Vitalik Buterin will die Ethereum-Architektur radikal umbauen

Ethereum-Mitgründer Vitalik Buterin hat in einem aktuellen Beitrag ein ebenso weitreichendes wie technisches Konzept vorgestellt, das die Ausführungsschicht von Ethereum grundlegend verändern könnte. Die Ethereum Virtual Machine (EVM), die bislang das Herzstück der Smart-Contract-Verarbeitung bildet, soll durch die RISC-V Architektur ersetzt werden. Dieser Vorschlag zielt darauf ab, Ethereum langfristig effizienter, einfacher und besser skalierbar zu machen.

Laut Buterin liegt das Hauptproblem in der heutigen EVM nicht in der Logik von Smart Contracts selbst, sondern in der Art und Weise, wie diese Ausführung maschinell verarbeitet und später kryptografisch nachgewiesen wird – insbesondere im Kontext von Zero-Knowledge-Proofs (ZK-EVMs). Der EVM-Interpreter ist seiner Meinung nach ineffizient, schwer zu vereinfachen und ein wesentlicher Engpass für die zukünftige Skalierbarkeit der Plattform.

Buterins Vision ist daher ein Wechsel zu RISC-V als virtueller Maschine. RISC-V ist ein standardisiertes, modulares Befehlssatz-Design, das in der Hard- und Softwareentwicklung weit verbreitet ist. Für Ethereum würde RISC-V direkt als Grundlage für Smart-Contracts dienen. Die existierenden Konzepte wie Konten, Aufrufe zwischen Verträgen, Speicheroperationen und Token-Balances würden erhalten bleiben, nur ihre technische Ausführung würde sich ändern. Damit würden RISC-V-Systemaufrufe die heute verwendeten Opcodes ersetzen.

Zero-Knowledge-Proofs, die notwendig sind, um Ethereum effizient und skalierbar zu machen, lassen sich auf RISC-V deutlich schneller erzeugen. Während die heutige EVM-Ausführung den Großteil der Rechenzyklen im Beweisprozess beansprucht, ließen sich laut Buterin mit RISC-V 100-fache Effizienzgewinne erzielen – insbesondere bei der sogenannten „block_execution“, die aktuell etwa die Hälfte des ZK-Proof-Aufwands ausmacht.

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Was ist RISC-V – und warum ist es relevant?

RISC-V (gesprochen: „RISC-Five“) ist eine offene Befehlssatzarchitektur, die auf dem Reduced Instruction Set Computing-Prinzip basiert. Sie zeichnet sich durch ihre Einfachheit, Modularität und Effizienz aus. Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinenarchitekturen wie x86 oder ARM ist RISC-V vollständig quelloffen und frei von Lizenzgebühren.

RISC-V wird heute in vielen Embedded- und Hochleistungsanwendungen verwendet, unter anderem in IoT-Geräten, KI-Beschleunigern und sogar in Betriebssystemkernen. Die Ethereum-Community könnte davon profitieren, indem sie sich nicht mehr auf eine historisch gewachsene, schwer zu wartende VM stützt, sondern auf einen klar definierten, industriellen Standard setzt. Zudem wird RISC-V bereits heute in vielen ZK-Implementierungen als Zielarchitektur verwendet. Ein Wechsel zur direkten Nutzung würde den Umweg über eine ineffiziente Zwischenschicht sparen.

Warum dieser Vorschlag relevant ist

Ethereum befindet sich mitten in einem umfassenden Umbau, der auf maximale Skalierbarkeit und ZK-Sicherheit abzielt. Bereits heute arbeitet man an sogenannten Stateless Clients, daher an einem modularisierten Datenverfügbarkeitssystem und an der historischen Datenreduktion. Doch auf längere Sicht werden ZK-Proofs und ihre Effizienz zu einem dominierenden Faktor – und genau hier setzt Buterin an.

Sein Vorschlag könnte nicht nur die Leistung von ZK-EVMs drastisch verbessern, sondern auch die Spezifikation der Execution Layer massiv vereinfachen. Während das Consensus Layer durch Projekte wie das Beam Chain-Konzept bereits gestrafft wird, bleibt die Execution Layer derzeit komplex, fragmentiert und schwer zu vereinheitlichen.

Buterin schlägt vor, langfristig sogar Interpreter-Konzepte für virtuelle Maschinen in RISC-V zu überführen. Damit ließen sich unterschiedliche Smart-Contract-Plattformen in ein einheitliches technisches Rahmenwerk integrieren – ohne Komplexitäts-Explosion im Core-Protokoll.

Was spricht gegen den Vorschlag?

Trotz der technischen Eleganz und der zu erwartenden Effizienzgewinne bringt der Vorschlag auch erhebliche Herausforderungen mit sich. So ist etwa die Rückwärtskompatibilität ist ein heikles Thema. Zwar sollen alte Smart Contracts, die auf der EVM basieren, weiterhin funktionieren und mit neuen RISC-V-Verträgen interoperabel sein, doch die Umsetzung solcher Brücken dürfte technisch anspruchsvoll und potenziell fehleranfällig sein.

Zudem könnten Entwickler und Ökosystem-Tools durch die Umstellung auf RISC-V zunächst vor eine steile Lernkurve gestellt werden – auch wenn Buterin davon ausgeht, dass viele Entwickler weiterhin mit Solidity oder Vyper arbeiten und diese Sprachen lediglich eine neue Backend-Architektur erhalten.

Ein weiterer Kritikpunkt ist die grundsätzliche Philosophieänderung. Ethereum würde sich mit diesem Schritt stärker in Richtung eines allgemeinen Ausführungs-Frameworks bewegen – und sich damit weiter von der klaren Trennung zwischen Layer 1 und Layer 2 entfernen. Für Puristen, die Ethereum als möglichst schlankes Basissystem begreifen wollen, könnte das ein Problem darstellen.

Schlussendlich verhält es sich mit diesem Vorschlag aber genauso, wie mit dem letzten, den Buterin diskutiert hat . Eine Umstellung auf RISC-V wird voraussichtlich Jahre dauern und betrifft eher die langfristige Vision hinter Ethereum. Aktuell wartet die Branche auf das Pectra-Upgrade , welches sich verzögert hat und im Mai vollzogen werden soll.