Escrito por: Tia, Techub News
Ayer en el Mainstage de Devcon en Tailandia, el investigador de Ethereum Justin Drake completó el primer lanzamiento de la propuesta Beam Chain en forma de discurso. Beam Chain es la propuesta de Justin para rediseñar la capa de consenso de Ethereum. Esta propuesta es una actualización adicional de Beacon Chain para avanzar hacia la visión definitiva de Ethereum. Este artículo le brindará una descripción general rápida de los objetivos de mejora de la propuesta de Beam Chain y su implementación técnica relacionada.
Aunque se trata de un rediseño de la capa de consenso, Beam Chain seguirá utilizando tokens Ethereum y no emitirá nuevos tokens ni nuevas redes.
¿Por qué proponer Beam Chain?
Ethereum tiene tres capas: capa de ejecución, capa de datos de blobs y capa de consenso. La capa de ejecución es la parte de Ethereum que procesa transacciones y ejecuta contratos inteligentes, gestionando directamente el estado y la lógica de la aplicación. La capa de datos de blobs es responsable de almacenar grandes cantidades de datos, lo que implica el almacenamiento de datos a largo plazo que requieren las aplicaciones. Estas dos capas son las que interactúan directamente con las aplicaciones y cualquier cambio afectará directamente la compatibilidad de estas capas.
La capa de consenso es la principal responsable de garantizar el consenso de datos entre todos los nodos de la red y no procesa directamente el estado o los datos de la aplicación. Esta dirección indirecta hace que sea relativamente más fácil introducir innovaciones y actualizaciones sin tener un impacto directo en las aplicaciones. Por lo tanto, las mejoras en la capa de consenso, como la propuesta de Beam Chain, pueden brindar espacio para la innovación sin romper la compatibilidad de la capa de aplicación front-end.
Además, la Beacon Chain se diseñó hace 5 años y ya es muy antigua. Después de cinco años, el mercado ha comprendido completamente algunos de los errores de Beacon Chain y su comprensión de MEV también se ha profundizado. Coincidió con un avance en la tecnología SNARK. Por lo tanto, aprovechando el avance, se realizaron una serie de reparaciones en la capa de consenso de Ethereum.
Lo que Beam Chain planea lograr
Los objetivos se pueden dividir en tres partes: producción de bloques, participación y criptografía.
Hay tres objetivos para la producción de bloques, principalmente relacionados con MEV: uno es usar listas de inclusión para aumentar la resistencia a la censura; el otro es usar la separación de proponentes de Attester y la ejecución de subastas para aislar a los validadores de la producción de bloques; reduciendo el tiempo del slot a 4 segundos.
El objetivo de la parte de participación es mejorar la curva de emisión actual, reducir el umbral de participación de 32 ETH a 1 ETH y lograr una finalidad rápida de una sola ranura.
Los objetivos de la parte de criptografía son lograr la snarkificación de la cadena usando zkVM, etc., para mantener la seguridad de la criptografía de Ethereum para que pueda durar décadas o incluso siglos y mantener una fuerte aleatoriedad usando MinRoot VDF, etc.
En cuanto a cómo lograr estos objetivos, Justin los dividió en dos categorías. La parte verde debe completarse en forma de bifurcaciones graduales y la parte roja debe completarse simultáneamente de manera holística.
Tomando como ejemplo la snarkifacación (usando la tecnología zk-SNARKs para probar datos o cálculos), si desea lograr una prueba en tiempo real (prueba en tiempo real), debe realizar algunos ajustes estructurales en el sistema, incluidas funciones hash, métodos de firma, y Cambios en la serialización y merkleización. El método de firma debe poder generar y completar rápidamente la verificación, y debe serializarse para que se puedan transmitir y almacenar estructuras de datos complejas entre nodos, y Merkle Tree procesará los datos serializados para cumplir con los requisitos de conocimiento cero. las pruebas requieren un formato verificable y una transformación de los datos, así como una verificación eficiente del estado.
Cadena de vigas basada en ZK
En el pasado, el consenso de Ethereum ha experimentado cambios de POW a POS, y en el mecanismo Beam Chain, el consenso se actualizará aún más: completamente basado en ZK, es decir, se aplica snark a toda la capa de consenso.
Snarkificación en cadena
Cabe enfatizar que la parte snarkificada solo existe en las transiciones de estado, pero algunos cálculos de nivel básico (cálculos lógicos realizados por el mecanismo de consenso antes de procesar transacciones o transiciones de estado), capa de red (comunicación y transferencia de datos entre nodos), administración de caché y rendimiento. La optimización permanece sin cambios y no se ve afectada por ZK.
Lo que debe hacer el código de implementación de Beam Chain (como la lógica central de Beam Chain y el código del algoritmo de consenso escrito en Go o Rust) es convertir el código a un formato que zkVM pueda entender. Una vez que el código de implementación de Beam Chain se compila en el formato de código zkVM, zkVM puede ejecutar estos códigos, leer la entrada externa de la cadena de bloques, verificar la legalidad del proceso de transición de estado y generar pruebas de conocimiento cero.
zkVM es un entorno que ejecuta una máquina virtual de conocimiento cero que comprende código en un formato específico para la verificación de pruebas de conocimiento cero. El proceso de compilar código en un formato ejecutable zkVM puede implicar convertir un lenguaje de alto nivel (como Go o Rust) a un formato intermedio de bajo nivel (como el conjunto de instrucciones RISC-V) y luego ejecutarlo en zkVM.
Actualmente, RISC-V se ha convertido en el estándar industrial para zkVM. Actualmente hay siete empresas que ofrecen Risc-v zkVM.
Certificacionesnarkificación
Otra parte que utiliza snark son las firmas agregadas (firmas agregables), que es el proceso de compresión de las firmas de múltiples verificadores y testigos (certificadores), agregando una gran cantidad de firmas en una única prueba verificable.
Queremos tener seguridad de firma agregada poscuántica (resistente a ataques cuánticos), por lo que se espera que aquí se utilicen funciones hash. Las funciones hash tienen un nivel de seguridad poscuántica y pueden usarse como componente básico o módulo básico de un sistema criptográfico para construir criptografía. Usando snarks basados en hash, se pueden comprimir miles de firmas en una sola prueba. Ésta es la firma agregada poscuántica. Además, este tipo de firma de agregación poscuántica es infinitamente recursiva. Puede superponer y reagregar continuamente múltiples firmas de agregación para lograr una mayor eficiencia de compresión, lo cual es una gran mejora en comparación con la agregación de firmas BLS tradicional.
La tecnología de la función hash Snarked ha mejorado significativamente en los últimos meses, lo que permite generar pruebas rápidamente desde una computadora portátil y es capaz de completar aproximadamente 2 millones de operaciones hash por segundo. Este avance en el rendimiento hace que los esquemas de firma agregada seguros poscuánticos sean más prácticos en la realidad, brindando la posibilidad de un cifrado eficiente y resistente a los cuánticos.
No solo eso, la Beam Chain comprime los complejos procesos originales de verificación, almacenamiento y cálculo, lo que permite la realización de una serie de infraestructuras como libp2p, ssz, pyspec, protocolguild, etc. que no podrían usarse directamente en Beacon. Cadena.
planificación del cronograma
En términos de planificación del cronograma, Justin planea desarrollar especificaciones en 2025, construir en 2026 y realizar pruebas en 2027. Actualmente, hay dos equipos dispuestos a desarrollar clientes de consenso de Beam Chain, uno es Zeam lambda de India y el otro es Lambda en Sudamérica.
