Jak powszechnie wiadomo, Ethereum powstało na PoW (dowód pracy), a w 2021 roku skutecznie przeszło na PoS (dowód stawki). W związku z tym, główny badacz Ethereum, Justin Drake, uważa, że: mimo że beacon chain był bardzo efektywny w momencie wprowadzenia PoS, przez ostatnie pięć lat zgromadził pewne „długi technologiczne”, ponieważ jego projekt nie wykorzystał nowoczesnych technologii systemów zdecentralizowanych (takich jak dowody zerowej wiedzy). Dlatego warstwa konsensusu Ethereum pilnie potrzebuje dużej aktualizacji.

Podczas niedawnego wystąpienia na Devcon w Bangkoku, badacz Ethereum Justin Drake ogłosił propozycję gruntownej reformy warstwy konsensusu Ethereum, nazwaną „Beam Chain”.

To część długoterminowej mapy drogowej Ethereum, która ma na celu wykorzystanie obecnych przełomów w kryptografii ZK, mając na celu znaczne zwiększenie skalowalności i wydajności sieci bez potrzeby uruchamiania nowej sieci. Niewątpliwie jest to jedna z najważniejszych aktualizacji Ethereum w ciągu następnych 3-5 lat.

Beam Chain nie jest nowym łańcuchem bloków w dosłownym sensie, lecz nową infrastrukturą zbudowaną wewnątrz głównej sieci Ethereum, która znacznie zwiększy szybkość transakcji, bezpieczeństwo i wydajność L1. Niektórzy interpretują Beam Chain jako Ethereum 3.0, co jest błędnym odczytaniem, ponieważ Beam Chain ma na celu rozwiązanie problemów warstwy konsensusu, nie zmieniając warstwy danych (takich jak kanały blob) ani warstwy wykonawczej (takiej jak Ethereum Virtual Machine (EVM)).

Pięć kluczowych reform Beam Chain to:

1. Szybsze potwierdzenie bloków: wprowadzenie czasu slotu wynoszącego 4 sekundy oraz jedno-slotowej ostateczności
2. Nie kosztem decentralizacji: zachowanie lub poprawa obecnych gwarancji decentralizacji
3. Obniżenie progu stakowania: umożliwienie stakowania ETH z 32 ETH do 1 ETH
4. Ochrona zwykłych użytkowników: eliminacja MEV opartych na reorganizacji bloków
5. Myślenie o przyszłości: zapewnienie odporności sieci Ethereum na kwanty

Koncepcja i zasady aktualizacji Beam Chain

1. Zwiększenie produkcji bloków
Wyższa przepustowość: Beam Chain zwiększy produkcję bloków do 3 razy w stosunku do obecnego stanu, aby poprawić zdolności transakcyjne Ethereum.
Odporność na cenzurę: wprowadzenie FOCIL (fork choice forced inclusion list) zwiększa odporność na cenzurę, zapewniając, że transakcje nie będą łatwo eliminowane przez złych aktorów.
Aukcje wykonawcze i izolacja weryfikatorów: weryfikatorzy będą korzystać z aukcji wykonawczych do izolacji, co zapewni lepszą wydajność i decentralizację, a także pozwoli większej liczbie użytkowników uniknąć zakłóceń MEV.
Szybsza ostateczność: Ethereum zyska cechy jedno-slotowej ostateczności oraz 4-sekundowego czasu blokowego, co pozwoli na szybsze potwierdzanie transakcji i zwiększenie wydajności sieci.
Co ciekawe, giełdy nie będą już musiały czekać na potwierdzenie bloków w proporcjach 1/32, 2/32, 3/32... ponieważ w przyszłości pojedynczy blok wystarczy do potwierdzenia.

2. Udoskonalenie stakowania
Udoskonalenie modelu wydawania: zmiany w modelu wydawania nagród dla weryfikatorów sprawią, że stakowanie przyniesie większe zyski.
Obniżenie wymagań stakowania: niezależni weryfikatorzy będą musieli stakować tylko 1 ETH, znacznie poniżej obecnego progu 32 ETH, co uprości i upowszechni niezależne stakowanie.
Uważamy, że Ethereum musi pomieścić więcej węzłów w konsensusie przy jednoczesnym zwiększeniu prędkości, bez znaczącej zmiany progów sprzętowych, łamiąc niemożliwy trójkąt stakowania, co jest naprawdę zasługą technologii ZK, która zdecydowanie wyprzedza branżę.

3. Zwiększenie bezpieczeństwa
Kryptografia post-kwantowa: Ethereum wdroży kryptografię odporną na kwanty, aby zapewnić sieci ochronę przed zagrożeniem ze strony komputerów kwantowych, stawiając pierwszy krok w kierunku odporności mainstreamowych blockchainów na kwanty.
Integracja zkSNARK i zkVM: dowody zerowej wiedzy (ZKP) będą zintegrowane z Ethereum za pomocą zkSNARK i zkVM, aby zwiększyć prywatność, skalowalność i bezpieczeństwo.
SNARKifikacja blockchaina: Ethereum wykorzysta RISC-V do SNARKifikacji blockchaina, co poprawi efektywność i skalowalność generowania dowodów. SNARK to kompaktowa forma dowodu zerowej wiedzy, która pozwala jednej stronie udowodnić, że posiada informacje, nie ujawniając tych informacji ani nie wymagając interakcji między dowodzącym a weryfikatorem.
Krótko mówiąc, możemy to podsumować jako: bezpośrednia ZK-ifikacja całego Ethereum.
Zwiększona losowość: Ethereum wprowadzi również silną losowość, aby zapewnić uczciwość w kluczowych procesach sieci, takich jak wybór weryfikatorów.
Obniżenie ryzyka MEV: lepsza odporność na cenzurę maksymalizuje ograniczenie występowania robotów, takich jak ataki kanapkowe.

