Інновації рівня консенсусу Ethereum: Аналіз пропозиції Beam Chain

Ethereum з моменту свого виникнення пережив перехід від PoW до PoS. Однак, основний дослідник Ethereum Foundation вважає, що, незважаючи на те, що PoS на початку показував хороші результати, останніми роками накопичилося кілька технічних проблем, а його дизайн не зміг повністю використати передові децентралізовані технології, такі як нульові знання. Тому, консенсусний рівень Ethereum терміново потребує значного оновлення.

На недавній конференції розробників один із дослідників Ethereum запропонував ініціативу під назвою "Beam Chain", яка має на меті кардинально реформувати консенсусний рівень Ethereum. Це є частиною довгострокового плану розвитку Ethereum, мета якого полягає в суттєвому підвищенні масштабованості та продуктивності мережі з використанням найновіших досягнень в області криптографії з нульовим розголошенням, без запуску нової мережі. Без сумніву, це стане одним із найважливіших оновлень Ethereum у найближчі кілька років.

Beam Chain не є новим блокчейном в буквальному сенсі, а є новою інфраструктурою, створеною всередині основної мережі Ethereum, яка має на меті суттєво підвищити швидкість угод, безпеку та ефективність L1 основної мережі. Потрібно уточнити, що Beam Chain не є так званим "Ethereum 3.0", оскільки він лише спрямований на оновлення рівня консенсусу, не торкаючись змін на рівні даних або рівні виконання.

Beam Chain принесе п'ять основних змін:

1. Швидше підтвердження блоку: досягнення часу вставки 4 секунди та однієї вставки фіналізації.
2. Підтримка децентралізації: збереження або покращення поточного рівня децентралізації
3. Зниження порогу стейкінгу: зменшити вимогу до стейкінгу ETH з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі перерозподілу блоків
5. Орієнтуючись у 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. Підвищення обсягу блоків

План Beam Chain полягає в тому, щоб збільшити обсяг виробництва блоків в 3 рази, щоб підвищити обробну здатність транзакцій Ethereum. Впровадження FOCIL (список примусових включень при виборі форку) зміцнило стійкість мережі до цензури, забезпечуючи, що транзакції важко виключити зловмисно. Верифікатори використовуватимуть аукціони виконання для ізоляції, що не тільки забезпечить сильнішу продуктивність і децентралізацію, але й захистить більше користувачів від впливу MEV.

Крім того, Ethereum забезпечить фінальну визначеність за одиночний часовий слот і 4-секундний час блокування, що значно прискорить підтвердження транзакцій і підвищить ефективність мережі. Це означає, що біржам більше не потрібно чекати підтвердження декількох блоків, транзакція може бути підтверджена за один блок.

2. Покращення механізму стейкінгу

Beam Chain здійснить коригування моделі виплати винагород для валідаторів, підвищивши винагороду за стейкінг. Вимоги до стейкінгу незалежних валідаторів зменшаться з поточних 32 ETH до 1 ETH, що зробить незалежний стейкінг більш поширеним та простим. Використовуючи технологію ZK, Ethereum може прискорити процес, дозволяючи більшій кількості вузлів брати участь у консенсусі, не підвищуючи суттєво вимоги до апаратного забезпечення, що порушує «неможливий трикутник» стейкінгу.

3. Підвищення безпеки

Beam Chain впровадить антиквантову криптографію, щоб забезпечити захист мережі від загроз майбутніх квантових обчислень, ставши піонером у боротьбі з квантовими технологіями серед основних блокчейнів. Завдяки інтеграції zkSNARK та zkVM, Ethereum подальше підвищить свою конфіденційність, масштабованість та безпеку.

Процес SNARK-іфікації блокчейну (SNARKification) використовуватиме архітектуру RISC-V для підвищення ефективності та масштабованості генерації доказів. Іншими словами, цей процес можна зрозуміти як ZK-іфікацію всього ланцюга Ethereum. Одночасно буде введено більш потужний механізм випадковості, щоб забезпечити справедливість критичних мережевих процесів, таких як вибір валідаторів, а також зменшити вплив роботизованих операцій, таких як атаки з використанням сендвічів, шляхом підвищення стійкості до перевірок.

4. Принцип роботи

З моменту затвердження поточного дизайну рівня консенсусу Ethereum криптографи досягли значного прогресу в області SNARK. Шляхом SNARK-ізації функції переходу стану Ethereum можна досягти часу слота в 4 секунди та фіналізації в один слот. Це не лише покращує досвід транзакцій L1, зменшуючи час очікування, але й зменшує потенційне витягування вартості шляхом усунення стратегій віддаленого перезавантаження блоків, а також знижує технічний борг рівня консенсусу.

Beam Chain буде просувати оновлення Ethereum з наступних кількох напрямків:

• Використання технології шардінгу для прискорення швидкості обробки, розподіляючи дані на менші частини та одночасно обробляючи кілька транзакцій, зменшуючи вузькі місця та прискорюючи час транзакцій.
• Використання сучасних криптографічних технологій забезпечує, що навіть у разі появи майбутніх суперкомп'ютерів, безпека мережі не буде під загрозою.
• Як інтегрована стадія дорожньої карти розширення та підвищення безпеки Ethereum на наступні 5 років, а не як незалежна мережа.

! [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 ключовим для покращення здатності Ethereum обробляти зростаючі децентралізовані додатки. Він підвищить масштабованість мережі, знизить витрати на транзакції та посилить загальну безпеку, дозволяючи мережі підтримувати більше користувачів і складніші програми.

Докази на основі SNARK також дозволяють звичайним стейкерам з стандартним обладнанням досягати вищезгаданих переваг у продуктивності. Зниження порогу стейкінгу, разом із підвищенням продуктивності мережі, суттєво покращить рівень децентралізації спільноти стейкерів Ethereum. Особливо зниження порогу, якщо його поєднати з відповідним апаратним забезпеченням, може зробити домашні версії верифікаторів більш поширеними, що ще більше закріпить статус Ethereum як найбільш децентралізованої публічної блокчейн-мережі з найбільшою кількістю вузлів у світі.

Хоча бачення Beam Chain не змінить Ethereum негайно, воно змінить пріоритети розробки дорожньої карти, можливо, прискоривши реалізацію деяких важливих оновлень. Якщо буде отримано достатню підтримку спільноти, розробники можуть почати розробку специфікацій наступного року, а потім у 2026 році написати виробничий код, у 2027 році провести тестування та, зрештою, безпечно розгорнути його в основній мережі.

Отже, Beam Chain шляхом ZK-рішень вирішила минулі "технічні борги" і має на меті значно поліпшити функціональність L1, зберігаючи при цьому високу децентралізацію Ethereum. Довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, запроваджені новими підходами, помістять рівень консенсусу Ethereum в "режим обслуговування", забезпечуючи його безпеку, ефективність та адаптивність протягом наступних десятиліть, закладаючи основу для майбутніх інновацій без необхідності радикального пер redesign.

Ethereum продовжує реалізовувати довгострокові плани, що є захоплюючим прогресом для всієї індустрії блокчейн, а також надає нам міцну основу для збереження оптимістичного ставлення до Ethereum в поточному ринковому середовищі.

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