EVM是什麼？以太坊虛擬機與新技術的進化

以太坊的下一跳：RISC-V 革新虛擬機，迎戰擴容瓶頸與金融浪潮

你曾想過，一個十年前僅是實驗性質的網路，如今如何成為全球金融體系的隱形骨幹嗎？以太坊，這個區塊鏈世界的巨擘，正站在一個關鍵的轉捩點上。從共同創辦人 Vitalik Buterin 提出以創新的 RISC-V 指令集架構，來取代其核心的以太坊虛擬機（EVM）的顛覆性提案，到零知識證明虛擬機（zkEVMs）技術競賽的白熱化，以及全球主流金融機構對其日益增長的採用，以太坊正積極應對擴容挑戰，並重新定義其作為全球可編程金融基礎設施的角色。這場由技術與市場共同驅動的雙重變革，預示著一個更高效、更安全且更去中心化的區塊鏈新時代即將來臨。這篇文章將帶你深度解析以太坊未來的藍圖，理解這些技術變革如何影響我們的數位世界，以及它為何能吸引華爾街的目光。

這篇文章將深入探討以下幾個核心議題，帶你理解以太坊當前的變革與未來藍圖：

• Vitalik Buterin 提出的 RISC-V 指令集架構，如何挑戰現有 EVM 的擴容瓶頸。
• 零知識證明虛擬機（zkEVMs）作為擴容聖杯的技術細節與主要專案進展。
• 全球主流金融機構如何將以太坊視為其數位化轉型的關鍵基礎設施。

Vitalik 的願景：RISC-V 如何為以太坊擴容注入新動力

你或許聽過以太坊虛擬機（EVM），它是所有智能合約運行的心臟，就像一台全球共享的超級電腦。然而，隨著以太坊生態的蓬勃發展，EVM 也逐漸暴露出其在擴容上的瓶頸。為了解決這個根本問題，以太坊的共同創辦人 Vitalik Buterin 提出了一個大膽的構想：是否能用更現代、更高效的 RISC-V 指令集架構來取代現有的 EVM 呢？

RISC-V 是一個開源且模組化的指令集架構，你可以把它想像成積木式的電腦處理器設計藍圖，任何人都可以自由使用、修改。這個提案的重點在於，它能大幅提升零知識證明（Zero-Knowledge Proofs，ZKP）系統的效能。為什麼呢？因為在零知識證明虛擬機（zkEVMs）的運作過程中，為了證明交易的有效性，EVM 的指令需要被「翻譯」成 RISC-V 的格式。如果直接使用 RISC-V 作為底層執行層，這個「翻譯」的步驟就能大幅簡化，預計能將零知識證明的效率提升 50 到 100 倍！這就像是把原本需要透過翻譯才能理解的兩個人，變成直接用同一種語言溝通，效率自然大增。

為了更清晰地理解 RISC-V 提案的潛力，以下表格將簡要對比現有 EVM 與 RISC-V 在核心特性上的差異：

Vitalik 的提案也考慮到現有開發者生態的平穩過渡。他強調，這項變革將努力保持現有的核心抽象層，例如帳號系統和跨合約呼叫等基本功能。同時，現行的程式語言，如 Solidity 和 Vyper，仍然可以透過編譯器支援 RISC-V 後端，確保開發者不需要從頭學習全新的語言。目前，社群提出了三種可能的實作路徑，來平衡創新與兼容性：

1. 雙虛擬機並存： 這是風險最低的方式，讓 EVM 和 RISC-V 虛擬機同時運作，開發者可以選擇使用哪一個。
2. RISC-V 包裝 EVM 解譯器： 這是較為激進的升級，將 EVM 的功能包裝在 RISC-V 虛擬機內部，讓所有指令最終都透過 RISC-V 執行。
3. 協議層支援虛擬機模組： 這是一個中庸的路線，讓以太坊協議層能支援不同虛擬機模組的切換，提供更大的彈性。

無論最終選擇哪種路徑，這項提案都為以太坊執行層的根本性優化描繪了藍圖，為未來大規模擴容奠定了堅實基礎。

zkEVMs 崛起：以太坊擴容的「聖杯」與五大專案競速

如果說 RISC-V 提案是改造以太坊的心臟，那麼零知識證明虛擬機（zkEVMs）就是賦予它翅膀，讓它能翱翔在更廣闊的數位世界。zkEVMs 被譽為以太坊擴容的「聖杯」，它透過零知識證明這項神奇的技術，在大幅提升交易處理量時，仍能確保極高的安全性。簡單來說，它可以在不揭露任何敏感資訊的前提下，證明某個陳述是真實的。想像一下，你可以在不告訴別人你幾歲的情況下，證明你已經成年了！

zkEVMs 透過零知識證明技術，為以太坊帶來了多重關鍵效益：

• 大幅提升交易處理量，實現高吞吐量的區塊鏈網路。
• 在不犧牲安全性的前提下，有效降低主網負擔。
• 實現即時交易最終性，改善使用者體驗。

在區塊鏈的世界裡，zkEVMs 透過生成「有效性證明」來驗證大量交易，然後再將這些證明提交到以太坊第一層網路（主網），這樣主網就不需要重複執行所有交易，極大地提升了效率。而這個過程中，執行 EVM 邏輯大約佔用了 50% 的資源，這也再次說明了為何 Vitalik 提出的 RISC-V 替換提案，對於提升整體效能有著巨大的潛在增益。

