Este bine cunoscut că Ethereum a fost creat prin PoW (proba de muncă), iar în 2021 a trecut cu succes la PoS (proba de participare). În această privință, cercetătorul principal al Fundației Ethereum, Justin Drake, consideră că: deși Beacon Chain a fost foarte eficient la introducerea PoS, în ultimii cinci ani, a acumulat unele „datorii tehnologice”, designul său nefiind bazat pe tehnologiile de vârf ale sistemelor descentralizate (cum ar fi dovezile cu zero cunoștințe). Prin urmare, nivelul de consens al Ethereum are nevoie urgentă de o mare reformă.
În cadrul prezentării de la Devcon din Bangkok, cercetătorul Ethereum, Justin Drake, a anunțat o propunere radicală de reformare a nivelului de consens Ethereum, denumită „Beam Chain”.
Aceasta face parte din foaia de parcurs pe termen lung a Ethereum, permițând Ethereum să valorifice progresele actuale în criptografia ZK, cu scopul de a îmbunătăți semnificativ scalabilitatea și performanța rețelei fără a necesita lansarea unei noi rețele. Fără îndoială, este una dintre cele mai importante actualizări pentru Ethereum în următorii 3-5 ani.
Beam Chain nu este o nouă blockchain în sens literal, ci o nouă infrastructură construită în cadrul rețelei principale Ethereum, care va îmbunătăți semnificativ viteza de tranzacționare, securitatea și eficiența L1. Unii interpretează Beam Chain ca Ethereum 3.0, ceea ce este o interpretare greșită, deoarece Beam Chain rezolvă doar problema nivelului de consens, fără a schimba nivelul de date (cum ar fi canalele blob) sau nivelul de execuție (cum ar fi Ethereum Virtual Machine (EVM)).
Cele cinci transformări principale ale Beam Chain sunt:
1. Confirmare mai rapidă a blocurilor: activarea unui timp de slot de 4 secunde și finalitate într-un singur slot
2. Fără a sacrifica descentralizarea: menținerea sau îmbunătățirea garanțiilor actuale de descentralizare
3. Reducerea pragului de Staking: permite ca Staking-ul ETH să scadă de la 32 ETH la 1 ETH
4. Protejarea utilizatorilor obișnuiți: eliminarea MEV bazată pe reconfigurarea blocurilor
5. Orientare către viitor: asigurarea capacității de rezistență la cuantă pentru rețeaua Ethereum
Ideile și principiile de actualizare ale Beam Chain
1. Creșterea producției de blocuri
Producție mai mare: Beam Chain va crește volumul de producție a blocurilor de 3 ori față de cel actual, pentru a îmbunătăți capacitatea de tranzacționare a Ethereum.
Rezistență la cenzură: introducerea FOCIL (Fork-Choice Forced Inclusion List) îmbunătățește capacitatea de a rezista la cenzură, asigurând că tranzacțiile nu sunt ușor excluse de către actorii rău intenționați.
Executarea izolării validatorilor prin licitație: validatorii vor utiliza licitația de execuție pentru a se izola, asigurând astfel performanță mai puternică și descentralizare, permițând mai multor utilizatori să evite invazia MEV.
Finalitate mai rapidă: Ethereum va beneficia de finalitate în cadrul unui singur slot și de un timp de bloc de 4 secunde, ceea ce va permite confirmarea mai rapidă a tranzacțiilor și va îmbunătăți eficiența rețelei.
Este interesant că bursele nu mai trebuie să aștepte lent confirmarea blocurilor de 1/32, 2/32, 3/32... deoarece în viitor un singur bloc va putea confirma.
2. Îmbunătățirea staking-ului
Îmbunătățirea modelului de distribuție: modificarea modelului de distribuție a recompenselor pentru validatorii care permit obținerea unor recompense mai mari pentru staking.
Reducerea cerințelor de staking: validatorii independenți trebuie să stakeze doar 1 ETH, mult mai puțin decât pragul actual de 32 ETH, ceea ce face ca staking-ul independent să fie mai simplu și mai accesibil.
Considerăm că, pentru ca Ethereum să permită mai multor noduri să participe la consens fără a schimba semnificativ pragul hardware, este esențial să depășim triunghiul imposibil al staking-ului, iar acest lucru se datorează în mod real tehnologiei ZK, care este cu adevărat un pas semnificativ înainte în industrie.
3. Îmbunătățirea securității
Criptografie post-cuantică: Ethereum va implementa criptografia rezistentă la cuantă pentru a proteja rețeaua de amenințările cuantice, făcând primul pas important în direcția rezistenței la cuantă pentru blockchain-urile de masă.
Integrarea zkSNARK și zkVM: dovezile cu zero cunoștințe (ZKP) vor fi integrate cu Ethereum prin zkSNARK și zkVM pentru a îmbunătăți confidențialitatea, scalabilitatea și securitatea.
SNARK-izarea blockchain-ului (SNARKification): Ethereum va utiliza RISC-V pentru a SNARK-iza blockchain-ul, acest proces îmbunătățind eficiența și scalabilitatea generării dovezilor. SNARK este o formă compactă de dovadă cu zero cunoștințe care permite unei părți să dovedească că deține informația, fără a dezvălui informația sau a necesita interacțiunea între dovadă și validare.
