Jak je známo, Ethereum vzniklo na bázi PoW (důkaz práce) a v roce 2021 úspěšně přešlo na PoS (důkaz podílu). K tomu hlavní výzkumník Ethereum Foundation Justin Drake uvedl: I když byla beacon chain efektivní při zavádění PoS, v posledních pěti letech nashromáždila určité „technické dluhy“, její design nevyužil špičkové technologie decentralizovaných systémů (např. zero-knowledge proof). Proto je konsensuální vrstva Etherea v naléhavé potřebě velkého upgradu.

Na nedávné přednášce na Devcon v Bangkoku oznámil výzkumník Etherea Justin Drake návrh na radikální reformu konsensuální vrstvy Etherea nazvaný „Beam Chain“.

To je součástí dlouhodobé mapy Etherea, jejímž cílem je využít aktuální průlom v ZK kryptografii a výrazně zvýšit škálovatelnost a výkon sítě, aniž by bylo nutné spouštět novou síť. Nepochybně jde o jeden z nejdůležitějších upgradů Etherea v následujících 3–5 letech.

Beam Chain není nová blockchain v doslovném smyslu, ale nová infrastruktura vybudovaná uvnitř hlavní sítě Etherea, která výrazně zvýší rychlost transakcí, bezpečnost a efektivitu L1 hlavní sítě. Někteří Beam Chain interpretují jako Ethereum 3.0, což je mylná interpretace, protože Beam Chain řeší pouze problémy konsensuální vrstvy, aniž by měnil datovou vrstvu (např. blob kanály) nebo vrstvu vykonávání (např. Ethereum Virtual Machine (EVM)).

Pět hlavních změn Beam Chain je:

1. Rychlejší potvrzení bloků: Aktivace 4 sekundového slotového času a jednoslotové konečnosti
2. Nepřichází na úkor decentralizace: Udržení nebo zlepšení současných decentralizačních záruk
3. Snížení prahu pro staking: Umožnění ETH stakingu snížením z 32 ETH na 1 ETH
4. Ochrana běžných uživatelů: Odstranění MEV založeného na přeskupení bloků
5. Orientace do budoucna: Umožnění Ethereum sítě mít kvantovou odolnost

Myšlenky a principy upgradu Beam Chain

1. Zvýšení produkce bloků
Vyšší propustnost: Beam Chain zvýší produkci bloků na třikrát současnou úroveň, aby zlepšila transakční kapacitu Etherea.
Odolnost vůči cenzuře: Zavedení FOCIL (fork choice forced inclusion list) posílilo odolnost vůči cenzuře a zajistí, že transakce nebudou snadno vyloučeny zločinci.
Exekuční aukce & izolovaní validátoři: Validátoři budou používat exekuční aukce k izolaci, což zajistí silnější výkon a decentralizaci a umožní více uživatelům uniknout MEV narušení.
Rychlejší konečnost: Ethereum bude mít vlastnosti jednoslotové konečnosti a 4 sekundového času bloků, což rychleji potvrdí transakce a zlepší efektivitu sítě.
Zajímavé je, že burzy už nebudou potřebovat pomalu čekat na potvrzení bloků 1/32, 2/32, 3/32..., protože v budoucnu bude možné potvrdit jednotlivé bloky.

2. Vylepšení stakingu
Vylepšení modelu odměn: Změna modelu odměn pro validátory, která poskytne větší výhody pro staking.
Snížení požadavků na staking: Nezávislí validátoři budou potřebovat pouze 1 ETH, což je daleko pod aktuálním prahem 32 ETH, což zjednoduší a rozšíří nezávislé staking.
Domníváme se, že Ethereum, aby uspokojilo více uzlů účastnících se konsensu, musí zvýšit rychlost a nezměnit příliš hardware, přičemž překoná nemožný trojúhelník stakingu, což je opravdu zásluhou ZK technologií, které jsou skutečně daleko před ostatními v oboru.

3. Posílení bezpečnosti
Postkvantová kryptografie: Ethereum implementuje postkvantovou kryptografii, aby zajistilo síť proti hrozbám kvantového počítače, což je první krok k mainstreamové blockchainové odolnosti vůči kvantovým počítačům.
Integrace zkSNARK a zkVM: Zero-knowledge proof (ZKP) bude integrován s Ethereem prostřednictvím zkSNARK a zkVM, aby dále zvýšil soukromí, škálovatelnost a bezpečnost.
SNARKifikace blockchainu: Ethereum využije RISC-V k SNARKifikaci blockchainu, což zlepší efektivitu generování důkazů a škálovatelnost. SNARK je kompaktní forma zero-knowledge proof, která umožňuje jedné straně prokázat, že má informace, aniž by je odhalila nebo vyžadovala jakoukoli interakci mezi prokazovatelem a validátorem.
Stručně řečeno, můžeme to shrnout jako: udělat celé Ethereum přímo ZK.
Posílení náhodnosti: Ethereum také zavede silnou náhodnost, aby zajistilo spravedlnost v klíčových síťových procesech, jako je výběr validátorů.
Snížení MEV rizika: Lepší odolnost vůči cenzuře může minimalizovat šíření robotů, jako jsou sandwich útoky.

