ご存知のように、イーサリアムはPoWのプルーフ・オブ・ワークから誕生し、2021年にPoSのプルーフ・オブ・ステークに成功裏に移行しました。これに関して、イーサリアム財団のコア研究者であるジャスティン・ドレイク氏は次のように述べています：PoSが導入されたばかりの頃、ビーコーン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「技術的債務」が蓄積されており、その設計は分散型システムの最前線の技術（例えば、ゼロ知識証明）を利用していませんでした。そのため、イーサリアムのコンセンサスレイヤーは大規模な更新が急務です。
最近のバンコクDevconでの講演において、イーサリアム研究者のジャスティン・ドレイク氏は、「Beam Chain」と呼ばれるイーサリアムのコンセンサスレイヤーを根本的に改革する提案を発表しました。
これはイーサリアムの長期的なロードマップの一部であり、イーサリアムが現在のZK暗号学の最前線の成果を活用できるようにすることを目指しており、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ができます。疑いなく、これはイーサリアムの今後3〜5年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、イーサリアム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、安全性、効率を大幅に向上させます。誰かがBeam Chainをイーサリアム3.0と解釈するのは誤解であり、Beam Chainはコンセンサスレイヤーの問題を解決するだけで、データレイヤー（例えば、blobチャネル）や実行レイヤー（例えば、イーサリアム仮想マシン(EVM)）を変更することはありません。
Beam Chainの5つの主要な変革は次の通りです：
1. より速いブロック確認：4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を実現
2. 分散化を犠牲にしない：現在の分散化の保障を維持または改善する
3. ステーキングのハードルを下げる：ETHステーキングを32 ETHから1 ETHに引き下げる
4. 一般ユーザーの保護：ブロック再構成に基づくMEVの排除
5. 未来志向：イーサリアム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. ブロックの生産量の増加
より高いスループット：Beam Chainはブロックの生産量を現在の3倍に引き上げ、イーサリアムの取引能力を向上させます。
検閲耐性：FOCIL（フォーク選択強制包含リスト）の導入により、検閲耐性が強化され、取引が悪意のある者によって簡単に排除されることがないようにします。
実行オークションによるバリデーターの分離：バリデーターは実行オークションを使用して分離し、より強力な性能と分散化を確保し、より多くのユーザーがMEVの侵害を受けないようにします。
より速い最終性：イーサリアムは単一スロットの最終性と4秒のブロック時間を持ち、取引をより迅速に確認し、ネットワーク効率を向上させます。
面白いことに、取引所はもはや1/32、2/32、3/32…のようにゆっくりとブロックの確認を待つ必要がなくなります。なぜなら、将来的には単一のブロックで確認できるからです。
2. ステーキングの改善
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により、ステーキングでのリターンが増加します。
ステーキング要件の低減：独立したバリデーターは1 ETHをステークするだけで済み、現在の32 ETHのハードルよりもはるかに低く、独立したステーキングをより簡単で普及させます。
私たちは、イーサリアムが加速しながら、より多くのノードがコンセンサスに参加し、機器のハードウェアハードルをあまり変えずに、ステーキングの不可能な三角形を突破することができるのは、実際にはZK技術の恩恵によるものであり、業界の最前線を大幅に走り抜けていると考えています。
3. セキュリティの強化
ポスト量子暗号学：イーサリアムは量子耐性の暗号学を実装し、ネットワークが量子計算の脅威から免れるようにし、主流のブロックチェーンにおける量子耐性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とzkVMを通じてイーサリアムと統合され、プライバシー、スケーラビリティ、安全性をさらに向上させます。
SNARK化ブロックチェーン（SNARKification）：イーサリアムは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はコンパクトなゼロ知識証明の形式であり、一方が情報を持っていることを証明することを可能にしますが、情報を開示することなく、証明者と検証者の間での相互作用を要求しません。
簡潔に言えば、私たちはこれを次のように要約することができます：イーサリアム全体を直接ZK化する。
ランダム性の強化：イーサリアムはまた、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保証するために強力なランダム性を導入します。
MEVリスクの低減：より良い検閲耐性は、サンドイッチ攻撃などのロボットの横行を最小限に抑えることができます。
4. 動作原理
イーサリアムの現在のコンセンサスレイヤー（ビーコーンチェーン）の設計が決定されて以来、暗号学者はSNARKに関して重要な進展を遂げてきました。イーサリアムの状態変換関数（すなわち、バリデーターがブロックチェーンの正しい見解を維持するために統合されている状態変化メッセージ）のSNARK化により、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、ブロック生産と最終性の時間が短縮されることにより、待機時間がイーサリアムL1の取引体験に与えるポジティブな影響が期待されます。
一方で、リモートブロック再構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、コンセンサスレイヤーの技術的負債を減少させることができます。
さらに、SNARK化はイーサリアム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不可欠な機能です。
Beam Chainは以下の点からイーサリアムのアップグレードを推進します：
シャーディングを使用して処理速度を向上させる：イーサリアムBeam Chainはシャーディング技術を使用し、データをより小さな部分（シャード）に分割して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少し、取引時間が短縮されます。
量子計算に対する安全性：イーサリアムは時代を先取りした暗号技術を利用し、将来のスーパー量子コンピュータでもネットワークの安全性が損なわれないようにします。
イーサリアム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、イーサリアムの今後5年間の拡張と安全性向上のロードマップの統合段階です。
5. 重要な意義
イーサリアムが増大する分散型アプリケーションに対応する能力にとって、Beam Chainは重要です — — それはイーサリアムのスケーラビリティを強化し、取引コストを削減し、全体の安全性を向上させ、ネットワークが時間の経過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普通のステーカーが上記の性能利点を実現できるようになることです。ステーキングのハードルが32 ETHから1 ETHに減少した後、ネットワーク性能の向上に伴い、イーサリアムのステーキングコミュニティの分散化も改善されるでしょう。
特にハードルの低下は、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ことで、家庭用レベルのバリデーター機器が多くの家庭に普及し、イーサリアムは依然として世界中で最もノード数が多く、最も分散化されたパブリックチェーンであり続けることができます。
Beam Chainのビジョンは、イーサリアムに即時の変化をもたらすことはなく、長期的なロードマップを明確に変えることもありませんが、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させます（例えば、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させ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た場合、開発者は来年に仕様の策定を開始し、2026年には開発者チームによって生産レベルのコードが作成され、2027年にテストが行われた後、イーサリアムメインネットに安全にデプロイされることが可能です。Beam Chainの実装はまだ遠いように見えますが、分散型で開源のソフトウェアにとって、これらのセキュリティの冗長性は極めて必要です。
要するに、Beam ChainはZK化のルートにより、過去の「技術的債務」を一挙に解決し、これらの改善はイーサリアムの「世界級の分散化」を維持しつつ、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、新しいアプローチによって導入された量子耐性などの長期的なソリューションは、イーサリアムのコンセンサスレイヤーを「保守モード」に置き、これによりイーサリアムが今後数十年にわたって安全で効率的かつ適応的であり続け、新たな革新を実現するための根本的な再設計を必要としないことを保証します。
イーサリアムは依然として長期的な戦略を絶え間なく進めており、これはブロックチェーンと業界全体にとって、非常に励みとなる更新です。これにより、現在の活況な市場環境の中でも、イーサリアムに対する楽観的な基盤を保持することができます。
