Ethereum Консенсус шар отримує значне оновлення: Beam Chain п'ять великих змін

Ethereum почав з PoW (доказ роботи), а у 2021 році успішно перейшов на PoS (доказ частки). Однак, основний дослідник Фонду Ethereum вважає, що, незважаючи на добрі показники початкового маяка, за останні п'ять років накопичилося деяке "технічне борг", і його дизайн не зміг повністю використати передові технології децентралізованих систем, такі як нульові знання. Тому консенсусний рівень Ethereum терміново потребує значного оновлення.

Нещодавно на конференції Devcon у Бангкоку один з дослідників Ethereum запропонував ініціативу під назвою "Beam Chain", яка має на меті радикально реформувати консенсусний шар Ethereum. Це є важливою складовою довгострокового плану розвитку Ethereum, мета якого полягає в значному підвищенні масштабованості та продуктивності мережі, використовуючи досягнення сучасної ZK криптографії, без запуску нової мережі. Безсумнівно, це стане однією з найважливіших модернізацій Ethereum протягом наступних 3-5 років.

Потрібно чітко зазначити, що Beam Chain не є новою блокчейном в буквальному сенсі, а є новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum, з метою значного підвищення швидкості, безпеки та ефективності транзакцій L1 основної мережі. Інтерпретувати Beam Chain як Ethereum 3.0 є неточно, оскільки він переважно вирішує питання рівня консенсусу і не стосується змін на рівні даних (як канали blob) або рівні виконання (як Ethereum Virtual Machine EVM).

П'ять основних змін Beam Chain включають:

1. Швидше підтвердження блоку: реалізація 4-секундного часу слота та остаточності одного слота
2. Підтримка децентралізації: збереження або покращення поточного рівня децентралізації
3. Зниження порогу стейкінгу: зменшення вимог до стейкінгу ETH з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV, що базується на перетворенні блоків
5. Орієнтуючись на майбутнє: забезпечення квантової стійкості для мережі Ethereum

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e03145ff722aba9d21bc1131ac034f10.webp)

Ідея та принципи оновлення Beam Chain

1. Збільшити обсяг блоків

• Підвищення пропускної спроможності: Beam Chain збільшує обсяг виробництва блоків до трьох разів від поточного рівня, щоб посилити обробку транзакцій Ethereum.
• Підвищення стійкості до цензури: впровадження механізму FOCIL (список обов'язкового включення для вибору розгалужень), що забезпечує важкість виключення транзакцій зловмисниками.
• Виконання аукціону та ізоляція валідаторів: шляхом виконання аукціону досягається ізоляція валідаторів, що підвищує продуктивність і рівень децентралізації, одночасно зменшуючи ризик впливу MEV на користувачів.
• Прискорення підтвердження транзакцій: досягнення остаточної визначеності за один часовий проміжок і 4-секундного часу блокування, що значно підвищує швидкість підтвердження транзакцій і ефективність мережі.

Слід зазначити, що це оновлення дозволить біржі більше не чекати підтвердження декількох блоків, а підтвердження буде здійснюватися за допомогою одного блоку.

2. Покращення механізму стейкінгу

• Оптимізація моделі винагород: коригування моделі випуску винагород для валідаторів, підвищення доходу від стейкінгу.
• Значно знижено вимоги до стейкінгу: вимоги до стейкінгу для незалежних валідаторів знижено з 32 ETH до 1 ETH, що робить незалежний стейкінг більш поширеним і простим.

Цей прорив став можливим завдяки впровадженню технології ZK, що дозволяє Ethereum прискорюватися, водночас залучаючи більше вузлів до Консенсусу, не суттєво підвищуючи вимоги до апаратного забезпечення, що призвело до значного прориву в механізмі стейкінгу.

3. Посилення безпеки

• Впровадження постквантової криптографії: реалізація технологій, що протистоять квантовій криптографії, для захисту мережі від загроз, пов'язаних з квантовими обчисленнями в майбутньому, відкриваючи шлях для основних блокчейнів, стійких до квантових загроз.
• Інтеграція zkSNARK та zkVM: глибока інтеграція технології нульових знань (ZKP) через zkSNARK та zkVM з Ethereum, що забезпечує всебічне підвищення захисту приватності, масштабованості та безпеки.
• SNARK-ізовані блокчейни: використання технології RISC-V для реалізації SNARK-ізації блокчейну, що значно підвищує ефективність та масштабованість генерації доказів.
• Посилення випадковості: впровадження потужнішого механізму випадковості для забезпечення справедливості вибору валідаторів та інших ключових процесів мережі.
• Зниження ризику MEV: ефективне зменшення автоматизованих арбітражних дій, таких як сандвіч-атаки, шляхом посилення стійкості до перевірки.

