Відомо, що Ethereum виник на основі PoW (доказ роботи) і в 2021 році успішно перейшов на PoS (доказ частки). В цьому контексті основний дослідник Ethereum Foundation Джастін Дрейк вважає, що, хоча Beacon Chain був дуже ефективним на початку впровадження PoS, за останні п’ять років він накопичив деякі "технічні борги", оскільки його дизайн не використовував передові технології децентралізованих систем (такі як нульові знання). Тому шар консенсусу Ethereum терміново потребує великої модернізації.
На недавній промові на Devcon у Бангкоку дослідник Ethereum Джастін Дрейк оголосив про радикальну реформу шару консенсусу Ethereum, яка отримала назву "Beam Chain".
Це частина довгострокової дорожньої карти Ethereum, що дозволяє використовувати досягнення сучасної передової криптографії ZK, з метою значного підвищення масштабованості та продуктивності мережі без необхідності запуску нової мережі. Безсумнівно, це одне з найважливіших оновлень Ethereum на найближчі 3-5 років.
Beam Chain не є новим блокчейном у буквальному сенсі, а новою інфраструктурою, що будується на основній мережі Ethereum, яка значно підвищить швидкість транзакцій, безпеку та ефективність L1. Дехто інтерпретує Beam Chain як Ethereum 3.0, що є неправильним тлумаченням, оскільки Beam Chain вирішує лише питання шару консенсусу, а не змінює шар даних (наприклад, канали blob) чи шар виконання (наприклад, Ethereum Virtual Machine (EVM)).
П’ять ключових змін Beam Chain:
1. Швидше підтвердження блоків: активація 4-секундного часу слота та однослотна остаточність
2. Не за рахунок децентралізації: збереження або поліпшення поточної децентралізованої гарантії
3. Знижуємо поріг стейкінгу: знижуємо стейкінг ETH з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі перебудови блоків
5. Орієнтація на майбутнє: забезпечення квантової стійкості мережі Ethereum
Ідеї та принципи оновлення Beam Chain
1. Збільшення обсягу блоків
Вища пропускна здатність: Beam Chain підвищить обсяг виробництва блоків до 3 разів у порівнянні з нинішніми показниками, щоб підвищити торговельну здатність Ethereum.
Стійкість до цензури: впровадження FOCIL (список примусової інклюзії при виборі форк) підвищує стійкість до цензури, забезпечуючи, що транзакції не можуть бути легко виключені зловмисниками.
Виконання аукціонів із ізоляцією валідаторів: валідатори будуть використовувати виконання аукціонів для ізоляції, що забезпечить кращу продуктивність і децентралізацію, а також дозволить більшій кількості користувачів уникнути впливу MEV.
Швидше остаточне підтвердження: Ethereum матиме особливості однослотного остаточного підтвердження та 4-секундного часу блоків, що швидше підтверджує транзакції та підвищує ефективність мережі.
Цікаво, що біржі більше не потребують повільного очікування підтвердження блоків 1/32, 2/32, 3/32… оскільки в майбутньому підтвердження відбуватиметься за один блок.
2. Покращення стейкінгу
Покращення моделі випуску: зміна моделі випуску винагород для валідаторів, що забезпечує більше винагороди за стейкінг.
Зниження вимог стейкінгу: незалежний валідатор повинен стейкнути лише 1 ETH, що значно нижче за поточний поріг у 32 ETH, що робить незалежний стейкінг простішим і більш доступним.
Ми вважаємо, що Ethereum, щоб прискорити процес, може прийняти більше вузлів для участі в консенсусі, не змінюючи сильно апаратні вимоги, подолати трикутник неможливості стейкінгу, що дійсно завдяки технології ZK, яка дійсно на значному кроці попереду галузі.
3. Підвищення безпеки
Постквантова криптографія: Ethereum впровадить постквантову криптографію, щоб забезпечити мережу від загроз квантових обчислень, зробивши перший крок до квантової стійкості для основних блокчейнів.
Інтеграція zkSNARK та zkVM: нульові знання (ZKP) будуть інтегровані з Ethereum через zkSNARK та zkVM для подальшого підвищення приватності, масштабованості та безпеки.
SNARK-інтеграція блокчейну (SNARKification): Ethereum використовуватиме RISC-V для SNARK-інтеграції блокчейну, що підвищує ефективність і масштабованість генерації доказів. SNARK — це компактна форма доказів нульових знань, що дозволяє одній стороні доводити, що вона володіє інформацією, не розкриваючи її і не вимагаючи взаємодії між доказувальником і перевіряючим.
