zkEVM 解決方案，為開發者提供 Rollup 服務。以下是 Lumoz 對 RISC-V zkEVM 的支援可能帶來的影響：

對開發者的影響

1. 開發效率提升：透過提供預先設定的 RISC-V zkEVM 模組，零度測試者可以證明零應用知識

2. 相容性增強：Lumoz 提供的工具鏈確保 RISC-V zkEVM 與現有以太坊生態系統的無縫整合。

對 Rollup 的意義

1. 更高效能 Rollup：RISC-V zkEVM 的高效性將顯著提升 Rollup 的交易吞吐量。

2. 更低運作成本：RISC-V 的硬體最佳化和低授權成本，使得 Rollup 的運作成本大幅降低。

技術展望

Vitalik 的提案和 Lumoz 的支持標誌著區塊鏈技術的一個重要轉折點。 RISC-V 的引進不僅為以太坊的長期發展提供了新的可能性，也為其他區塊鏈平台的技術演進提供了參考。

未來，隨著 RISC-V zkEVM 的逐步落地，我們可能會看到以下趨勢：

1. 跨鏈生態的崛起：RISC-V 的通用性可能促進不同區塊平台之間的互通性。

2. 硬體與區塊鏈的深度融合：RISC-V 的硬體優化將進一步提高區塊鏈系統的運算效率。

3. 隱私保護的普及：基於 zkEVM 的解決方案將顯著提升區塊鏈應用的隱私性和可擴展性。

結語

RISC-V 和 zkEVM 的結合是區塊鏈技術的重大創新。 Vitalik 的提案不僅為以太坊的未來發展指明了方向，也為整個區塊鏈產業的技術進步提供了新思路。隨著 Lumoz RaaS 的支援和更多開發者的加入，我們有理由期待 RISC-V zkEVM 在未來的廣泛應用。

區塊鏈的未來，不只代碼，更在於科技生態的開放與合作。 RISC-V zkEVM 的到來，或將開啟一個全新的科技時代。

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