Коротко кажучи, це оновлення можна підсумувати так: реалізація повної ZK-функціональності Ethereum.

4. Принцип роботи

З моменту затвердження поточного рівня консенсусу Ethereum (Beacon Chain) криптографи досягли значних проривів у сфері SNARK. Шляхом SNARK-ізації функції переходу стану Ethereum можна досягти часу слотів у 4 секунди та остаточності в один слот. Це не лише суттєво покращить досвід транзакцій L1, зменшивши час очікування, але й зменшить ризик MEV, усунувши стратегії віддаленого перезавантаження блоків, водночас зменшуючи технічний борг рівня консенсусу.

Крім того, SNARK-ування надасть мережі Ethereum стійкість до квантових атак, що є необхідною характеристикою майбутніх блокчейнів.

Beam Chain буде просувати оновлення Ethereum з наступних аспектів:

• Використання технології шардінгу для підвищення швидкості обробки: шляхом розподілу даних на менші фрагменти (шарди) для паралельної обробки кількох транзакцій, ефективно зменшуючи вузькі місця в транзакціях і прискорюючи швидкість транзакцій.
• Забезпечення безпеки від квантових обчислень: використання передових криптографічних технологій для гарантування безпеки мережі від загроз, що виникають від майбутніх супер-квантових комп’ютерів.
• Глибока інтеграція з дорожньою картою розвитку Ethereum: Beam Chain є важливою складовою плану розширення та підвищення безпеки Ethereum на наступні 5 років, а не незалежною мережею.

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-623a04545e60b5bc34bfb7f975633d98.webp)

5. Важливе значення

Beam Chain є надзвичайно важливим для посилення можливостей Ethereum у обробці дедалі складніших децентралізованих додатків. Він значно підвищить масштабованість мережі, знизить витрати на транзакції та покращить загальну безпеку, що дозволить Ethereum тривалий час підтримувати більше користувачів та складніші додатки.

Ще одна велика перевага системи доказів на основі SNARK полягає в тому, що звичайні стейкери можуть досягти зазначеного підвищення продуктивності, використовуючи стандартне обладнання. Зниження порогу стейкінгу з 32 ETH до 1 ETH ще більше підвищить рівень децентралізації спільноти стейкерів Ethereum.

Особливо значне зниження порогу стейкінгу в поєднанні з поширенням домашніх рівнів обладнання для верифікації, таких як eNode, може далі укріпити Ethereum як найбільш децентралізовану блокчейн-мережу з найбільшою кількістю вузлів у світі.

Хоча візія Beam Chain не змінить Ethereum негайно і не вплине суттєво на його довгостроковий розвиток, вона переналаштує пріоритети розробки дорожньої карти, прискоривши розвиток певних ключових компонентів. Наприклад, деякі важливі оновлення, заплановані на 2029 рік, можуть бути реалізовані раніше.

Якщо Beam Chain отримає достатню підтримку громади, команда розробників може наступного року почати розробку конкретних стандартів, після чого в 2026 році команда розробників клієнта напише код виробничого рівня, у 2027 році проведе повне тестування, а в кінці безпечно розгорне його на основній мережі Ethereum. Хоча впровадження Beam Chain здається віддаленим, ці заходи безпеки є невід'ємною частиною для програмного забезпечення з відкритим вихідним кодом, що розробляється децентралізовано.

В цілому, Beam Chain завдяки ZK-інтеграції має перспективи значно поліпшити свої L1 функції, зберігаючи переваги "світового рівня децентралізації" Ethereum, і одночасно вирішити накопичений "технічний борг". Введені довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, переведуть консенсусний рівень Ethereum в режим "обслуговування", що забезпечить його безпечність, ефективність і адаптивність протягом наступних десятиліть, закладаючи основу для майбутніх інновацій без потреби в руйнівному пер redesign.

Ethereum постійно проводить довгострокове планування, що є захоплюючим прогресом для всієї індустрії блокчейн. Це також надає нам міцну основу для підтримки оптимістичного ставлення до Ethereum в поточному динамічному ринковому середовищі.

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-3f724ade874207cc01795f85176df79a.webp)