La evolución de Ethereum: cambios en la estructura interna y una posible nueva máquina virtual

Vitalik Buterin, cofundador de Ehtereum, afirmó que los principales límites de la red no se encuentran en las soluciones de segunda capa ni en la capacidad de datos reciente, sino en elementos fundamentales de su arquitectura interna. 

En su análisis, los dos componentes que concentran la mayor parte del problema son: el árbol de estado y la máquina virtual del sistema.

Según Buterin, esas piezas explican más del 80% del costo asociado a los procesos de verificación, un factor que gana relevancia a medida que la tecnología de pruebas de conocimiento cero ocupa un lugar central en la hoja de ruta del proyecto.

En una extensa publicación en su cuenta de la red social X, el desarrollador explicó el enfoque de su propuesta: "Hoy me centraré en dos grandes cosas: cambios en el árbol de estado y cambios en la VM". También remarcó que ambos puntos constituyen "los grandes cuellos de botella que tenemos que abordar si queremos pruebas eficientes".

Uno de los cambios más concretos aparece en la propuesta EIP-7864. El plan propone reemplazar la estructura actual del árbol Merkle Patricia de tipo hexario por un modelo binario. Aunque el ajuste parece técnico, sus efectos podrían resultar amplios dentro del funcionamiento de la red.

Con un árbol binario, las pruebas criptográficas asociadas a las transacciones serían cerca de cuatro veces más cortas que en el sistema actual. Ese recorte reduciría el ancho de banda necesario para verificar datos y facilitaría el desarrollo de clientes ligeros y aplicaciones centradas en la privacidad.

El rediseño también propone agrupar los espacios de almacenamiento en "páginas". Ese esquema permitiría a las aplicaciones que consultan datos relacionados acceder a ellos de forma más eficiente. Muchas aplicaciones descentralizadas realizan lecturas repetidas de posiciones de almacenamiento cercanas entre sí, por lo que la mejora podría ahorrar más de 10.000 unidades de gas en determinadas operaciones.

Buterin sugirió además la incorporación de funciones hash más eficientes para acelerar la generación de pruebas. En conjunto, el objetivo consiste en convertir la capa base de Ethereum en un entorno más favorable para sistemas de pruebas criptográficas, lo que permitiría que aplicaciones basadas en conocimiento cero trabajen de manera directa con el estado de la red.

La ambición del proyecto no se limita a esa modificación. El cofundador de Ethereum también describió una visión a largo plazo que contempla un cambio en el motor de ejecución. En ese escenario, la red podría evolucionar más allá de la actual máquina virtual de Ethereum y adoptar una arquitectura basada en RISC-V, un conjunto de instrucciones abierto y ampliamente utilizado.

Buterin considera que la creciente dependencia de componentes especiales dentro del sistema refleja ciertas limitaciones del diseño actual. Si la red aspira a mantener su promesa de programación de propósito general, la máquina virtual debería respaldar esa meta sin recurrir a soluciones intermedias complejas. Una arquitectura basada en RISC-V podría reducir la complejidad del sistema, mejorar la eficiencia de ejecución y adaptarse mejor a los entornos modernos de pruebas criptográficas.

En el corto plazo, el desarrollador propuso una mejora intermedia: un componente matemático vectorizado que describió como “una GPU para la EVM”. Esa herramienta podría acelerar operaciones criptográficas dentro de la red.

A largo plazo, el cambio se desarrollaría en etapas. Primero, RISC-V se utilizaría en componentes específicos; luego serviría para contratos implementados por usuarios; finalmente, podría integrar a la actual máquina virtual como una capa de compatibilidad dentro de una arquitectura renovada. 

Con ese enfoque, Buterin busca preparar a Ethereum para una etapa tecnológica que priorice eficiencia, pruebas criptográficas y una base más simple para el crecimiento futuro.

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