维塔利克·布特林提出二元状态树迁移和RISC-V虚拟机过渡，以提高协议效率

以太坊联合创始人Vitalik Buterin发布了一份详细的技术提案，倡导进行两项主要的协议升级：将当前的六边形默克尔 Patricia 树过渡到二叉状态树结构，以及最终用基于 RISC-V 架构的虚拟机取代以太坊虚拟机（EVM）。

这些提案在2026年3月的帖子中提出，旨在解决证明效率瓶颈、减少数据带宽需求以及提升客户端验证能力。Buterin 将二叉树迁移描述为一项“综合性”升级，融合了十年来关于状态树设计的经验，同时将VM变更定位为一项长期路线图中的内容，可能使预编译指令在很大程度上变得不必要，并简化协议架构。

提议的二叉状态树迁移以提升证明效率

Buterin 介绍了正在开发中的EIP-7864，该提案将用更高效的哈希函数的二叉树结构取代以太坊现有的六边形 keccak 默克尔 Patricia 树。此变更将把默克尔分支长度从512*log(n)/4减少到32*log(n)字节，缩短四倍。

这一减少将降低客户端验证工具（如Helios和私有信息检索系统）所需的数据带宽。仅凭分支长度的缩短，证明效率就能提升三到四倍，结合哈希函数的选择还能带来额外的性能提升。潜在的哈希函数候选包括blake3，提供比keccak大约三倍的效率提升，或Poseidon变体，待安全性分析后可能实现100倍的效率提升。

二叉树设计引入了“页”分组，将相邻存储槽合并成64到256槽的页面，代表2到8千字节的数据。这种结构允许存储访问实现与代码加载和编辑类似的效率。区块头和前1到4千字节的代码及存储将位于同一页面，可能为频繁访问初始存储槽的去中心化应用每笔交易节省超过10,000 Gas。

其他优势还包括减少大合同和小合同之间访问深度的差异、比六边形结构更简洁的实现，以及未来状态到期机制所需的元数据位的集成能力。

虚拟机向 RISC-V 架构过渡的考虑

Buterin 提出用基于 RISC-V 的架构取代以太坊虚拟机（EVM）的理由，指出EVM在满足以太坊通用设计需求方面存在局限。该提案明确了新虚拟机的多项效率目标。

原始执行效率的提升可能消除大部分预编译需求。证明者的效率也将提高，解决当前证明者为RISC-V而非EVM编写的限制。客户端的证明能力将使用户能够生成关于账户行为在特定数据条件下的零知识证明（ZK-proof）。实现方面的简便性在于只需几百行代码的RISC-V解释器。

提出了三阶段的部署路线图。第一阶段将限制新虚拟机仅用于预编译功能，约80%的现有预编译和新预编译将作为NewVM代码实现。第二阶段允许用户部署NewVM合约。第三阶段将完全淘汰EVM，并将其作为用新虚拟机编写的智能合约重新实现。

在此过程中，EVM用户将保持完全向后兼容，主要差异在于Gas成本的变化，但Buterin指出，这些变化将在未来几年的持续扩展工作中被覆盖。

协议演进背景与开发者考量

Buterin 将这两项提案描述为解决高达80%以上证明开销的最大瓶颈。变更被视为满足各种客户端证明用例的必要措施。

二叉树迁移被视为融合了十年状态树设计经验的成果。虚拟机过渡则被定位为更具投机性、目前尚未达成共识的方案，Buterin 表示，单靠EVM加GPU改进，Ethereum仍能正常运行，但更好的虚拟机将使协议“变得更加美丽和伟大”。

这两项提案的实施时间表与Ethereum的长期状态路线图保持一致，二叉树迁移通过EIP流程推进，而虚拟机过渡则作为一项更长远的计划，待状态树变更完成后再行考虑。

常见问题：以太坊协议升级提案

当前的以太坊状态树与提议的二叉树有何不同？

以太坊目前使用带有keccak哈希的六边形默克尔 Patricia 树。提议的二叉树将采用更高效的哈希函数的二叉结构，将默克尔分支长度缩短约四倍。这减少了客户端验证的数据带宽，并提升了证明效率。二叉设计还将存储槽分组到页面中，以实现更高效的访问。

从EVM过渡到RISC-V会如何影响现有的以太坊应用？

在提议的三阶段路线图中，现有的EVM应用将在整个过渡过程中保持完全向后兼容。EVM最终将作为用新虚拟机编写的智能合约重新实现，允许现有合约继续运行。Gas成本会发生变化，但这些变化将与其他扩展措施一同实施。

新虚拟机能带来哪些效率提升？

基于RISC-V的虚拟机可以提供足够的原始执行效率，消除大部分预编译需求，改善证明者效率（相较于当前EVM实现），并支持客户端生成关于账户行为的零知识证明（ZK-proof）。实现方面也会大大简化，只需几百行代码的解释器，而非当前复杂的EVM。