零知識證明技術本身也有不同的「口味」，主要分為兩大類：

• STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge)： 它不依賴「可信設置」，這意味著沒有任何單一實體可以偷偷作弊，而且它還具備「量子抗性」，對於未來量子電腦的威脅更有抵抗力。
• SNARKs (Succinct Non-interactive ARguments of Knowledge)： 它依賴「橢圓曲線加密」技術，通常需要一個「可信設置」的初始設定，但產生的證明體積更小，驗證速度更快。

zkEVMs 的發展也圍繞著與現有 EVM 的「兼容性」程度。兼容性越高，就越能無縫地移植現有的智能合約和去中心化應用程式（dApps），降低開發者的遷移成本。目前業界將其分為幾個層級：

1. 語言級兼容： 僅支援編譯到 EVM 的高階語言（如 Solidity），但底層虛擬機設計可能不同。
2. 字節碼級兼容： 能直接運行 EVM 的字節碼，這是目前大多數 zkEVM 專案的目標。
3. 共識級兼容： 這是最高級別的兼容性，它不僅能運行 EVM 字節碼，甚至連以太坊的底層協議行為都完全一致，被稱為「內嵌式 Rollup」。

目前，市場上有許多具競爭力的 zkEVM 專案正在積極發展，它們各自擁有獨特的技術和策略：

• zkSync 2.0 (Matter Labs)： 採用語言級兼容，使用 UltraPLONK 證明系統。
• StarkNet (StarkWare)： 使用專屬的 Cairo 語言，透過 Warp 編譯器來兼容 EVM。
• Polygon zkEVM： 字節碼級兼容的先行者，混合使用 SNARK/STARK 證明系統。
• Scroll： 也是字節碼級兼容，並且強調開源與合作。
• 以太坊基金會的 PSE (Privacy and Scaling Explorations)： 專注於研究共識級兼容性，為未來以太坊主網的整合鋪路。

目前市場上主要的 zkEVM 專案各有千秋，它們在技術路線和兼容性策略上存在差異：

這些專案的競爭，正加速推動以太坊的第二層網路（L2 網路）發展，讓區塊鏈的交易處理能力邁向一個全新的里程碑。

華爾街新基石：以太坊十年發展與主流金融的深度融合

以太坊自 2015 年「Frontier」網路啟動至今，已走過十年光景。從一個充滿實驗性質的專案，它逐步蛻變成為全球金融系統中不可或缺的「隱形基礎設施」。你或許會好奇，以太坊是如何吸引全球最保守的金融機構，讓它們願意將數萬億美元的資產和服務建立在這個去中心化的網路上呢？

關鍵在於以太坊所提供的穩定性、可靠性、去中心化和抗審查性。這些核心價值遠比單純的交易速度更為重要。主流金融機構，如全球最大的資產管理公司貝萊德（BlackRock）、歐洲金融巨頭德意志銀行（Deutsche Bank），以及知名交易平台 Robinhood、Coinbase 和 Kraken，都正將其產品和服務直接建立在以太坊及其第二層網路（L2 網路）上。這不僅限於加密貨幣本身，更包含了穩定幣和代幣化資產等傳統金融工具的數位化。

具體而言，主流金融機構正將以太坊用於以下關鍵應用：

• 發行與管理穩定幣，實現即時跨境支付與結算。
• 資產代幣化，將現實世界資產（RWA）上鏈，提升流動性與可編程性。
• 建立去中心化金融（DeFi）應用，提供新型態的借貸、交易服務。
• 利用智能合約自動化金融流程，降低營運成本。

讓我們看一組驚人的數據：美元穩定幣（USDC）在以太坊上的交易量，已經超越了傳統支付網絡如 Mastercard 和 Visa。這清楚地證明了以太坊作為全球支付管道的關鍵作用，它正在悄然顛覆我們熟悉的支付體系。這些機構選擇以太坊，並非一時的熱潮，而是看到了其作為「可編程貨幣」和「金融作業系統」的巨大潛力。他們正在利用以太坊的智能合約功能，實現資產的代幣化、創建去中心化金融（DeFi）產品，並探索全新的市場模式。

華爾街之所以選擇以太坊作為其數位化轉型的基石，主要基於以下幾個關鍵因素：

這種深度的融合，標誌著區塊鏈技術與傳統金融的界線正逐漸模糊。以太坊不再僅僅是加密愛好者的樂園，它已成為全球金融版圖中一個不可忽視的新基石，推動著一個更開放、更透明且更高效的全球經濟體系。

