Originaltitel: (Was wird Beam Chain Ethereum bringen?)
Originalquelle: Ebunker Chinesisch
Es ist bekannt, dass Ethereum mit Proof-of-Work (PoW) geboren wurde und 2021 erfolgreich zu Proof-of-Stake (PoS) gewechselt hat. In dieser Hinsicht ist der Kernforscher der Ethereum-Stiftung, Justin Drake, der Meinung, dass, obwohl die Beacon Chain zu Beginn von PoS ziemlich effektiv war, sie im Laufe der letzten fünf Jahre einige „technische Schulden“ angesammelt hat, da ihr Design die fortschrittlichen Technologien dezentraler Systeme (wie Zero-Knowledge-Proofs) nicht genutzt hat. Daher benötigt die Konsensschicht von Ethereum eine umfassende Überholung.
Auf der jüngsten Devcon in Bangkok kündigte der Ethereum-Forscher Justin Drake einen umfassenden Reformvorschlag für die Konsensschicht von Ethereum an, bekannt als „Beam Chain“.
Dies ist ein Teil des langfristigen Fahrplans von Ethereum, der darauf abzielt, die aktuellen Durchbrüche in der ZK-Kryptographie zu nutzen, um die Netzwerk-Skalierbarkeit und -Leistung erheblich zu steigern, ohne ein neues Netzwerk starten zu müssen. Zweifellos ist es eines der wichtigsten Upgrades von Ethereum in den nächsten 3–5 Jahren.
Beam Chain ist keine neue Blockchain im wörtlichen Sinne, sondern eine neue Infrastruktur, die innerhalb des Ethereum-Hauptnetzes aufgebaut wird und die Transaktionsgeschwindigkeit, Sicherheit und Effizienz des L1-Hauptnetzes erheblich steigern wird. Einige interpretieren Beam Chain als Ethereum 3.0, was eine Fehlinterpretation ist, da Beam Chain nur Probleme der Konsensschicht löst und die Datenebene (wie Blob-Kanäle) oder die Ausführungsebene (wie die Ethereum Virtual Machine (EVM)) nicht verändert.
Die fünf zentralen Veränderungen von Beam Chain sind:
1. Schnellere Blockbestätigung: Aktivierung von 4-Sekunden-Slot-Zeit und Ein-Slot-Endgültigkeit
2. Ohne Dezentralisierung zu opfern: Beibehaltung oder Verbesserung des aktuellen Dezentralisierungsniveaus
3. Senkung der Staking-Schwelle: ETH-Staking von 32 ETH auf 1 ETH reduzieren
4. Schutz gewöhnlicher Benutzer: Eliminierung von MEV basierend auf Blockneuzusammenstellungen
5. Zukunftsorientiert: Schaffung quantensicherer Fähigkeiten für das Ethereum-Netzwerk
Beam Chain's Upgrade-Philosophie und Prinzipien
1. Erhöhung der Blockproduktion
Höhere Durchsatzrate: Beam Chain wird die Blockproduktionsrate auf das Dreifache der aktuellen erhöhen, um die Handelskapazität von Ethereum zu steigern.
Kollisionsschutz: Die Einführung von FOCIL (Fork-Choice-Must-Include-List) verbessert die Widerstandsfähigkeit gegen Zensur und stellt sicher, dass Transaktionen nicht leicht von Bösewichten ausgeschlossen werden.
Ausführung von Auktionen & Isolierung von Validatoren: Validatoren werden isoliert, indem sie Ausführungsauktionen verwenden, um robuste Leistung und Dezentralisierung sicherzustellen und mehr Benutzer vor MEV-Angriffen zu schützen.
Schnellere endgültige Bestätigung: Ethereum wird über eine Ein-Slot-Endgültigkeit und 4-Sekunden-Blockzeiten verfügen, um Transaktionen schneller zu bestätigen und die Netzwerkeffizienz zu steigern.
