Beam Chain: la próxima innovación de Ethereum

Recientemente, la conferencia Devcon 2024, que finalizó en Bangkok, generó una gran atención, con representantes de diversas partes del ecosistema de Ethereum reunidos para discutir los últimos avances y direcciones futuras. Durante la conferencia, varios proyectos importantes anunciaron sus últimas novedades, aportando nuevas ideas y oportunidades de desarrollo al ámbito global de Web3.

Entre ellos, el concepto de "Ethereum 3.0" propuesto por el investigador de la Fundación Ethereum, Justin Drake, es especialmente notable. Esta propuesta de actualización de la capa de consenso, conocida como Beam Chain, tiene como objetivo aliviar la carga computacional y de comunicación de los validadores a través de la tecnología de pruebas de conocimiento cero, reduciendo así la barrera de entrada para convertirse en validador. Esto no solo ayuda a atraer a más validadores a la red, aumentando la seguridad, sino que también puede reducir la redundancia computacional y mejorar la eficiencia general de la red. Además, Drake espera aprovechar esta oportunidad para abordar la deuda técnica histórica en la cadena Beacon y prepararse para las posibles amenazas de la computación cuántica en el futuro.

Esta propuesta coincide con la idea de la Snarkización de Ethereum en la hoja de ruta The Verge que Vitalik presentó anteriormente. Vitalik, en su última interpretación, admitió que la transformación de la capa de consenso es un trabajo desafiante que requiere optimización continua en el futuro. La propuesta de Beam Chain puede verse como una respuesta concreta sobre cómo lograr la Snarkización de la capa de consenso.

Beam Chain se enfoca principalmente en la transformación de la capa de consenso. En concreto, esto implica la "snarkización" de la función de transición de estado, que incluye la función de transición de estado para cada intervalo de tiempo, cada bloque y cada epoch. Estas funciones abarcan la ejecución del algoritmo de consenso y la lógica de staking, la propuesta de bloques, la verificación de resultados de la capa de ejecución, la verificación de la raíz del árbol de Merkle, la verificación y agregación de firmas de consenso, el cálculo de hash, así como las operaciones de staking y redención que implican el acceso al estado de almacenamiento de cuentas. Cabe destacar que Ethereum, al avanzar en la "snarkización" de la capa de consenso, sigue manteniendo la descentralización y la diversidad como objetivos primordiales, por lo que no se exigirá el uso de algoritmos y protocolos específicos de prueba de conocimiento cero, sino que será una elección del proponente.

El desafío central para realizar el concepto de Beam Chain radica en cómo mejorar significativamente la eficiencia de la prueba, reduciendo el tiempo de prueba actual, que requiere decenas o incluso cientos de segundos, a niveles de segundos. Justin propuso en un reciente seminario la idea de utilizar métodos de aceleración ASIC, sugiriendo completar todo el proceso desde la generación de evidencia hasta la prueba en chips dedicados, con el fin de aumentar el tiempo de generación de pruebas más de diez veces en los próximos años, logrando así pruebas en tiempo real auténticas.

Varios equipos de investigación están avanzando activamente en la optimización del rendimiento y la expansión de aplicaciones de la tecnología de pruebas de conocimiento cero. Por ejemplo, hay equipos dedicados a utilizar plataformas de hardware como GPU, FPGA y ASIC para acelerar el proceso de prueba ZK, que ya han logrado mejoras significativas en el rendimiento en varios sistemas ZK. Al mismo tiempo, en la dirección de AI+ZK, algunos equipos también han logrado avances significativos en la computación verificable de grandes modelos, reduciendo drásticamente el tiempo de generación de pruebas.

Además, frente a la amenaza potencial de la computación cuántica, algunos equipos ya han comenzado a explorar la aplicación de la criptografía post-cuántica en blockchain, y mediante la optimización de los procesos de consenso y la lectura de memoria de baja latencia, han mantenido la capacidad de procesamiento de transacciones en la cadena tanto como sea posible, garantizando al mismo tiempo la seguridad.

Con la propuesta de Beam Chain, se espera que atraiga a más investigadores hacia la transformación de la capa de consenso, estimulando más ideas innovadoras. El avance conjunto de la Snarkización de la capa de consenso y la capa de ejecución traerá importantes avances para la escalabilidad y descentralización de Ethereum. Al mismo tiempo, se espera que las máquinas virtuales basadas en tecnología de prueba de conocimiento cero desempeñen un papel central en el ecosistema de Ethereum. Al introducir pruebas SNARK y criptografía post-cuántica, junto con umbrales de participación más bajos y tiempos de confirmación de bloques más rápidos, Beam Chain promete ofrecer características de descentralización más fuertes y un rendimiento superior para Ethereum.