Які п’ять нових змін Beam Chain принесе для Ethereum?

Beam Chain не є новим блокчейном у буквальному сенсі, а є новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum, яка значно підвищить швидкість транзакцій, безпеку та ефективність L1 основної мережі.

Автор: Ebunker

Як відомо, Ethereum народився на основі PoW (доказ роботи), а у 2021 році успішно перейшов на PoS (доказ частки). З цього приводу, провідний дослідник Ethereum Foundation Justin Drake вважає: хоча на початку впровадження PoS Beacon Chain була ефективною, за останні п’ять років вона накопичила певний «технічний борг», оскільки її дизайн не використовував передові технології децентралізованих систем (наприклад, zero-knowledge proofs). Тому консенсусний рівень Ethereum терміново потребує масштабного оновлення.

На нещодавній конференції Devcon у Бангкоку дослідник Ethereum Justin Drake оголосив про пропозицію радикальної реформи консенсусного рівня Ethereum під назвою «Beam Chain».

Це частина довгострокової дорожньої карти Ethereum, яка дозволяє використовувати досягнення сучасної ZK-криптографії, з метою значного підвищення масштабованості та продуктивності мережі без запуску нової мережі. Без сумніву, це одне з найважливіших оновлень для Ethereum у найближчі 3–5 років.

Beam Chain не є новим блокчейном у буквальному сенсі, а є новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum, яка значно підвищить швидкість транзакцій, безпеку та ефективність L1 основної мережі. Дехто інтерпретує Beam Chain як Ethereum 3.0, але це помилково, оскільки Beam Chain вирішує лише питання консенсусного рівня і не змінює рівень даних (наприклад, blob-канали) чи рівень виконання (наприклад, Ethereum Virtual Machine (EVM)).

П’ять основних змін Beam Chain:

1. Швидше підтвердження блоків: впровадження 4-секундного слоту та фінальності в одному слоті

2. Без жертвування децентралізацією: збереження або покращення поточних гарантій децентралізації

3. Зниження порогу стейкінгу: зменшення мінімального стейкінгу ETH з 32 ETH до 1 ETH

4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі реорганізації блоків

5. Орієнтація на майбутнє: забезпечення квантової стійкості мережі Ethereum

Підхід та принципи оновлення Beam Chain

1. Збільшення виробництва блоків

Вища пропускна здатність: Beam Chain збільшить виробництво блоків у 3 рази, щоб підвищити транзакційну здатність Ethereum.

Стійкість до цензури: впровадження FOCIL (Fork Choice Enforced Inclusion List) підвищує стійкість до цензури, гарантуючи, що транзакції не можуть бути легко виключені зловмисниками.

Аукціон виконання & ізоляція валідаторів: валідатори будуть ізольовані через аукціон виконання, що забезпечить кращу продуктивність і децентралізацію, а також дозволить більшій кількості користувачів уникнути впливу MEV.

Швидша фінальність: Ethereum отримає фінальність в одному слоті та 4-секундний час блоку, що дозволить швидше підтверджувати транзакції та підвищити ефективність мережі.

Цікаво, що біржам більше не доведеться чекати 1/32, 2/32, 3/32… поступового підтвердження блоків, оскільки в майбутньому підтвердження відбуватиметься за один блок.

2. Покращення стейкінгу

Покращена модель емісії: зміни в моделі винагороди для валідаторів дозволять отримувати більше прибутку від стейкінгу.

Зниження вимог до стейкінгу: незалежному валідатору потрібно буде застейкати лише 1 ETH, що значно менше поточного порогу в 32 ETH, роблячи незалежний стейкінг простішим і доступнішим.

Ми вважаємо, що для того, щоб Ethereum міг збільшити швидкість, залучити більше вузлів до консенсусу і не підвищувати вимоги до обладнання, а також подолати «неможливий трикутник» стейкінгу, потрібно подякувати технології ZK — це справді значний крок вперед у галузі.

3. Підвищення безпеки

Постквантова криптографія: Ethereum впровадить криптографію, стійку до квантових обчислень, щоб захистити мережу від загроз квантових комп’ютерів, зробивши перший крок до квантової стійкості серед основних блокчейнів.

Інтеграція zkSNARK і zkVM: zero-knowledge proofs (ZKP) будуть інтегровані з Ethereum через zkSNARK і zkVM для подальшого підвищення приватності, масштабованості та безпеки.

SNARK-іфікація блокчейну (SNARKification): Ethereum використає RISC-V для SNARK-іфікації блокчейну, що підвищить ефективність і масштабованість генерації доказів. SNARK — це компактна форма zero-knowledge proof, яка дозволяє одній стороні довести наявність інформації, не розкриваючи її і не вимагаючи взаємодії між доказувачем і верифікатором.