Interessanterweise müssen Börsen nicht mehr auf 1/32, 2/32, 3/32… auf Blockbestätigungen warten, denn in Zukunft kann eine einzelne Blockbestätigung genügen.
2. Verbesserung des Stakings
Verbesserung des Ausgabemodells: Änderungen am Ausgabemodell für Validatoren, um höhere Belohnungen für das Staken zu ermöglichen.
Senkung der Staking-Anforderungen: Unabhängige Validatoren müssen nur 1 ETH staken, was weit unter der aktuellen Schwelle von 32 ETH liegt, was unabhängiges Staken einfacher und verbreiteter macht.
Wir glauben, dass Ethereum, um mehr Knoten am Konsens teilnehmen zu lassen und dabei die Hardware-Schwelle nicht signifikant zu verändern, das Unmögliche Dreieck des Stakings zu durchbrechen, wirklich auf die ZK-Technologie angewiesen ist, die in der Branche weit voraus ist.
3. Verbesserung der Sicherheit
Post-Quanten-Kryptographie: Ethereum wird quantensichere Kryptographie implementieren, um das Netzwerk vor Bedrohungen durch Quantencomputer zu schützen, und macht damit den ersten Schritt in Richtung quantensichere Mainstream-Blockchain.
Integration von zkSNARK und zkVM: Zero-Knowledge-Proofs (ZKP) werden durch zkSNARK und zkVM in Ethereum integriert, um Privatsphäre, Skalierbarkeit und Sicherheit weiter zu verbessern.
SNARKifizierung der Blockchain: Ethereum wird RISC-V nutzen, um die Blockchain zu SNARKifizieren, was die Effizienz und Skalierbarkeit der Beweisgenerierung erhöht. SNARK ist eine kompakte Form des Zero-Knowledge-Beweises, die es einer Partei ermöglicht, zu beweisen, dass sie Informationen besitzt, ohne die Informationen preiszugeben oder eine Interaktion zwischen dem Beweisführer und dem Verifizierer zu erfordern.
Kurz gesagt, wir können es zusammenfassen als: die gesamte Ethereum-Blockchain direkt ZKifizieren.
Erhöhung der Zufälligkeit: Ethereum wird auch starke Zufälligkeit einführen, um die Fairness bei der Auswahl von Validatoren und anderen wichtigen Netzwerkprozessen sicherzustellen.
Risiko von MEV senken: Bessere Widerstandsfähigkeit gegen Überwachung kann die Flut von Robotern wie Sandwich-Angriffe minimieren.
4. Funktionsweise
Seit der Festlegung des Designs der aktuellen Konsensschicht von Ethereum (Beacon Chain) haben Kryptographen erhebliche Fortschritte im Bereich SNARK erzielt. Durch die SNARKifizierung der Statusübergabefunktion von Ethereum (d.h. die Nachrichten, die Validatoren integrieren müssen, um eine korrekte Sicht auf die Blockchain zu behalten) kann eine Slotzeit von 4 Sekunden und Ein-Slot-Endgültigkeit erreicht werden.
Einerseits kann die Verringerung der Blockproduktions- und Endgültigkeitszeiten die Wartezeiten positiv auf die Ethereum L1 Transaktionserfahrung auswirken;
Auf der anderen Seite kann es auch durch eine Fernblock-Neuzusammenstellung potenzielle Werte, die aus Transaktionen extrahiert werden, eliminieren und die technischen Schulden der Konsensschicht reduzieren.
Darüber hinaus wird die SNARKifizierung das Ethereum-Netzwerk quantensicher machen, was eine notwendige Funktion der zukünftigen Blockchain ist.
Beam Chain wird Ethereum in mehreren Aspekten voranbringen:
Durch Sharding die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen: Ethereum Beam Chain wird Sharding-Technologie verwenden, um Daten in kleinere Teile (Shards) zu unterteilen, um mehrere Transaktionen gleichzeitig zu verarbeiten. Dies wird Transaktionsengpässe reduzieren und die Transaktionszeiten beschleunigen.
