Titolo originale: (Beam Chain porterà cinque grandi cambiamenti a Ethereum?)
Fonte originale: Ebunker 中文
È ben noto che Ethereum è nato con PoW (Proof of Work) e nel 2021 è passato con successo a PoS (Proof of Stake). A questo proposito, il ricercatore principale della Ethereum Foundation, Justin Drake, ha affermato: nonostante la Beacon Chain fosse molto efficace al momento dell'introduzione del PoS, negli ultimi cinque anni ha accumulato alcune "debiti tecnici", poiché il suo design non ha sfruttato le tecnologie all'avanguardia dei sistemi decentralizzati (come le prove a conoscenza zero). Pertanto, il livello di consenso di Ethereum ha bisogno di una grande revisione.
Durante un intervento alla recente Devcon di Bangkok, il ricercatore di Ethereum Justin Drake ha annunciato una proposta di riforma radicale del livello di consenso di Ethereum, chiamata "Beam Chain".
Questo è parte della roadmap a lungo termine di Ethereum, consentendo a Ethereum di sfruttare i risultati delle attuali innovazioni nella crittografia ZK, mirato a migliorare drasticamente la scalabilità e le prestazioni della rete senza dover avviare una nuova rete. Non c'è dubbio che sia uno degli aggiornamenti più importanti di Ethereum nei prossimi 3-5 anni.
La Beam Chain non è una nuova blockchain nel senso letterale, ma una nuova infrastruttura costruita all'interno della mainnet di Ethereum, che aumenterà notevolmente la velocità delle transazioni, la sicurezza e l'efficienza della rete L1. Alcuni interpretano la Beam Chain come Ethereum 3.0, il che è un malinteso, poiché la Beam Chain affronta solo i problemi del livello di consenso e non cambia il livello dei dati (come i blob channels) o il livello di esecuzione (come la Ethereum Virtual Machine (EVM)).
Le cinque principali trasformazioni della Beam Chain sono:
1. Conferma più rapida dei blocchi: abilitazione di un tempo di slot di 4 secondi e finalità monoslottata
2. Non a scapito della decentralizzazione: mantenere o migliorare le attuali garanzie di decentralizzazione
3. Riduzione della soglia di staking: far scendere lo staking di ETH da 32 ETH a 1 ETH
4. Proteggere gli utenti comuni: eliminare il MEV basato sul riordino dei blocchi
5. Verso il futuro: rendere la rete Ethereum resistente ai quanti
Concetti e principi dell'upgrade della Beam Chain
1. Aumento della produzione di blocchi
Maggiore throughput: Beam Chain aumenterà la produzione di blocchi fino a tre volte rispetto ad ora, per migliorare la capacità di transazione di Ethereum.
Resistenza alla censura: l'introduzione di FOCIL (Forking Choice Forced Inclusion List) ha migliorato la resistenza alla censura, garantendo che le transazioni non vengano facilmente escluse dai malintenzionati.
Aste di esecuzione & validatori isolati: i validatori utilizzeranno aste di esecuzione per l'isolamento, garantendo prestazioni e decentralizzazione più robuste, permettendo anche a più utenti di evitare l'impatto del MEV.
Finalità più rapida: Ethereum avrà le caratteristiche di finalità monoslottata e un tempo di blocco di 4 secondi, consentendo una conferma più rapida delle transazioni e migliorando l'efficienza della rete.
È interessante notare che gli exchange non devono più aspettare lentamente conferme di blocco come 1/32, 2/32, 3/32... perché in futuro è sufficiente una singola conferma di blocco.
2. Miglioramento dello staking
Modello di emissione migliorato: modifica del modello di emissione delle ricompense per i validatori, per aumentare i rendimenti dello staking.
Riduzione dei requisiti di staking: i validatori indipendenti devono solo mettere in stake 1 ETH, ben al di sotto dell'attuale soglia di 32 ETH, rendendo lo staking indipendente più semplice e diffuso.
Riteniamo che per consentire a Ethereum di accelerare e accogliere più nodi nel consenso, senza modificare sostanzialmente la soglia hardware, e superare il triangolo impossibile dello staking, si debba davvero dare merito alla tecnologia ZK, che è effettivamente molto avanti rispetto al settore.
3. Aumento della sicurezza
Crittografia post-quantistica: Ethereum implementerà la crittografia resistente ai quanti per proteggere la rete dalle minacce del calcolo quantistico, facendo il primo passo verso la resistenza quantistica per le blockchain mainstream.
Integrazione di zkSNARK e zkVM: le prove a conoscenza zero (ZKP) saranno integrate in Ethereum tramite zkSNARK e zkVM per migliorare ulteriormente la privacy, la scalabilità e la sicurezza.
SNARKificazione della blockchain: Ethereum utilizzerà RISC-V per SNARKificare la blockchain, un processo che migliorerà l'efficienza e la scalabilità della generazione delle prove. SNARK è una forma compatta di prova a conoscenza zero che consente a una parte di dimostrare di possedere informazioni senza rivelare tali informazioni o richiedere alcuna interazione tra il dimostratore e il verificatore.
