Значна інновація рівня консенсусу Ethereum: Beam Chain

Ethereum з моменту свого народження використовував механізм доведення роботи (PoW), поки в 2021 році не вдалося успішно перейти на механізм доведення частки (PoS). Проте, основні дослідники Ethereum вважають, що, незважаючи на те, що Beacon Chain на початку показував хороші результати, за останні п'ять років накопичилося деяке "технічне борг". Існуючий дизайн не зміг повністю використати передові технології децентралізованих систем, такі як нульові знання. Тому, консенсусний рівень Ethereum терміново потребує значного оновлення.

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

Потрібно уточнити, що Beam Chain не є новим блокчейном в буквальному сенсі, а є новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum. Вона значно підвищить швидкість, безпеку та ефективність транзакцій основної мережі L1. Дехто неправильно розуміє Beam Chain як Ethereum 3.0, насправді вона лише стосується проблеми консенсусу і не змінює шар даних або виконавчий шар.

П'ять основних змін, які приносить Beam Chain, включають:

1. Швидше підтвердження блоків: реалізація часу слота у 4 секунди та остаточності одного слота
2. Зберігати децентралізацію: підтримувати або покращувати поточний рівень децентралізації
3. Знизити поріг стейкування: вимоги до стейкування ETH зменшуються з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі перебудови блоків
5. Орієнтація на майбутнє: надання Ethereum мережі стійкості до квантових обчислень

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

Ідеї та принципи оновлення Beam Chain

1. Підвищення обсягу блоків

Beam Chain збільшить обсяг виробництва блоків до трьох разів у порівнянні з поточним рівнем, щоб покращити обробку транзакцій в Ethereum. Введення механізму FOCIL (список обов'язкового включення для вибору вилки) підвищує стійкість до цензури, забезпечуючи, щоб транзакції не були легко виключені зловмисниками. Валідація буде проводитись через аукціони для ізоляції, що не лише забезпечить більшу продуктивність і децентралізацію, але й дозволить більшій кількості користувачів уникнути впливу MEV.

Ethereum реалізує однозначну фінальну визначеність за один слот і 4-секундний час блокування, що прискорить підтвердження транзакцій і підвищить ефективність мережі. Варто зазначити, що це означає, що біржам більше не потрібно чекати підтвердження кількох блоків, оскільки в майбутньому транзакцію можна буде підтверджувати за один блок.

2. Оптимізація механізму стейкінгу

Beam Chain покращить модель випуску винагород для валідаторів, підвищивши прибутковість стейків. Вимоги до стейкінгу для незалежних валідаторів будуть суттєво знижені з поточних 32 ETH до 1 ETH, що зробить незалежний стейкінг простішим і більш поширеним.

Цей прорив став можливим завдяки застосуванню технології нульових знань, що дозволяє Ethereum підвищувати швидкість, водночас забезпечуючи участь більшої кількості вузлів у консенсусі без суттєвого підвищення вимог до апаратного забезпечення, ефективно долаючи неможливий трикутник стейкінгу.

3. Підвищення безпеки

Ethereum впровадить антиквантову криптографію, щоб забезпечити стійкість мережі до потенційних загроз з боку майбутніх квантових обчислень, ставши першим проєктом серед основних блокчейнів, що впроваджує антиквантові заходи. Завдяки інтеграції zkSNARK і zkVM, Ethereum додатково покращить захист конфіденційності, масштабованість і безпеку.

Процес SNARK-іфікації блокчейну (SNARKification) використовуватиме технологію RISC-V для підвищення ефективності та масштабованості генерації доказів. Іншими словами, цей процес можна узагальнити як ZK-іфікацію всієї ланцюга Ethereum.

Крім того, Ethereum також запровадить потужніший механізм випадковості для забезпечення справедливості ключових мережевих процесів, таких як вибір валідаторів. Поліпшена стійкість до цензури ефективно знизить ризики автоматизованих атак, таких як атаки з сендвічами.

4. Принцип роботи

Від моменту визначення поточної консенсус-слоя Ethereum (Beacon Chain) криптографи досягли значного прогресу в області SNARK. Шляхом SNARK-ування функції переходу стану Ethereum можна досягти 4-секундного часу слота та остаточності в один слот. Це не лише покращить досвід транзакцій L1, але й зменшить потенційне вилучення вартості, усунувши стратегії віддаленого перезавантаження блоків, водночас зменшуючи технічний борг консенсус-слоя.

SNARK-реалізація також на赋予 Ethereum мережі антиквантові можливості, що є необхідною характеристикою майбутніх блокчейнів. Beam Chain просуватиме оновлення Ethereum з таких кількох аспектів:

• Використання технології шардінгу для прискорення обробки: розділення даних на менші частини для паралельної обробки кількох транзакцій, що зменшує вузькі місця та прискорює швидкість транзакцій.
• Реалізація безпеки, стійкої до квантових обчислень: використання передових криптографічних технологій, щоб забезпечити безпеку мережі навіть перед обличчям майбутніх квантових комп'ютерів.
• Інтеграція з дорожньою картою Ethereum: Beam Chain є важливою складовою дорожньої карти розширення та підвищення безпеки Ethereum на найближчі 5 років.

! [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 критично важливим для посилення здатності Ethereum обробляти дедалі складніші децентралізовані додатки. Це підвищить масштабованість, знизить витрати на транзакції та зміцнить загальну безпеку, що дозволить мережі підтримувати більше користувачів і складніші додатки.

Докази на основі SNARK також дозволяють звичайним стейкерам використовувати стандартне обладнання для досягнення вказаних переваг у продуктивності. Коли поріг стейкінгу знижується до 1 ETH, покращення продуктивності мережі супроводжуватиметься підвищенням рівня децентралізації групи стейкерів.

Особливо зниження порогу, якщо його поєднати з відповідними апаратними пристроями, може призвести до поширення побутових рівнів верифікаторів, що подальше зміцнить позицію Ethereum як найбільшого та найдецентралізованого блокчейну в світі.

Хоча візія Beam Chain не змінить Ethereum негайно, вона скоригує пріоритети розробки дорожньої карти, прискоривши розвиток певних компонентів. Якщо буде отримано достатню підтримку спільноти, розробники можуть почати розробку специфікацій наступного року, написати код виробничого рівня в 2026 році, провести тестування в 2027 році та, врешті-решт, безпечно розгорнути в основній мережі.

В цілому, Beam Chain вирішив минулі «технічні борги» через ZK-метод, значно покращивши функції L1, зберігаючи при цьому високу децентралізацію Ethereum. Довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, запроваджені новим підходом, поміщають рівень консенсусу Ethereum в «режим обслуговування», забезпечуючи його безпеку, ефективність та адаптивність на наступні десятиліття і закладаючи основу для майбутніх інновацій.

Ethereum продовжує здійснювати довгострокове планування, що є захоплюючим розвитком для всієї індустрії блокчейн. Це також надає нам міцну основу для збереження оптимістичного ставлення до Ethereum в умовах нинішнього активного ринкового середовища.

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