Ethereum 3.0: La propuesta Beam Chain lidera la ruptura de rendimiento

La conferencia Devcon de 2024 concluyó con éxito en Bangkok, donde numerosos proyectos del ecosistema de Ethereum presentaron avances y planes recientes, aportando una serie de nuevas perspectivas y tendencias a la industria global de Web3. Entre ellos, una propuesta llamada "Ethereum 3.0" fue especialmente destacada.

El investigador de la Fundación Ethereum, Justin Drake, propuso un esquema de actualización de la capa de consenso llamado Beam Chain. La idea central de este esquema es utilizar la tecnología de pruebas de conocimiento cero para reducir la carga computacional y de comunicación de los validadores, disminuyendo así la barrera de entrada para convertirse en validador. Esto permitirá que más validadores se unan a la red, mejorando la seguridad, reduciendo el cálculo redundante y aumentando la eficiencia general de la red. Drake también espera aprovechar esta oportunidad para abordar la deuda técnica histórica en la cadena Beacon y prepararse para las amenazas potenciales de la computación cuántica en el futuro.

Esta propuesta coincide con la hoja de ruta The Verge presentada anteriormente por Vitalik Buterin. La hoja de ruta The Verge incluye un plan para la transformación de Ethereum a través de Snark, abarcando la capa de consenso y la capa de ejecución. Vitalik reconoce que la transformación de la capa de consenso es un gran desafío y requerirá una optimización continua en el futuro. Desde esta perspectiva, Beam Chain puede verse como una respuesta concreta sobre cómo lograr la Snarkización de la capa de consenso.

Beam Chain se centra principalmente en la transformación de la capa de consenso. Lograr la Snarkización de la capa de consenso no significa que todas las partes deban ser transformadas, sino que se dirige principalmente al núcleo de la blockchain: la función de transición de estado. Para la capa de consenso, la función de transición de estado incluye las funciones de transición para cada intervalo de tiempo, cada bloque y cada epoch. Estas funciones implican la ejecución del algoritmo de consenso y la lógica de Staking, la propuesta de bloques, la verificación de los resultados de la capa de ejecución, la verificación de la raíz del árbol de Merkle, la verificación y agregación de firmas de consenso, el cálculo de hash y las operaciones de staking y redención, entre otros.

Es importante señalar que Ethereum, en el proceso de avanzar hacia la Snarkización de la capa de consenso, sigue considerando la descentralización y la diversidad como sus principales objetivos. Por lo tanto, no se requerirá el uso de algoritmos y protocolos ZK específicos, sino que se permitirá a los proponentes elegir de forma autónoma.

El núcleo de la dificultad en la realización de la idea de Beam Chain radica en cómo mejorar significativamente la eficiencia de la prueba, reduciendo el tiempo de prueba actual que toma decenas e incluso cientos de segundos a un nivel de segundos. Justin propuso una solución utilizando métodos de aceleración ASIC en una conferencia, con la esperanza de completar todo el proceso de la máquina virtual de prueba de conocimiento cero en el chip, logrando así aumentar el tiempo de generación de pruebas por más de diez veces en los próximos años y lograr pruebas en tiempo real.

Algunas instituciones han logrado avances significativos en este aspecto. Por ejemplo, algunas instituciones utilizan plataformas de hardware como GPU, FPGA y ASIC para acelerar varios sistemas ZK, logrando que algunos operadores centrales alcancen una relación de aceleración de más de cien veces. En la dirección de AI+ZK, también hay instituciones que han logrado avances en el cálculo verificable de grandes modelos, reduciendo considerablemente el tiempo de generación del primer token.

Además, para hacer frente a la posible amenaza de las computadoras cuánticas, algunas instituciones han desarrollado bibliotecas criptográficas que son compatibles con varios algoritmos post-cuánticos de estándares NIST, y mediante la optimización de los procesos de consenso y la lectura de memoria, se ha logrado que la TPS de la blockchain resistente a la cuántica pueda alcanzar aproximadamente el 50% de la cadena original.

La propuesta de Beam Chain sin duda guiará a la comunidad a prestar más atención a la transformación de la capa de consenso, lo que podría estimular más ideas innovadoras. A medida que se avanza en la Snarkización de la capa de consenso y la capa de ejecución, el plano de Snarkización de Ethereum se completará gradualmente, lo que mejorará enormemente la escalabilidad y el grado de descentralización de Ethereum.

Se puede prever que, a medida que avance la propuesta de Beam Chain, la máquina virtual basada en la tecnología de prueba de cero conocimiento desempeñará un papel cada vez más importante en el ecosistema de Ethereum. Al introducir pruebas SNARK y criptografía post-cuántica, combinadas con un umbral de participación más bajo y un tiempo de confirmación de bloques más rápido, se espera que Beam Chain aporte una mayor descentralización y un mejor rendimiento a Ethereum, impulsando al ecosistema de Ethereum hacia una nueva etapa de desarrollo.