Beam Chain: наступний крок у розвитку Ethereum

Недавня конференція 2024 Devcon, що відбулася в Бангкоку, привернула широку увагу, представники різних секторах екосистеми Ethereum зібралися разом, щоб обговорити останні досягнення та майбутні напрямки. Під час конференції кілька важливих проектів представили свої останні новини, що відкриває нові ідеї та можливості для розвитку у глобальній сфері Web3.

Серед них концепція "Ethereum 3.0", запропонована дослідником Фонду Ethereum Джастіном Дрейком, є особливо цікавою. Ця пропозиція оновлення рівня консенсусу, відома як Beam Chain, має на меті зменшити обчислювальне та комунікаційне навантаження на валідаторів за допомогою технології нульових знань, що знижує бар'єри для приєднання до мережі. Це не лише допомагає залучити більше валідаторів до мережі, підвищуючи її безпеку, але й зменшує обчислювальну надмірність, підвищуючи загальну ефективність мережі. Крім того, Дрейк сподівається скористатися цією можливістю, щоб вирішити історичні технічні борги в Beacon Chain і підготуватися до потенційних загроз з боку квантових обчислень у майбутньому.

Ця пропозиція узгоджується з ідеєю про Snark-ування Ethereum, яку раніше висунув Віталік у дорожній карті The Verge. Віталік у своєму останньому тлумаченні визнав, що зміна шару консенсусу є складним завданням, яке потребує постійної оптимізації в майбутньому. Пропозиція Beam Chain може розглядатися як конкретна відповідь на те, як реалізувати Snark-ування шару консенсусу.

Beam Chain головним чином зосереджується на трансформації шару консенсусу. Конкретніше, це стосується перетворення функцій зміни стану в Snark, включаючи функції зміни стану для кожного слота, кожного блоку та кожного епохи. Ці функції охоплюють виконання алгоритму консенсусу та логіки стейкінгу, пропозицію блоків, перевірку результатів виконавчого шару, перевірку кореня дерева Меркла, перевірку та агрегування підписів консенсусу, обчислення хешів, а також стейкінгові та викупні операції, пов'язані зі зберіганням статусу рахунку. Варто відзначити, що Ethereum, просуваючи Snark у шарі консенсусу, все ще ставить децентралізацію та різноманітність у пріоритет, тому не нав'язує використання конкретних алгоритмів та протоколів нульового знання, а дозволяє пропозиціям вибирати їх на власний розсуд.

Основним викликом реалізації концепції Beam Chain є те, як суттєво підвищити ефективність доказів, скоротивши час доказування з десятків або навіть сотень секунд до секундного рівня. Джастін нещодавно на одному з семінарів висловив думку про використання методів прискорення ASIC, запропонувавши завершити весь процес від генерації доказів до їх підтвердження на спеціалізованих чіпах, щоб у найближчі кілька років підвищити час генерації доказів більше ніж у десять разів та досягти справжнього реального підтвердження.

Багато дослідницьких команд активно працюють над оптимізацією продуктивності та розширенням застосування технології нульових знань. Наприклад, є команди, які прагнуть використовувати апаратні платформи, такі як GPU, FPGA та ASIC, для прискорення процесу ZK-доказів, які вже досягли суттєвих покращень продуктивності в різних ZK-системах. Одночасно, в напрямку AI+ZK деякі команди також досягли проривних успіхів у верифікованих обчисленнях великих моделей, суттєво скоротивши час генерації доказів.

Крім того, з огляду на потенційні загрози з боку квантових обчислень, деякі команди вже почали досліджувати застосування постквантової криптографії у блокчейні, оптимізуючи процеси консенсусу та зчитування пам'яті з низькою затримкою, тим самим намагаючись зберегти обробку транзакцій в мережі при забезпеченні безпеки.

З появою пропозиції Beam Chain очікується, що це приверне більше дослідників до перетворення шару консенсусу та надихне на нові інноваційні ідеї. Спільний прогрес Snark-ів шару консенсусу та шару виконання забезпечить значний прорив для масштабованості та децентралізації Ethereum. Віртуальна машина на основі технології нульових знань має потенціал зіграти ключову роль в екосистемі Ethereum. Завдяки впровадженню доказів SNARK та постквантової криптографії, у поєднанні з нижчими вимогами до застави та швидшим часом підтвердження блоків, Beam Chain має потенціал забезпечити Ethereum більшою децентралізацією та вищою продуктивністю.