虛擬機的未來：安全性、去中心化與技術競合挑戰

在以太坊不斷演進的過程中，虛擬機設計的選擇對於智能合約安全性有著深遠的影響。你可能會好奇，除了 EVM 和潛在的 RISC-V，還有其他設計哲學嗎？當然有！例如，由 Mysten Labs（Sui 開發公司）共同創辦人 Sam Blackshear 所推崇的 Move 語言。他認為，Move 語言的「強型別物件模型」設計，有助於從根本上提升智能合約的安全性，降低開發錯誤並限制潛在的風險範圍。這個觀點與 Vitalik Buterin 近年來對語言設計影響安全性的態度轉變不謀而合，意味著社群對於更安全、更模組化的虛擬機設計，有著日益增長的需求。

然而，零知識證明虛擬機（zkEVMs）的發展，儘管前景光明，也面臨著不少挑戰：

1. 技術新穎性與未經大規模測試： zkEVMs 是一項相對新的技術，其複雜度高，仍需時間進行大規模的測試與壓力驗證。
2. 去中心化營運問題： 目前許多 Rollup 方案，尤其是早期的 zkEVMs 仍依賴「中心化排序器」（Sequencer）來打包和排序交易，這可能引入單點故障或審查風險。未來的發展將會朝向更去中心化的排序器機制邁進。
3. 專用硬體需求： 產生零知識證明需要大量的計算資源，這導致對高性能圖形處理器（GPU）、現場可編程閘陣列（FPGA）甚至應用特定積體電路（ASIC）的需求。這可能形成一個類似「工作量證明（PoW）」的專業「證明者」產業，但其「證明者選擇機制」正從競爭模式轉向類似「權益證明（PoS）」的質押模式，以避免中心化並提高效率。

在擴容解決方案的市場上，zkEVMs 也與「樂觀 Rollup」（Optimistic Rollup）形成競爭。儘管樂觀 Rollup 具有先發優勢，但 zkEVMs 在安全性和即時提款方面的固有優勢，預計將促使許多樂觀 Rollup 方案最終轉型為 ZK Rollup。這場競賽的勝出者，將是那些能在兼容性、效率和去中心化之間取得最佳平衡的專案。

以太坊的長期目標，是在擴容、速度、去中心化和安全性之間取得完美的平衡。透過零知識證明，它不僅能大幅提升交易處理能力，還能實現鏈上規則的驗證，有效抵禦大規模計算攻擊。正如 Vitalik Buterin 所言，真正的顛覆不會有煙火，而是新事物不斷成長，最終讓舊系統變得不再必要。以太坊正朝著成為全球基礎設施中自由開放一部分的宏偉願景邁進，其每一次技術升級，都將深刻影響網際網路與全球經濟的未來。

結論

總結來說，以太坊正處於一個關鍵的轉型時期。從 Vitalik Buterin 提出的 RISC-V 提案，旨在從根本上提升虛擬機效率，到零知識證明虛擬機（zkEVMs）的飛速發展，共同指向一個更高效、更具擴展性的未來。儘管面臨技術新穎性、去中心化和專用硬體等挑戰，但以太坊憑藉其十年來建立的穩定性、安全性及強大的開發者生態，已成功吸引全球主流金融機構的深度參與，成為鏈上金融的基石。

這場由技術創新驅動的變革，不僅將重塑區塊鏈自身的格局，更將對全球金融體系產生深遠影響，逐步實現其作為自由開放的全球基礎設施的宏偉願景。我們正見證一個數位經濟新時代的來臨，而以太坊無疑是這場變革中的核心推手。

【免責聲明】本文所提及的內容僅供教育與知識性說明，不構成任何投資建議。加密貨幣市場波動性高，投資前請務必進行充分研究，並謹慎評估自身風險承受能力。

常見問題（FAQ）

Q：以太坊的 RISC-V 提案與現有 EVM 有何不同？

A：RISC-V 是一個開源且模組化的指令集架構，相較於現有 EVM，它能大幅提升零知識證明系統的效能，預計可將效率提升 50 到 100 倍。這有助於解決以太坊的擴容瓶頸，並為未來技術升級提供更大彈性。

Q：什麼是 zkEVMs，它如何幫助以太坊擴容？

A：zkEVMs（零知識證明虛擬機）是一種第二層擴容方案，它利用零知識證明技術，可以在不揭露敏感資訊的前提下，驗證大量交易的有效性。這樣可以將這些證明提交到以太坊主網，大幅減少主網的計算負擔，同時確保極高的安全性，從而顯著提升交易處理量。

Q：為何主流金融機構對以太坊日益增長採用？

A：主流金融機構被以太坊的穩定性、可靠性、去中心化與抗審查性所吸引。它提供了「可編程貨幣」和「金融作業系統」的巨大潛力，讓這些機構能夠在其上發行穩定幣、代幣化資產、創建 DeFi 產品，並利用智能合約實現金融流程自動化，推動數位化轉型。

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自由交易學院院長

擁有超過15年全球金融市場實戰經驗，歷任華爾街頂級投行量化交易員及知名對沖基金經理，管理資產規模峰值曾逾1.5億美元。持有美國頂尖學府財務工程博士學位與特許金融分析師(CFA)資格。其分析以數據驅動見長，專精於外匯量化模型、價格行為解讀與嚴謹的風險管理體系，策略視野同時覆蓋加密貨幣與全球主要股市，致力於分享機構級的交易洞察與實戰方法。

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