Простіше кажучи, це можна підсумувати так: зробити весь Ethereum ZK-орієнтованим.

Підвищення випадковості: Ethereum також впровадить потужну випадковість для забезпечення справедливості у ключових процесах мережі, таких як вибір валідаторів.

Зниження ризику MEV: краща стійкість до цензури дозволить мінімізувати поширення роботів для sandwich-атак тощо.

4. Принцип роботи

З моменту визначення поточного консенсусного рівня Ethereum (Beacon Chain) криптографи досягли значного прогресу у SNARK. Завдяки SNARK-іфікації функції переходу стану Ethereum (тобто повідомлень про зміну стану, які інтегрують валідатори для підтримки правильного бачення блокчейну), можна досягти 4-секундного часу слоту та фінальності в одному слоті.

З одного боку, зменшення часу виробництва блоків і фінальності позитивно вплине на досвід L1-транзакцій в Ethereum, скорочуючи час очікування;

З іншого боку, це дозволить усунути потенційну цінність, що витягується з транзакцій через стратегії віддаленої реорганізації блоків, і зменшити технічний борг консенсусного рівня.

Крім того, SNARK-іфікація зробить мережу Ethereum стійкою до квантових обчислень, що є необхідною функцією для майбутніх блокчейнів.

Beam Chain просуватиме оновлення Ethereum у таких аспектах:

Шардінг для прискорення обробки: Ethereum Beam Chain використовуватиме технологію шардингу, розділяючи дані на менші частини (shards) для одночасної обробки багатьох транзакцій. Це зменшить вузькі місця та прискорить час транзакцій.

Безпека, стійка до квантових обчислень: Ethereum використовуватиме передові криптографічні технології, щоб навіть майбутні супер-квантові комп’ютери не могли порушити безпеку мережі.

Інтеграція з дорожньою картою Ethereum: Beam Chain не є окремою мережею, а є інтегрованим етапом у дорожній карті розширення та підвищення безпеки Ethereum на наступні 5 років.

5. Важливе значення

Для здатності Ethereum обробляти зростаючу кількість децентралізованих додатків Beam Chain є надзвичайно важливим — він може підвищити масштабованість Ethereum, знизити вартість транзакцій і підвищити загальну безпеку, дозволяючи мережі з часом підтримувати більше користувачів і складніші додатки.

Ще одна велика перевага SNARK-доказів — це можливість для звичайних стейкерів із стандартним обладнанням отримати ці переваги. Коли поріг стейкінгу знизиться з 32 ETH до 1 ETH, а продуктивність мережі зросте, децентралізація стейкерів Ethereum також покращиться.

Особливо зниження порогу, якщо поєднати з відповідним обладнанням, наприклад, eNode від Ebunker, дозволить домашнім валідаторам стати масовим явищем, і Ethereum залишиться найбільш децентралізованим публічним блокчейном із найбільшою кількістю вузлів у світі.

Хоча бачення Beam Chain не змінить Ethereum миттєво чи явно не змінить його довгострокову дорожню карту, його впровадження змінить пріоритети розробки, прискорить розвиток певних компонентів (наприклад, поточна дорожня карта передбачає деякі важливі оновлення на 2029 рік, а Beam Chain може прискорити їх впровадження).

Якщо Beam Chain отримає достатню підтримку спільноти, розробники можуть почати розробку специфікацій вже наступного року, у 2026 році клієнтські команди напишуть виробничий код, у 2027 році проведуть тестування, і лише після цього безпечно впровадять його в основній мережі Ethereum. Хоча впровадження Beam Chain виглядає ще далеким, для децентралізованого open-source програмного забезпечення такі заходи безпеки є вкрай необхідними.

Одним словом, Beam Chain через ZK-орієнтований підхід вирішує «технічний борг» минулого, і ці покращення можуть значно підвищити функціональність L1 Ethereum, зберігаючи його «світовий рівень децентралізації».

Водночас, довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, введені новим підходом, переводять консенсусний рівень Ethereum у «режим підтримки», що гарантує безпеку, ефективність і адаптивність Ethereum на десятиліття вперед, дозволяючи впроваджувати інновації без необхідності радикального редизайну.

Ethereum і далі наполегливо працює над довгостроковим плануванням, і це надихає всю блокчейн-індустрію, даючи нам підстави залишатися оптимістами щодо Ethereum навіть у нинішніх бурхливих ринкових умовах.