ご存じの通り、EthereumはPoW（プルーフ・オブ・ワーク）で誕生し、2021年にPoS（プルーフ・オブ・ステーク）に成功裏に移行しました。これについてEthereum財団のコア研究者Justin Drakeは、PoSが導入されたばかりの頃、信号チェーンは非常に効果的でしたが、過去5年間でいくつかの「技術的負債」を蓄積し、その設計は分散型システムの最前線技術（ゼロ知識証明など）を活用していなかったと述べています。したがって、Ethereumのコンセンサス層は大きな変革を必要としています。
最近のバンコクDevconでの講演で、Ethereumの研究者Justin Drakeは「Beam Chain」と呼ばれるEthereumコンセンサス層の徹底的な改革提案を発表しました。
これはEthereumの長期的なロードマップの一部であり、Ethereumが現在のZK暗号学の最前線での突破の成果を利用し、新しいネットワークを立ち上げることなく、ネットワークのスケーラビリティと性能を大幅に向上させることを目指しています。間違いなく、これはEthereumの今後3〜5年内で最も重要なアップグレードの一つです。
Beam Chainは、文字通り新しいブロックチェーンではなく、Ethereumメインネット内部に構築された新しいインフラであり、L1メインネットの取引速度、セキュリティ、効率を大幅に向上させます。Beam ChainをEthereum 3.0と解釈する人もいますが、これは誤解であり、Beam Chainはコンセンサス層の問題だけを解決し、データ層（blobチャネルなど）や実行層（Ethereum仮想マシン（EVM）など）を変更しません。
Beam Chainの5つのコア変革は次のとおりです：
1.より早いブロック確認：4秒のスロットタイムと単一スロットの最終性を有効化する
2.分散化を犠牲にしない：現在の分散化の保障を保持または改善する
3.ステーキングの閾値を下げる：ETHステーキングを32 ETHから1 ETHに直接引き下げる
4.一般ユーザーを保護する：ブロック再編成に基づくMEVを排除する
5.未来志向：Ethereumネットワークに量子耐性を持たせる
Beam Chainのアップグレードの考え方と原理
1.ブロック生成量の増加
より高いスループット：Beam Chainはブロック生成量を現在の3倍に増加させ、Ethereumの取引能力を向上させます。
検閲耐性：FOCIL（フォーク選択強制含めリスト）の導入は、検閲能力を強化し、取引が悪意のある者によって排除されることがないようにします。
実行オークション&分離バリデーター：バリデーターは実行オークションを使用して分離し、より強力なパフォーマンスと分散化を確保し、より多くのユーザーがMEVの干渉から免れることができます。
より早い最終確定性：Ethereumは単一スロット最終確定性と4秒のブロック時間を持ち、取引をより早く確認し、ネットワーク効率を向上させます。
興味深いことに、取引所はもはや1/32、2/32、3/32…のように遅いブロック確認を待つ必要がなく、将来的には単一ブロックで確認が可能になります。
2.ステーキングの改善
報酬発行モデルの改善：バリデーターへの報酬発行モデルの変更は、ステーキングがより多くの報酬を得ることを可能にします。
ステーキング要件の軽減：独立したバリデーターは1 ETHのみをステークする必要があり、現在の32 ETHの閾値よりもはるかに低いため、独立したステーキングがより簡単で普及しやすくなります。
私たちは、Ethereumがスピードアップする中で、より多くのノードがコンセンサスに参加できるようにし、デバイスハードウェアの閾値をあまり変更せず、ステーキング不可能の三角形を突破するには、本当にZK技術のおかげであり、業界の最前線を大きくリードしています。
3.セキュリティの強化
ポスト量子暗号：Ethereumは量子耐性の暗号を実装し、ネットワークを量子コンピュータの脅威から保護し、主流ブロックチェーンの量子耐性への第一歩を踏み出します。
zkSNARKとzkVMの統合：ゼロ知識証明（ZKP）は、zkSNARKおよびzkVMを通じてEthereumと統合され、プライバシー、スケーラビリティ、およびセキュリティをさらに向上させます。
SNARK化ブロックチェーン（SNARKification）：EthereumはRISC-Vを利用してブロックチェーンをSNARK化し、このプロセスは証明生成の効率とスケーラビリティを向上させます。SNARKは、情報を持っていることを他者に証明するためのコンパクトなゼロ知識証明形式であり、情報を開示することなく行われ、証明者と検証者の間での相互作用を必要としません。
要するに、全体のEthereumを直接ZK化することを要約することができます。