4. Jak to działa
Odkąd zaprojektowano aktualną warstwę konsensusu Ethereum (beacon chain), kryptografowie dokonali znacznych postępów w dziedzinie SNARK. Poprzez SNARKifikację funkcji przejścia stanu Ethereum (tj. wiadomości o zmianach stanu zintegrowanych przez weryfikatorów, aby utrzymać poprawne spojrzenie na blockchain), możliwe jest osiągnięcie 4-sekundowego czasu slotu i jedno-slotowej ostateczności.
Z jednej strony, zmniejszenie czasu produkcji bloków i ostateczności może pozytywnie wpłynąć na doświadczenie transakcyjne Ethereum L1;
Z drugiej strony, może to również eliminować potencjalną wartość wydobywaną z transakcji poprzez zdalne strategie reorganizacji bloków, a także zmniejszać długi technologiczne warstwy konsensusu.
Ponadto, SNARKifikacja sprawi, że sieć Ethereum będzie odporna na kwanty, co jest niezbędną funkcjonalnością przyszłych blockchainów.

Beam Chain przyspieszy aktualizację Ethereum w następujących obszarach:
Zastosowanie shardów do przyspieszenia przetwarzania: Beam Chain Ethereum wykorzysta technologię shardów, aby podzielić dane na mniejsze części (shardy) i jednocześnie obsługiwać wiele transakcji. To zredukuje wąskie gardła transakcji i przyspieszy czas transakcji.
Bezpieczeństwo odporne na obliczenia kwantowe: Ethereum wykorzysta nowoczesną technologię kryptograficzną, aby zapewnić, że nawet przyszłe superkomputery kwantowe nie będą w stanie zniszczyć bezpieczeństwa sieci.
Integracja z mapą drogową Ethereum: Beam Chain nie jest niezależną siecią, lecz zintegrowanym etapem w mapie drogowej Ethereum na następne 5 lat w celu zwiększenia skalowalności i poprawy bezpieczeństwa.

5. Znaczenie

Beam Chain jest kluczowy dla zdolności Ethereum do obsługi rosnącej liczby zdecentralizowanych aplikacji — może zwiększyć skalowalność Ethereum, obniżyć koszty transakcyjne i zwiększyć ogólne bezpieczeństwo, umożliwiając sieci wspieranie większej liczby użytkowników i bardziej złożonych aplikacji z biegiem czasu.
Kolejną dużą korzyścią z dowodów opartych na SNARK jest: umożliwienie zwykłym stakerom wyposażonym w standardowy sprzęt osiąganie powyższych korzyści wydajnościowych, a po obniżeniu progu stakowania z 32 ETH do 1 ETH, zwiększenie wydajności sieci poprawi również decentralizację grupy stakerów Ethereum.
Szczególnie obniżony próg, jeśli będzie wspierany przez odpowiednie urządzenia sprzętowe, takie jak eNode od Ebunker, pozwoli na wprowadzenie domowych urządzeń weryfikatorów do milionów domów, co sprawi, że Ethereum wciąż pozostanie najczęściej węzłową, najbardziej zdecentralizowaną publiczną siecią na świecie.
Chociaż wizja Beam Chain nie zmieni Ethereum natychmiastowo ani nie wpłynie znacząco na jego długoterminową mapę drogową, jego przyjęcie zmieni priorytety rozwoju mapy drogowej, przyspieszając rozwój niektórych komponentów (na przykład obecna mapa drogowa ustawia niektóre ważne aktualizacje na 2029 rok, podczas gdy Beam Chain może przyspieszyć nadejście ważnych aktualizacji).
Jeśli Beam Chain uzyska wystarczające wsparcie społeczności, deweloperzy mogą rozpocząć opracowywanie specyfikacji w przyszłym roku, a następnie w 2026 roku zespół deweloperów napisze kod produkcyjny, który w 2027 roku przejdzie testy, a następnie zostanie bezpiecznie wdrożony na głównej sieci Ethereum. Chociaż wdrożenie Beam Chain wydaje się wciąż odległe, te bezpieczeństwa redundantne są niezwykle ważne dla oprogramowania open-source rozwijanego w sposób zdecentralizowany.
Krótko mówiąc, Beam Chain, poprzez trasę ZK, rozwiązuje przeszłe „długi technologiczne”, a te poprawki mają potencjał znacznie poprawić jego funkcje L1, zachowując jednocześnie „światowej klasy decentralizację” Ethereum.
Jednocześnie długoterminowe rozwiązania, takie jak wprowadzenie odporności na kwanty, umieszczają warstwę konsensusu Ethereum w „trybie konserwacji”, co zapewnia, że Ethereum pozostanie bezpieczne, wydajne i adaptacyjne przez następne dziesięciolecia, umożliwiając przyszłe innowacje bez rewolucyjnego prz redesignu.
Ethereum wciąż nieustannie rozwija długoterminowe plany, co stanowi ekscytującą aktualizację zarówno dla blockchaina, jak i całej branży, co pozwala nam pozostać optymistycznymi w obliczu obecnych, dynamicznych warunków rynkowych.

#ETH