Коротше кажучи, ми можемо підсумувати це так: зробити всю Ethereum повністю ZK.
Посилення випадковості: Ethereum також запровадить потужну випадковість, щоб забезпечити справедливість ключових процесів мережі, таких як вибір валідаторів.
Зниження ризиків MEV: краща стійкість до перевірки може зменшити розповсюдження ботів, таких як сандвіч-атаки.
4. Принцип роботи
З моменту затвердження дизайну поточного шару консенсусу Ethereum (Beacon Chain) криптографи досягли значного прогресу в SNARK. Перетворення функції переходу стану Ethereum (тобто валідаторів для збереження правильного уявлення про блокчейн, інтегруючи повідомлення про зміни стану) в SNARK дозволяє досягти 4-секундного часу слота та однослотної остаточності.
З одного боку, зменшення часу виробництва блоків і остаточності може позитивно вплинути на досвід транзакцій Ethereum L1, зменшуючи час очікування.
З іншого боку, вона також може усунути потенційну цінність, отриману з транзакцій, за допомогою стратегій віддаленого перебудування блоків, знизивши технічні борги шару консенсусу.
Крім того, SNARK забезпечить мережі Ethereum квантову стійкість, що є обов'язковою функцією для майбутніх блокчейнів.
Beam Chain буде просувати оновлення Ethereum наступними способами:
Використання шардінгу для прискорення швидкості обробки: Beam Chain Ethereum використовуватиме технологію шардінгу, розбиваючи дані на менші частини (шарди), щоб одночасно обробляти кілька транзакцій. Це зменшить затримки транзакцій і прискорить їх обробку.
Квантова стійкість: Ethereum використовуватиме передові криптографічні технології, щоб забезпечити, що навіть майбутні надшвидкі квантові комп'ютери не зможуть зруйнувати безпеку мережі.
Інтеграція з дорожньою картою Ethereum: Beam Chain не є незалежною мережею, а є інтеграційною стадією в дорожній карті Ethereum на найближчі 5 років, спрямованою на розширення та підвищення безпеки.
5. Важливе значення
Beam Chain є критично важливим для здатності Ethereum обробляти зростаючу кількість децентралізованих додатків — це може підвищити масштабованість Ethereum, знизити витрати на транзакції і підвищити загальну безпеку, що дозволить мережі підтримувати більше користувачів і складніші програми з часом.
Основна перевага доказів на основі SNARK полягає в тому, що: дозволяє звичайним стейкерам з стандартним обладнанням досягти вищої продуктивності, коли поріг стейкінгу знижується з 32 ETH до 1 ETH, що також покращує децентралізацію групи стейкерів Ethereum з підвищенням продуктивності мережі.
Особливо зниження порогу, якщо поєднати з деяким відповідним обладнанням, таким як eNode від Ebunker, дозволивши домашнім валідаторським пристроям потрапити в кожен дім, Ethereum залишається найбільш децентралізованою публічною ланцюгом з найбільшою кількістю вузлів у всьому світі.
Хоча бачення Beam Chain не змінить Ethereum відразу, і не змінить його довгострокову дорожню карту, його впровадження змінить пріоритети розробки дорожньої карти, прискоривши розвиток певних компонентів (наприклад, поточна дорожня карта встановлює деякі важливі оновлення на 2029 рік, а Beam Chain може прискорити їхнє прибуття).
Якщо Beam Chain отримує достатню підтримку громади, розробники можуть розпочати розробку специфікацій наступного року, а потім у 2026 році команда розробників напише код виробничого класу, у 2027 році проведе тестування, і тільки потім безпечно розгорне на основній мережі Ethereum. Хоча впровадження Beam Chain виглядає ще досить далекоглядним, для децентралізованого розробленого відкритого програмного забезпечення ці надмірності безпеки є вкрай необхідними.
Одним словом, Beam Chain вирішує всі минулі "технічні борги" через ZK-інтеграцію, ці покращення, безсумнівно, значно поліпшать функції L1, зберігаючи "світову децентралізацію" Ethereum.
Водночас довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, введені новими ідеями, помістять шар консенсусу Ethereum в "режим обслуговування", що забезпечить безпеку, ефективність та адаптивність Ethereum на наступні десятиліття, дозволяючи реалізувати інновації в майбутньому без руйнівного редизайну.
Ethereum продовжує невтомно працювати над довгостроковими планами, що є надзвичайно захоплюючим оновленням для блокчейну та всієї галузі, що дозволяє нам залишатися оптимістами щодо Ethereum у нинішніх бурхливих ринкових умовах.