ランダム性の強化：Ethereumは、バリデーターの選定などの重要なネットワークプロセスの公平性を確保するために強力なランダム性を導入します。
MEVリスクの軽減：より良い検閲耐性は、サンドイッチ攻撃などのボットの蔓延を最小限に抑えます。
4.動作原理
Ethereumの現在のコンセンサス層（信号チェーン）の設計が確定して以来、暗号学者はSNARKに関して重要な進展を遂げてきました。Ethereumの状態遷移関数（つまり、バリデーターがブロックチェーンに対する正しい見解を保つために統合された状態変化メッセージ）がSNARK化されることで、4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を得ることができます。
一方で、ブロック生成と最終性時間の短縮は、待機時間がEthereum L1の取引体験に与える積極的な影響を軽減します。
一方で、リモートブロック再編成戦略を通じて、取引から抽出される潜在的な価値を排除し、コンセンサス層の技術的負債を減少させることができます。
さらに、SNARK化はEthereumネットワークに量子耐性をもたらし、これは未来のブロックチェーンにとって必須の機能です。
Beam Chainは、次のいくつかの側面からEthereumのアップグレードを進めます：
シャーディングを利用して処理速度を向上させる：Ethereum Beam Chainはシャーディング技術を使用して、データを小さな部分（シャード）に分割し、同時に複数の取引を処理します。これにより、取引のボトルネックが減り、取引時間が短縮されます。
量子計算に対するセキュリティ：Ethereumは、未来のスーパー量子コンピュータでさえネットワークのセキュリティを破壊できないように、時代を先取りした暗号技術を利用します。
Ethereumのロードマップとの統合：Beam Chainは独立したネットワークではなく、Ethereumの今後5年間のスケーリングとセキュリティ向上のロードマップの統合段階です。
5.重要意義
Ethereumがますます増加する分散型アプリケーションを処理する能力にとって、Beam Chainは重要です — — それはEthereumのスケーラビリティを強化し、取引コストを削減し、全体的なセキュリティを向上させ、ネットワークが時間とともにより多くのユーザーや複雑なアプリケーションをサポートできるようにします。
SNARKに基づく証明のもう一つの大きな利点は：標準的なハードウェアを備えた一般的なステーキング者が上記の性能メリットを実現できるようにすることです。ステーキングの閾値が32 ETHから1 ETHに減少した後、ネットワークの性能が向上するにつれて、Ethereumのステーキング者コミュニティの分散化も改善されます。
特に閾値の軽減は、EbunkerのeNodeなどの関連ハードウェアデバイスと組み合わせると、家庭用のバリデーター装置が広く普及することを可能にします。Ethereumは依然として世界中で最もノードを持ち、最も分散化されたパブリックチェーンです。
Beam ChainのビジョンはEthereumをただちに変えたり、長期のロードマップを明確に変えるものではありませんが、その採用はロードマップの開発の優先順位を変更し、特定のコンポーネントの発展を加速します（たとえば、現在のロードマップではいくつかの重要なアップグレードが2029年に設定されていますが、Beam Chainは重要なアップグレードの到来を加速する可能性があります）。
もしBeam Chainが十分なコミュニティの支持を得れば、開発者は来年に規格を策定し、2026年に開発クライアントチームが生産レベルのコードを書き、2027年にテストを行い、最終的にEthereumメインネットに安全にデプロイすることができます。Beam Chainの実施はまだ遠いように見えますが、分散型開発のオープンソースソフトウェアにとって、これらのセキュリティ冗長性は非常に必要です。
要するに、Beam ChainはZK化のアプローチを通じて、過去の「技術的負債」を一挙に解決しました。これらの改善は、Ethereumの「世界級の分散化」を保持しながら、L1機能を大幅に改善することが期待されています。
同時に、新しいアイデアによって導入された量子耐性などの長期的な解決策は、Ethereumのコンセンサス層を「維持モード」に置き、Ethereumが今後数十年間の安全性、高効率、適応性を維持し、将来の革新を実現することができるようにします。
Ethereumは依然として長期的な計画を怠らず、これはブロックチェーンと業界全体にとっても励みとなる更新です。これにより、現在の活況な市場状況においても、Ethereumに対する楽観的な基盤を維持することができます。
