Ethereum sẽ trải qua những thay đổi đáng kể ở lớp thực thi, tập trung vào việc nâng cấp cây trạng thái và máy ảo (VM). Thay đổi đề xuất cho cây trạng thái bao gồm việc chuyển từ cấu trúc hexary keccak MPT hiện tại sang cấu trúc cây nhị phân, hứa hẹn nâng cao hiệu quả bằng cách rút ngắn các nhánh Merkle lên gấp bốn lần. Sự chuyển đổi này dự kiến sẽ cải thiện việc xác minh nhánh phía khách hàng và giảm chi phí băng thông dữ liệu cho các ứng dụng như Helios và PIR. Ngoài ra, thiết kế cây nhị phân mới sẽ giúp truy cập các khe lưu trữ liền kề với chi phí thấp hơn, có thể tiết kiệm hơn 10.000 gas cho mỗi giao dịch đối với nhiều ứng dụng phi tập trung. Về phía máy ảo, Ethereum đang xem xét chuyển từ EVM hiện tại sang một máy ảo dựa trên RISC-V hiệu quả hơn. Thay đổi này nhằm đơn giản hóa giao thức, nâng cao hiệu quả thực thi và cải thiện tính thân thiện với người chứng minh cho các ứng dụng zero-knowledge. Lộ trình đề xuất bao gồm triển khai máy ảo mới cho các precompile, cho phép người dùng triển khai hợp đồng NewVM, và cuối cùng là loại bỏ EVM để thay thế bằng một hợp đồng thông minh viết bằng NewVM. Những nâng cấp này dự kiến sẽ giải quyết các nút thắt lớn trong hiệu quả chứng minh và hỗ trợ nhiều trường hợp sử dụng chứng minh phía khách hàng.