Ethereum 3.0: Пропозиція Beam Chain веде до прориву в продуктивності

Конференція Devcon 2024 успішно завершилася в Бангкоку, де безліч проектів екосистеми Ethereum презентували свої останні досягнення та плани, що принесло нові погляди та тенденції в глобальну індустрію Web3. Особливо привертає увагу пропозиція під назвою "Ethereum 3.0".

Дослідник Фонду Ethereum Джастін Дрейк запропонував підхід до оновлення рівня консенсусу, відомий як Beam Chain. Основна ідея цього підходу полягає в використанні технології нульових знань для зменшення обчислювального та комунікаційного навантаження на валідаторів, що, в свою чергу, знижує бар'єри для їхньої участі. Це дозволить більшій кількості валідаторів приєднатися до мережі, підвищити безпеку, зменшити надлишкові обчислення та покращити загальну ефективність мережі. Дрейк також сподівається, що це стане можливістю для вирішення історичного технічного боргу в Beacon Chain і підготовки до можливих загроз з боку квантових обчислень у майбутньому.

Ця пропозиція збігається з дорожньою картою The Verge, яку раніше запропонував Віталік Бутерін. Дорожня карта The Verge включає план з Snark-модифікації Ethereum, що охоплює рівень консенсусу і рівень виконання. Віталік визнав, що модифікація рівня консенсусу є величезним викликом, який потребує постійної оптимізації в майбутньому. З цієї точки зору, Beam Chain можна розглядати як конкретну відповідь на те, як реалізувати Snark-модифікацію рівня консенсусу.

Beam Chain головним чином зосереджується на перетворенні шару консенсусу. Реалізація Snark-ізації шару консенсусу не означає, що потрібно перетворювати всі частини, а головним чином стосується ядра блокчейну — функції перетворення стану. Для шару консенсусу функції перетворення стану включають функції перетворення для кожного часовго слоту, кожного блоку та кожного епохи. Ці функції стосуються виконання алгоритму консенсусу та логіки Staking, пропозиції блоків, перевірки результатів виконавчого шару, перевірки кореня Merkle-дерева, перевірки та агрегації підписів консенсусу, обчислення хешу, а також операцій з заставою та викупом.

Варто зазначити, що Ethereum, просуваючи процес Snark-ування рівня консенсусу, все ж ставить децентралізацію та різноманітність на перше місце. Тому не буде обов'язковим використовувати конкретні ZK алгоритми та протоколи, а замість цього дозволяється пропонуючим самостійно обирати.

Основна складність реалізації концепції Beam Chain полягає в тому, як істотно підвищити ефективність доказів, скоротивши час доказу, який наразі займає десятки чи навіть сотні секунд, до секундного рівня. Джастін на одній з конференцій запропонував рішення з використанням методу прискорення ASIC, сподіваючись завершити весь процес віртуальної машини нульових знань на чіпі, що дозволить у найближчі кілька років підвищити час генерації доказів більш ніж у десять разів та досягти реального часу доказу.

Деякі організації вже досягли значного прогресу в цьому напрямку. Наприклад, деякі організації використовують апаратні платформи, такі як GPU, FPGA, ASIC, для прискорення різних систем ZK, деякі з основних операторів досягають прискорення більше ніж у сто разів. У напрямку AI+ZK також є організації, які досягли прориву в верифікації обчислень великих моделей, значно скоротивши час генерації першого токена.

Крім того, для протидії потенційній загрозі з боку квантових комп'ютерів деякі установи також розробили бібліотеки криптографії, що підтримують кілька стандартів NIST для постквантових алгоритмів, а також оптимізували процес консенсусу та зчитування пам'яті, що дозволяє TPS квантово-стійких блокчейнів досягати приблизно 50% від TPS оригінального ланцюга.

Запровадження Beam Chain безсумнівно приведе до більшої уваги спільноти до перетворення рівня консенсусу, що може стимулювати більше інноваційних ідей. У міру просування Snark-ізації рівня консенсусу та рівня виконання, план Snark-ізації Ethereum буде поступово завершено, що суттєво підвищить масштабованість та ступінь децентралізації Ethereum.

Можна очікувати, що з просуванням пропозиції Beam Chain віртуальна машина на основі технології нульових знань відіграватиме все більш важливу роль в екосистемі Ethereum. Завдяки впровадженню SNARK-доказів та післяквантової криптографії, у поєднанні з нижчими вимогами до застави та швидшим часом підтвердження блоків, Beam Chain має потенціал принести Ethereum більшу децентралізацію та вищу продуктивність, сприяючи розвитку екосистеми Ethereum на нову стадію.