Pe scurt, putem să-l rezumăm astfel: să facem întreaga rețea Ethereum direct ZK.
Îmbunătățirea aleatorietății: Ethereum va introduce, de asemenea, o aleatorietate puternică pentru a asigura corectitudinea în procesele esențiale ale rețelei, cum ar fi selectarea validatorilor.
Reducerea riscurilor MEV: o mai bună rezistență la cenzură poate minimiza proliferarea roboților precum atacurile sandwich.
4. Cum funcționează
De la stabilirea designului actual al nivelului de consens Ethereum (Beacon Chain), criptografii au realizat progrese semnificative în domeniul SNARK. Prin SNARK-izarea funcției de conversie a stării Ethereum (adică mesajele integrate de schimbare a stării pe care validatorii le utilizează pentru a menține o viziune corectă asupra blockchain-ului), este posibil să se obțină un timp de slot de 4 secunde și finalitate într-un singur slot.
Pe de o parte, reducerea timpului de producție a blocurilor și a finalității poate avea un impact pozitiv asupra experienței de tranzacționare L1 a Ethereum.
Pe de altă parte, poate elimina potențialul de valoare extrasă din tranzacții prin strategii de reconfigurare a blocurilor de la distanță, reducând datoriile tehnologice ale nivelului de consens.
În plus, SNARK-izarea va oferi rețelei Ethereum rezistență la cuantă, o caracteristică esențială pentru blockchain-urile viitoare.
Beam Chain va avansa actualizarea Ethereum din următoarele perspective:
Folosind shard-urile pentru a accelera viteza de procesare: Beam Chain va utiliza tehnologia de shard-uri pentru a împărți datele în părți mai mici (shard-uri) pentru a procesa simultan multiple tranzacții. Aceasta va reduce punctele de congestie ale tranzacțiilor și va accelera timpul de tranzacționare.
Securitate rezistentă la calculul cuantic: Ethereum va utiliza tehnologia criptografică avansată pentru a asigura că chiar și supercomputerele cuantice din viitor nu vor putea compromite securitatea rețelei.
Integrarea cu foaia de parcurs Ethereum: Beam Chain nu este o rețea independentă, ci o etapă de integrare în foaia de parcurs a Ethereum pentru următorii 5 ani pentru extinderea și îmbunătățirea securității.
5. Importanța semnificativă
Beam Chain este esențial pentru capacitatea Ethereum de a gestiona aplicații descentralizate în creștere - poate îmbunătăți scalabilitatea Ethereum, reduce costurile de tranzacție și spori securitatea generală, permițând rețelei să susțină mai mulți utilizatori și aplicații complexe pe parcursul timpului.
Un alt mare avantaj al dovezilor bazate pe SNARK este: permite stakerilor obișnuiți, echipați cu hardware standard, să realizeze avantajele de performanță menționate mai sus, iar pe măsură ce pragul de staking scade de la 32 ETH la 1 ETH, descentralizarea grupului de stakeri Ethereum va fi, de asemenea, îmbunătățită pe măsură ce performanța rețelei crește.
În special, reducerea pragului, însoțită de anumite echipamente hardware relevante, cum ar fi eNode-ul de la Ebunker, va permite echipamentele de validare la nivel de consum să ajungă în fiecare gospodărie, iar Ethereum va rămâne cu cel mai mare număr de noduri și cea mai mare descentralizare în întreaga lume.
Deși viziunea Beam Chain nu va schimba imediat Ethereum și nu va modifica semnificativ foaia de parcurs pe termen lung, adoptarea sa va schimba ordinea de prioritate în dezvoltarea foii de parcurs, accelerând dezvoltarea anumitor componente (de exemplu, foaia de parcurs actuală stabilește unele actualizări importante pentru 2029, iar Beam Chain ar putea accelera sosirea actualizărilor importante).
Dacă Beam Chain obține suficient sprijin din partea comunității, dezvoltatorii pot începe să elaboreze specificații anul viitor, iar în 2026 echipa de dezvoltare a clienților ar putea scrie cod de producție, urmat de testare în 2027, pentru a fi în cele din urmă implementat în siguranță pe rețeaua principală Ethereum. Deși implementarea Beam Chain pare încă îndepărtată, aceste redundanțe de securitate sunt extrem de necesare pentru un software open-source dezvoltat descentralizat.
Pe scurt, Beam Chain, prin ruta ZK, rezolvă o dată pentru totdeauna „datoriile tehnologice” din trecut, aceste îmbunătățiri având potențialul de a îmbunătăți semnificativ funcțiile L1 ale Ethereum, păstrând în același timp „decentralizarea de clasă mondială” a acestuia.
În același timp, soluțiile pe termen lung introduse de noile idei, cum ar fi rezistența la cuantă, vor plasa nivelul de consens al Ethereum în „mod de întreținere”, asigurând astfel că Ethereum rămâne sigur, eficient și adaptabil în următoarele decenii, permițând inovații viitoare fără a necesita o reproiectare disruptivă.
Ethereum continuă să își desfășoare planurile pe termen lung, ceea ce este o actualizare încurajatoare pentru blockchain și întreaga industrie, oferindu-ne o bază optimistă chiar și în fața fluctuațiilor actuale ale pieței.