Quantencomputersicherheit: Ethereum wird führende kryptographische Technologien nutzen, um sicherzustellen, dass selbst zukünftige Super-Quantencomputer die Sicherheit des Netzwerks nicht gefährden können.
Integration in den Ethereum-Fahrplan: Beam Chain ist kein unabhängiges Netzwerk, sondern eine integrierte Phase im Fahrplan von Ethereum zur Skalierung und Verbesserung der Sicherheit in den nächsten 5 Jahren.
5. Wichtige Bedeutung
Beam Chain ist entscheidend für die Fähigkeit von Ethereum, mit der wachsenden Zahl dezentraler Anwendungen umzugehen - es kann die Skalierbarkeit von Ethereum verbessern, die Transaktionskosten senken und die allgemeine Sicherheit erhöhen, sodass das Netzwerk im Laufe der Zeit mehr Benutzer und komplexe Anwendungen unterstützen kann.
Ein weiterer großer Vorteil des SNARK-basierten Beweises ist: Er ermöglicht es gewöhnlichen Stakern mit Standardhardware, die oben genannten Leistungsgewinne zu erzielen. Wenn die Staking-Schwelle von 32 ETH auf 1 ETH sinkt, wird auch die Dezentralisierung der Ethereum-Staker-Community mit der Verbesserung der Netzwerkkapazität zunehmen.
Besonders die Senkung der Schwelle, zusammen mit einigen relevanten Hardwaregeräten wie dem eNode von Ebunker, könnte dazu führen, dass Heim-Validator-Geräte in jeden Haushalt gelangen, und Ethereum bleibt die Blockchain mit den meisten Knoten und der größten Dezentralisierung weltweit.
Obwohl die Vision von Beam Chain Ethereum nicht sofort verändern wird und auch den langfristigen Fahrplan nicht erheblich verändert, wird ihre Einführung die Prioritäten in der Entwicklung des Fahrplans ändern und die Entwicklung bestimmter Komponenten beschleunigen (zum Beispiel, der aktuelle Fahrplan setzt einige wichtige Upgrades auf 2029, während Beam Chain möglicherweise die Ankunft wichtiger Upgrades beschleunigt).
Wenn Beam Chain ausreichende Unterstützung aus der Gemeinschaft erhält, können die Entwickler im nächsten Jahr mit der Erstellung von Spezifikationen beginnen, gefolgt von der Erstellung von produktionsreifem Code durch das Entwicklungsteam im Jahr 2026, Testen im Jahr 2027 und schließlich einer sicheren Bereitstellung im Ethereum-Hauptnetz. Obwohl die Implementierung von Beam Chain noch weit entfernt erscheint, sind diese Sicherheitsredundanzen für eine dezentralisierte Entwicklung von Open-Source-Software äußerst notwendig.
Kurz gesagt, Beam Chain löst durch den ZK-Ansatz die bisherigen „technischen Schulden“, und diese Verbesserungen könnten die L1-Funktionalität erheblich verbessern, während die „weltklasse Dezentralisierung“ von Ethereum erhalten bleibt.
Gleichzeitig wird die Einführung langfristiger Lösungen wie Quantenresistenz, die durch neue Ansätze ermöglicht werden, die Konsensschicht von Ethereum in den „Wartungsmodus“ versetzen, was sicherstellt, dass Ethereum in den kommenden Jahrzehnten sicher, effizient und anpassungsfähig bleibt und zukünftige Innovationen ohne disruptive Neugestaltung ermöglicht.
Ethereum bleibt unermüdlich in langfristigen Planungen, was für die Blockchain und die gesamte Branche eine ermutigende Aktualisierung darstellt, und es gibt uns weiterhin eine optimistische Grundlage in den gegenwärtigen turbulenten Marktbedingungen.
