Beam Chain : l'innovation suivante d'Ethereum

La récente conférence Devcon 2024 qui s'est tenue à Bangkok a suscité un large intérêt, rassemblant les représentants de l'écosystème Ethereum pour discuter des dernières avancées et des orientations futures. Pendant la conférence, plusieurs projets importants ont publié des mises à jour, apportant de nouvelles idées et opportunités de développement dans le domaine mondial du Web3.

Parmi eux, le concept d'"Ethereum 3.0" proposé par Justin Drake, chercheur à la Fondation Ethereum, est particulièrement remarquable. Cette proposition de mise à niveau du niveau de consensus, appelée Beam Chain, vise à alléger la charge computationnelle et de communication des validateurs grâce à la technologie des preuves à divulgation nulle de connaissance, réduisant ainsi le seuil d'entrée pour devenir validateur. Cela aide non seulement à attirer davantage de validateurs dans le réseau et à améliorer la sécurité, mais permet également de réduire la redondance computationnelle et d'améliorer l'efficacité globale du réseau. De plus, Drake espère profiter de cette occasion pour résoudre les dettes techniques historiques sur la chaîne Beacon et se préparer aux menaces potentielles des ordinateurs quantiques à l'avenir.

Cette proposition est en accord avec l'idée de la Snarkisation d'Ethereum présentée précédemment par Vitalik dans la feuille de route The Verge. Dans sa dernière interprétation, Vitalik a reconnu que la transformation de la couche de consensus est un travail difficile qui nécessite une optimisation continue à l'avenir. La proposition de Beam Chain peut être considérée comme une réponse concrète sur la façon de réaliser la Snarkisation de la couche de consensus.

Beam Chain se concentre principalement sur la transformation de la couche de consensus. Plus précisément, cela implique de rendre la fonction de transition d'état Snark, y compris la fonction de transition d'état pour chaque intervalle de temps, chaque bloc et chaque époque. Ces fonctions englobent l'exécution de l'algorithme de consensus et de la logique de mise, la proposition de blocs, la vérification des résultats de la couche d'exécution, la vérification de la racine de l'arbre Merkle, la vérification et l'agrégation des signatures de consensus, le calcul de hachage ainsi que les opérations de mise et de rachat impliquant l'accès à l'état de stockage des comptes, etc. Il est à noter qu'Ethereum, dans son avance vers la Snarkisation de la couche de consensus, maintient la décentralisation et la diversité comme objectifs primordiaux, et ne nécessite donc pas l'adoption d'algorithmes et de protocoles de preuve à connaissance nulle spécifiques, mais laisse le choix aux proposeurs.

Le principal défi pour réaliser le concept de Beam Chain est de savoir comment améliorer considérablement l'efficacité de la preuve, réduisant le temps de preuve actuel qui nécessite des dizaines, voire des centaines de secondes, à quelques secondes. Justin a récemment proposé l'idée d'utiliser des méthodes d'accélération ASIC lors d'un séminaire, suggérant de compléter l'ensemble du processus, de la génération de preuves à la preuve, sur des puces dédiées, afin d'augmenter le temps de génération de preuves de plus de dix fois dans les prochaines années et d'atteindre une véritable preuve en temps réel.

Plusieurs équipes de recherche travaillent activement à l'optimisation des performances et à l'expansion des applications de la technologie des preuves à connaissance nulle. Par exemple, certaines équipes s'efforcent d'accélérer le processus de preuve ZK en utilisant des plateformes matérielles telles que GPU, FPGA et ASIC, et ont déjà réalisé des améliorations de performance significatives dans divers systèmes ZK. En outre, dans le domaine de l'IA + ZK, certaines équipes ont également réalisé des avancées révolutionnaires dans le calcul vérifiable des grands modèles, réduisant considérablement le temps de génération des preuves.

De plus, face à la menace potentielle des ordinateurs quantiques, certaines équipes ont commencé à explorer l'application de la cryptographie post-quantique dans la blockchain, et en optimisant le processus de consensus et la lecture de mémoire à faible latence, elles ont réussi à maintenir la capacité de traitement des transactions sur la chaîne tout en garantissant la sécurité.

Avec la proposition de Beam Chain, il est prévu d'attirer davantage de chercheurs vers la transformation de la couche de consensus, stimulant ainsi plus d'idées innovantes. L'avancement conjoint de la Snarkisation de la couche de consensus et de la couche d'exécution apportera des percées majeures à l'évolutivité et à la décentralisation d'Ethereum. Parallèlement, une machine virtuelle basée sur la technologie des preuves à connaissance nulle devrait jouer un rôle central dans l'écosystème d'Ethereum. En introduisant des preuves SNARK et une cryptographie post-quantique, combinées à un seuil de mise plus bas et à des temps de confirmation de blocs plus rapides, Beam Chain devrait apporter à Ethereum des caractéristiques de décentralisation plus fortes et de meilleures performances.