Vitalik Buterin, Ethereum’un temel mimarisini kökten değiştirebilecek uygulama katmanı değişiklikleri önermişti. Projenin kurucu ortağı, ağın durum ağacı (state tree) ve sanal makinesine (virtual machine) derinlemesine değişikliklerin, zincirin en büyük kanıtlama darboğazlarını ortadan kaldırmak için gerekli olduğunu savundu. X'teki detaylı bir gönderide Buterin, durum ağacı ve sanal makinesinin birlikte ağın performansını etkileyen kısıtlamaların %80'inden fazlasını oluşturduğunu ve Ethereum'un ölçeklenebilir istemci tarafı (client-side) ve sıfır bilgi kanıtlama (zero-knowledge proving) kullanım durumlarını etkinleştirmek istiyorsa bunların “temelde zorunlu” hedefler olduğunu belirtti.

Buterin, Guillaume Ballet ve diğerleri tarafından geliştirilen EIP-7864'ü işaret etti. Bu öneri, Ethereum'un mevcut altılı Keccak tabanlı Merkle Patricia Ağacı'nı, daha verimli bir hash fonksiyonu üzerine inşa edilmiş bir ikili ağaçla değiştirecektir. Buterin'e göre bu değişiklik, Merkle dallarını yaklaşık dört kat kısaltacak, bant genişliği gereksinimlerini azaltacak ve istemci tarafı dal doğrulamasını önemli ölçüde daha ucuz hale getirecektir. Buterin ayrıca, Helios ve özel bilgi geri alma sistemleri gibi araçlar için veri maliyetlerini 4 kat azaltabileceğini ekledi. Sadece daha kısa dallar sayesinde kanıtlama verimliliği de %3-4 oranında artırılabilir.

Buterin, Keccak'tan üç kat daha verimli olduğu tahmin edilen BLAKE3 gibi hash fonksiyonlarına geçilmesi durumunda ek kazanımlar beklendiğini belirtti. Öte yandan, bir Poseidon varyasyonu %100'e kadar iyileşme sağlayabilir, ancak daha fazla güvenlik çalışması yapılması gerektiğini not etti. Önerilen ikili tasarım aynı zamanda depolama slotlarını 64-256 slotluk “sayfalara” gruplayacak ve bitişik depolamaya daha verimli yükleme ve düzenleme imkanı sağlayarak, erken depolama slotlarına erişen uygulamalar için işlem başına 10.000'den fazla gas tasarrufu sağlayabilir.

Buterin, kanıtlayıcı dostu bir durum ağacının, sıfır bilgi uygulamalarının bağımsız ağaçlar inşa etmek yerine doğrudan Ethereum'un durumuyla birleşmesine olanak tanıyacağını, aynı zamanda yapıyı basitleştirerek gelecekteki durum sonlanma mekanizmaları için meta veri eklemeyi de kolaylaştıracağını açıkladı.

Durum ağacı revizyonunun ötesinde, Buterin sanal makineyi (Ethereum Virtual Machine - EVM) uzun vadede ve genel bir fikir olarak RISC-V tabanlı bir VM ile değiştirmenin gerekçesini sundu. Ancak, durum yol haritası yükseltmeleri tamamlandıktan sonra bunun “olası olan şey” haline geleceğine dair güçlü inancını dile getirdi. RISC-V VM'sinin daha yürütme verimli, kanıtlayıcı dostu ve basit olacağını belirtti. Ayrıca birçok mevcut kanıtlayıcının zaten RISC-V ile yazıldığını ve bir yorumlayıcının sadece birkaç yüz satır kodla uygulanabileceğini de ekledi. RISC-V VM'si ile ilgili bir kademeli geçiş planı detaylandırdı. Bu plan, yeni VM'yi ön derlemeler için kullanmayı, geliştiricilerin doğrudan yeni VM'de sözleşmeler dağıtmasına izin vermeyi ve nihayetinde EVM'yi devre dışı bırakmayı içeriyor.