Ethereum 3.0 : La proposition Beam Chain ouvre la voie à des percées de performance

La conférence Devcon de 2024 s'est conclue avec succès à Bangkok, de nombreux projets de l'écosystème Ethereum ayant présenté leurs dernières avancées et plans, apportant une série de nouvelles perspectives et tendances à l'industrie mondiale du Web3. Parmi celles-ci, une proposition nommée "Ethereum 3.0" est particulièrement remarquable.

Le chercheur de la fondation Ethereum, Justin Drake, a proposé une solution de mise à niveau de la couche de consensus appelée Beam Chain. L'idée centrale de cette solution est d'utiliser la technologie des preuves à connaissance nulle pour réduire la charge de calcul et de communication des validateurs, abaissant ainsi le seuil d'entrée pour devenir validateurs. Cela permettra à un plus grand nombre de validateurs de rejoindre le réseau, augmentant la sécurité, réduisant le calcul redondant et améliorant l'efficacité globale du réseau. Drake espère également saisir cette occasion pour résoudre la dette technique historique de la chaîne Beacon et se préparer aux menaces potentielles de calcul quantique à l'avenir.

Cette proposition s'aligne avec la feuille de route The Verge précédemment proposée par Vitalik Buterin. La feuille de route The Verge comprend un plan pour la transformation en Snark de l'Ethereum, couvrant la couche de consensus et la couche d'exécution. Vitalik reconnaît que la transformation de la couche de consensus est un énorme défi qui nécessitera des optimisations continues à l'avenir. Dans ce sens, le Beam Chain peut être considéré comme une réponse concrète sur la façon de réaliser la transformation en Snark de la couche de consensus.

Beam Chain se concentre principalement sur la transformation de la couche de consensus. La « Snarkisation » de la couche de consensus ne signifie pas qu'il faille transformer toutes les parties, mais qu'elle s'applique principalement au cœur de la blockchain - la fonction de transition d'état. Pour la couche de consensus, la fonction de transition d'état comprend les fonctions de transition pour chaque intervalle de temps, chaque bloc et chaque époque. Ces fonctions impliquent l'exécution des algorithmes de consensus et de la logique de Staking, la proposition de blocs, la vérification des résultats de la couche d'exécution, la vérification de la racine de l'arbre Merkle, la vérification et l'agrégation des signatures de consensus, le calcul de hachage ainsi que les opérations de mise et de rachat.

Il convient de noter qu'Ethereum, dans le processus de promotion de la Snarkisation de la couche de consensus, continue de considérer la décentralisation et la diversité comme des objectifs prioritaires. Par conséquent, il ne sera pas exigé d'utiliser des algorithmes et des protocoles ZK spécifiques, mais les proposeurs seront libres de choisir.

Le principal défi pour réaliser le concept de Beam Chain est de savoir comment améliorer considérablement l'efficacité de la preuve, en réduisant le temps de preuve actuel qui prend des dizaines, voire des centaines de secondes, à un niveau de seconde. Justin a proposé une solution utilisant des méthodes d'accélération ASIC lors d'un séminaire, espérant compléter l'ensemble du processus de la machine virtuelle de preuve à connaissance nulle sur une puce, afin d'augmenter le temps de génération de preuve de plus de dix fois au cours des prochaines années et d'atteindre des preuves en temps réel.

Certain organismes ont déjà réalisé des progrès significatifs dans ce domaine. Par exemple, certains utilisent des plateformes matérielles telles que GPU, FPGA, ASIC pour accélérer divers systèmes ZK, avec des opérateurs clés atteignant des rapports d'accélération supérieurs à cent fois. Dans le domaine de l'IA + ZK, certains organismes ont également réalisé des percées dans le calcul vérifiable de grands modèles, réduisant considérablement le temps de génération du premier token.

De plus, pour faire face à la menace potentielle des ordinateurs quantiques, certaines institutions ont également développé des bibliothèques cryptographiques prenant en charge plusieurs algorithmes post-quantiques conformes aux normes NIST. En optimisant le processus de consensus et la lecture de la mémoire, le TPS des blockchains résistantes aux quantiques peut atteindre environ 50 % de celui de la chaîne d'origine.

La proposition de Beam Chain guidera sans aucun doute la communauté vers une plus grande attention sur la transformation de la couche de consensus, suscitant ainsi davantage d'idées innovantes. À mesure que la Snarkisation de la couche de consensus et de la couche d'exécution progresse, la feuille de route de Snarkisation d'Ethereum sera progressivement achevée, ce qui améliorera considérablement l'évolutivité et le degré de décentralisation d'Ethereum.

Il est prévisible qu'avec l'avancement de la proposition de Beam Chain, les machines virtuelles basées sur la technologie des preuves à connaissance nulle joueront un rôle de plus en plus important dans l'écosystème d'Ethereum. En introduisant les preuves SNARK et la cryptographie post-quantique, combinées à des seuils de mise plus bas et à des temps de confirmation de bloc plus rapides, Beam Chain devrait apporter une plus grande décentralisation et de meilleures performances à Ethereum, propulsant ainsi l'écosystème d'Ethereum vers une nouvelle phase de développement.