In breve, possiamo riassumerlo come: rendere l'intera Ethereum direttamente ZK.
Aumento della casualità: Ethereum introdurrà anche una forte casualità per garantire l'equità nei processi di rete chiave come la selezione dei validatori.
Riduzione del rischio MEV: una migliore resistenza alla censura può ridurre al minimo l'inflazione di bot come gli attacchi sandwich.
4. Funzionamento
Dalla determinazione del design dell'attuale livello di consenso di Ethereum (Beacon Chain), i crittografi hanno fatto significativi progressi nel campo delle SNARK. SNARKificando la funzione di transizione di stato di Ethereum (cioè i messaggi di stato integrati che i validatori utilizzano per mantenere una visione corretta della blockchain), si otterrà un tempo di slot di 4 secondi e finalità monoslottata.
Da un lato, la riduzione dei tempi di produzione e finalità dei blocchi può avere un impatto positivo sull'esperienza di transazione di Ethereum L1;
D'altra parte, può anche eliminare il valore potenziale estratto dalle transazioni attraverso strategie di riordino dei blocchi remoti e ridurre il debito tecnico del livello di consenso.
Inoltre, la SNARKificazione renderà la rete Ethereum resistente ai quanti, una funzionalità necessaria per le blockchain del futuro.
La Beam Chain porterà avanti l'upgrade di Ethereum su diversi fronti:
Utilizzo del sharding per accelerare la velocità di elaborazione: Ethereum Beam Chain utilizzerà la tecnologia del sharding per suddividere i dati in parti più piccole (shard) e gestire più transazioni contemporaneamente. Questo ridurrà i colli di bottiglia delle transazioni e accelererà i tempi di transazione.
Sicurezza contro il calcolo quantistico: Ethereum utilizzerà tecnologie crittografiche all'avanguardia per garantire che nemmeno i futuri supercomputer quantistici possano compromettere la sicurezza della rete.
Integrazione con la roadmap di Ethereum: la Beam Chain non è una rete indipendente, ma una fase di integrazione della roadmap di Ethereum per i prossimi 5 anni, volta a espandere e migliorare la sicurezza.
5. Importanza significativa
Per la capacità di Ethereum di gestire applicazioni decentralizzate in crescita, la Beam Chain è fondamentale: può migliorare la scalabilità di Ethereum, ridurre i costi delle transazioni e aumentare la sicurezza complessiva, consentendo alla rete di supportare più utenti e applicazioni complesse nel tempo.
Un altro grande vantaggio delle prove basate su SNARK è: consentire ai normali staker dotati di hardware standard di ottenere i vantaggi prestazionali sopra citati. Quando la soglia di staking scende da 32 ETH a 1 ETH, con l'aumento delle prestazioni della rete, la decentralizzazione del gruppo di staker di Ethereum verrà migliorata.
Riduzione delle soglie, specialmente se abbinata a dispositivi hardware correlati, come l'eNode di Ebunker, per portare le attrezzature di validazione domestica in ogni casa. Ethereum rimane la blockchain pubblica più decentralizzata e con il maggior numero di nodi al mondo.
Anche se la visione della Beam Chain non porterà cambiamenti immediati a Ethereum né cambierà significativamente la sua roadmap a lungo termine, la sua adozione modificherà le priorità nello sviluppo della roadmap, accelerando lo sviluppo di componenti specifici (ad esempio, la roadmap attuale prevede alcuni aggiornamenti importanti nel 2029, mentre la Beam Chain potrebbe accelerare l'arrivo di questi aggiornamenti).
Se la Beam Chain riceverà sufficiente supporto dalla comunità, gli sviluppatori potrebbero iniziare a stilare le specifiche l'anno prossimo, seguite dalla scrittura di codice di livello produttivo da parte del team di sviluppo clienti nel 2026, per poi effettuare test nel 2027, prima di poter essere infine distribuita in modo sicuro sulla mainnet di Ethereum. Anche se l'implementazione della Beam Chain sembra ancora lontana, per un software open source sviluppato in modo decentralizzato, questi margini di sicurezza sono estremamente necessari.
In breve, la Beam Chain, attraverso la strada della ZKificazione, risolve i "debiti tecnici" del passato e queste migliorie mirano a migliorare notevolmente le funzionalità dell'L1 di Ethereum, mantenendo la sua "decentralizzazione di livello mondiale".
Allo stesso tempo, soluzioni a lungo termine come la resistenza quantistica introdotte da nuove idee metteranno il livello di consenso di Ethereum in "modalità di manutenzione", garantendo che Ethereum rimanga sicuro, efficiente e adattabile nei prossimi decenni, consentendo innovazioni future senza una riprogettazione dirompente.
Ethereum continua a lavorare instancabilmente su un piano a lungo termine, il che rappresenta un aggiornamento entusiasmante per la blockchain e l'intero settore, permettendoci di mantenere una base ottimistica su Ethereum anche nell'attuale mercato tumultuoso.
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