4. Jak to funguje
Od doby, kdy byla navržena aktuální konsensuální vrstva Etherea (beacon chain), došlo k významnému pokroku v oblasti SNARK. SNARKifikací přechodné funkce Etherea (tj. zprávy o změnách stavu, které validátoři integrují, aby udrželi správný pohled na blockchain) je možné dosáhnout 4 sekundového slotového času a jednoslotové konečnosti.
Na jedné straně snížení času produkce bloků a konečnosti může pozitivně ovlivnit čekací dobu pro transakce L1 Etherea;
Na druhé straně může také eliminovat potenciální hodnotu získávanou z transakcí prostřednictvím vzdálené strategie přeskupení bloků a snížit technický dluh konsensuální vrstvy.
Kromě toho SNARKifikace zajistí, že Ethereum bude mít kvantovou odolnost, což je zásadní vlastnost budoucího blockchainu.

Beam Chain posune upgradování Etherea z následujících aspektů:
Použití shardingu pro zrychlení zpracování: Ethereum Beam Chain použije technologii shardingu k rozdělení dat na menší části (shardy), aby bylo možné zpracovávat více transakcí současně. To sníží transakční úzká místa a zrychlí čas transakcí.
Bezpečnost odolná vůči kvantovým počítačům: Ethereum využije špičkovou kryptografickou technologii, aby zajistilo, že ani budoucí superkvantové počítače nebudou schopny ohrozit bezpečnost sítě.
Integrace s roadmapou Etherea: Beam Chain není samostatná síť, ale integrační fáze roadmapy Etherea pro rozšíření a zvýšení bezpečnosti v příštích 5 letech.

5. Důležitý význam

Beam Chain je zásadní pro schopnost Etherea zpracovávat stále rostoucí množství decentralizovaných aplikací — může zvýšit škálovatelnost Etherea, snížit náklady na transakce a zlepšit celkovou bezpečnost, což umožní síti podporovat více uživatelů a komplexních aplikací s časem.
Další velkou výhodou založenou na SNARK je, že umožňuje běžným stakerům vybaveným standardním hardwarem dosáhnout výše uvedených výhod, a jakmile se prah pro staking sníží z 32 ETH na 1 ETH, decentralizace komunity stakerů Etherea se zlepšuje s výkonem sítě.
Zejména snížení prahu, pokud je spojeno s některými souvisejícími hardwaremi, jako je eNode od Ebunker, umožní domácím úrovním validátorů proniknout do tisíců domácností, Ethereum zůstává celosvětově s nejvíce uzly a nejvíce decentralizovanou veřejnou blockchain.
I když vize Beam Chain okamžitě nezmění Ethereum a nezmění významně jeho dlouhodobou roadmapu, její přijetí změní prioritu vývoje roadmapy a urychlí vývoj určitých komponentů (např. aktuální roadmapa nastavila některé důležité upgradace na rok 2029, zatímco Beam Chain může urychlit důležité upgrady).
Pokud získá Beam Chain dostatečnou podporu od komunity, mohou vývojáři začít vypracovávat specifikace příští rok, poté v roce 2026 napíše vývojový tým produkční kód, v roce 2027 se provede testování a nakonec bude bezpečně nasazen na hlavní síti Etherea. I když se zdá, že implementace Beam Chain je stále vzdálená, tyto bezpečnostní redundantní opatření jsou pro otevřený software decentralizovaného vývoje velmi potřebná.
Jednoduše řečeno, Beam Chain tím, že přejde na ZK trasu, jednou provždy vyřeší minulý „technický dluh“, tyto vylepšení mají potenciál výrazně zlepšit funkce L1 Etherea při zachování „světové úrovně decentralizace“ Etherea.
Současně dlouhodobá řešení, jako je kvantová odolnost, zavedená novými myšlenkami, umisťují konsensuální vrstvu Etherea do „režimu údržby“, což zajišťuje, že Ethereum zůstane bezpečné, efektivní a adaptabilní po několik následujících desetiletí, což umožní budoucí inovace bez nutnosti převratného redesignu.
Ethereum stále neúnavně vyvíjí dlouhodobé plány, což je povzbudivá aktualizace pro blockchain a celý průmysl, což nám také umožňuje udržet si optimismus v současné bouřlivé tržní situaci.

#ETH