Ethereum 3.0: Proposta Beam Chain lidera a quebra de desempenho

A conferência Devcon de 2024 terminou com sucesso em Banguecoque, com muitos projetos do ecossistema Ethereum apresentando os últimos desenvolvimentos e planos, trazendo uma série de novas perspectivas e tendências para a indústria global de Web3. Dentre eles, uma proposta chamada "Ethereum 3.0" se destacou especialmente.

O pesquisador da Fundação Ethereum, Justin Drake, propôs um plano de atualização da camada de consenso conhecido como Beam Chain. A ideia central deste plano é utilizar a tecnologia de prova de conhecimento zero para reduzir a carga computacional e de comunicação dos validadores, diminuindo assim a barreira para se tornar um validador. Isso permitirá que mais validadores se juntem à rede, aumentando a segurança, reduzindo o cálculo redundante e melhorando a eficiência geral da rede. Drake também espera aproveitar esta oportunidade para resolver a dívida técnica histórica na cadeia Beacon e se preparar para as ameaças de computação quântica que podem surgir no futuro.

Esta proposta está em linha com o roteiro The Verge anteriormente apresentado por Vitalik Buterin. O roteiro The Verge inclui planos para a transformação do Ethereum através da Snark, abrangendo a camada de consenso e a camada de execução. Vitalik reconhece que a transformação da camada de consenso é um grande desafio, exigindo otimizações contínuas no futuro. Sob essa perspectiva, a Beam Chain pode ser vista como uma resposta concreta sobre como realizar a Snarkização da camada de consenso.

A Beam Chain foca principalmente na transformação da camada de consenso. A realização da Snarkização da camada de consenso não significa que todas as partes precisam ser transformadas, mas sim que se concentra principalmente no núcleo da blockchain - a função de transição de estado. Para a camada de consenso, a função de transição de estado inclui as funções de transição de cada slot de tempo, cada bloco e cada época. Essas funções envolvem a execução do algoritmo de consenso e da lógica de Staking, proposta de blocos, validação de resultados da camada de execução, validação da raiz da árvore Merkle, validação e agregação de assinaturas de consenso, cálculo de hash, bem como operações de staking e resgate.

É importante notar que o Ethereum, ao avançar na Snarkização da camada de consenso, ainda considera a descentralização e a diversidade como objetivos primordiais. Portanto, não será exigido o uso de algoritmos e protocolos ZK específicos, mas sim permitirá que os proponentes escolham por conta própria.

O principal desafio para realizar a concepção do Beam Chain é como aumentar significativamente a eficiência da prova, reduzindo o tempo de prova, que atualmente leva dezenas ou até centenas de segundos, para níveis de segundos. Justin propôs uma solução utilizando métodos de aceleração ASIC em uma conferência, com a esperança de completar todo o processo da máquina virtual de prova de conhecimento zero no chip, visando aumentar o tempo de geração de provas em mais de dez vezes nos próximos anos, alcançando provas em tempo real.

Algumas instituições já fizeram progressos significativos nesta área. Por exemplo, algumas instituições utilizam plataformas de hardware como GPU, FPGA e ASIC para acelerar vários sistemas ZK, com alguns operadores centrais alcançando mais de cem vezes o aumento de desempenho. Na direção de AI+ZK, algumas instituições também fizeram avanços na computação verificável de grandes modelos, reduzindo significativamente o tempo de geração do primeiro token.

Além disso, para enfrentar a ameaça potencial dos computadores quânticos, algumas instituições desenvolveram bibliotecas criptográficas que suportam vários algoritmos pós-quânticos padrão NIST e, através da otimização do processo de consenso e da leitura de memória, a TPS de blockchains resistentes a quântica pode alcançar cerca de 50% da TPS da cadeia original.

A proposta do Beam Chain sem dúvida irá guiar a comunidade a prestar mais atenção à transformação da camada de consenso, e espera-se que isso estimule mais ideias inovadoras. À medida que a Snarkização da camada de consenso e da camada de execução avança continuamente, o plano de Snarkização do Ethereum será gradualmente concluído, o que aumentará significativamente a escalabilidade e o grau de descentralização do Ethereum.

Pode-se prever que, à medida que a proposta da Beam Chain avança, as máquinas virtuais baseadas na tecnologia de provas de conhecimento zero desempenharão um papel cada vez mais importante no ecossistema do Ethereum. Ao introduzir provas SNARK e criptografia pós-quântica, combinadas com um menor limite de staking e um tempo de confirmação de bloco mais rápido, a Beam Chain promete trazer uma descentralização mais forte e um desempenho superior ao Ethereum, impulsionando o ecossistema do Ethereum para uma nova fase de desenvolvimento.