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Beam Chain : Cinq mises à niveau révolutionnaires de la couche de consensus Ethereum
Innovations de la couche de consensus d'Ethereum : les cinq transformations apportées par Beam Chain
Depuis sa création, Ethereum a connu une transformation majeure passant du PoW au PoS. Cependant, un chercheur principal de la Fondation Ethereum estime que, bien que les effets initiaux du PoS aient été significatifs, certaines dettes techniques se sont accumulées ces dernières années, et sa conception n'a pas réussi à tirer pleinement parti des technologies de pointe telles que les preuves à divulgation nulle de connaissance. Par conséquent, la couche de consensus d'Ethereum a un besoin urgent d'une mise à jour majeure.
Lors de la récente conférence des développeurs, des chercheurs d'Ethereum ont présenté une proposition majeure appelée "Beam Chain", visant à réformer en profondeur la couche de consensus d'Ethereum. Cela fait partie du plan de développement à long terme d'Ethereum, avec pour objectif d'exploiter les avancées récentes en cryptographie à connaissance nulle, afin d'améliorer considérablement la scalabilité et les performances du réseau sans lancer de nouveau réseau. Il ne fait aucun doute que cela sera l'une des mises à niveau les plus critiques d'Ethereum au cours des 3 à 5 prochaines années.
Il est important de préciser que Beam Chain n'est pas une blockchain entièrement nouvelle, mais une nouvelle infrastructure construite à l'intérieur du réseau principal d'Ethereum. Cela améliorera considérablement la vitesse, la sécurité et l'efficacité des transactions sur le réseau principal. Certains considèrent Beam Chain comme Ethereum 3.0, mais cette compréhension n'est pas exacte. Beam Chain se concentre sur la résolution des problèmes de la couche de consensus et ne changera pas la structure de la couche de données ou de la couche d'exécution.
Beam Chain apportera cinq grandes transformations fondamentales :
La pensée et le principe de la mise à niveau de Beam Chain
1. Améliorer l'efficacité de la production de blocs
Le projet Beam Chain vise à tripler la production de blocs pour améliorer la capacité de traitement des transactions d'Ethereum. En même temps, il introduit le mécanisme FOCIL (Fork Choice Forced Inclusion List) pour renforcer la résistance à la censure, garantissant que les transactions ne peuvent pas être facilement exclues de manière malveillante.
Les validateurs adopteront une méthode d'enchères pour l'isolement, ce qui permettra non seulement d'assurer de meilleures performances et une plus grande décentralisation, mais aussi de protéger davantage d'utilisateurs contre les MEV. De plus, Ethereum mettra en œuvre une détermination finale par tranche unique et un temps de bloc de 4 secondes, accélérant ainsi la vitesse de confirmation des transactions et améliorant l'efficacité du réseau.
Il est à noter que cette réforme permettra à l'échange de ne plus avoir à attendre plusieurs confirmations de blocs, car à l'avenir, une seule confirmation de bloc suffira.
2. Optimisation du mécanisme de staking
Beam Chain ajustera le modèle d'émission des récompenses pour les validateurs, permettant d'obtenir des rendements plus élevés sur les mises. Parallèlement, les exigences de mise pour les validateurs indépendants seront réduites de 32 ETH à 1 ETH, abaissant considérablement la barrière d'entrée et rendant la mise indépendante plus accessible.
Cette avancée révolutionnaire est due à l'application de la technologie des connaissances nulles, permettant à Ethereum d'accélérer tout en accueillant plus de nœuds participant au Consensus, sans augmenter de manière significative les exigences matérielles, rompant ainsi le triangle impossible du staking.
3. Renforcer la sécurité
Beam Chain introduira la cryptographie post-quantique, garantissant que le réseau puisse résister aux menaces potentielles des futurs ordinateurs quantiques, devenant ainsi le pionnier de la résistance quantique parmi les blockchains mainstream.
La technologie de preuve à connaissance nulle (comme zkSNARK et zkVM) sera profondément intégrée à Ethereum, renforçant ainsi la protection de la vie privée, l'évolutivité et la sécurité. En utilisant la technologie RISC-V, Ethereum réalisera la SNARKisation de la blockchain, améliorant l'efficacité et l'évolutivité de la génération de preuves.
En résumé, ce processus peut être résumé par la ZKification de l'ensemble du réseau Ethereum.
De plus, Beam Chain introduira un mécanisme de randomité plus puissant pour garantir l'équité des processus clés du réseau, tels que la sélection des validateurs, tout en améliorant la résistance à l'examen pour minimiser les risques d'attaques automatisées telles que les attaques par sandwich.
4. Principe de fonctionnement
Depuis la confirmation de la conception de la couche de consensus actuelle d'Ethereum, les cryptographes ont réalisé des avancées significatives dans la technologie SNARK. En transformant la fonction de transition d'état d'Ethereum en SNARK, il est possible d'atteindre un temps de créneau de 4 secondes et une finalité par créneau.
Cette amélioration peut non seulement améliorer considérablement l'expérience de transaction d'Ethereum L1 et réduire le temps d'attente, mais aussi diminuer la valeur potentielle extraite des transactions en éliminant la stratégie de réorganisation des blocs distants et réduire la dette technique du niveau de consensus.
De plus, la SNARKification permettra au réseau Ethereum de disposer de capacités anti-quantique, une caractéristique indispensable pour les blockchains de demain.
Beam Chain va promouvoir la mise à niveau d'Ethereum à partir des aspects suivants :
5. Importance significative
Beam Chain est essentiel pour renforcer la capacité d'Ethereum à traiter les applications décentralisées en pleine croissance. Il améliorera la scalabilité d'Ethereum, réduira les coûts de transaction et renforcera la sécurité globale, permettant au réseau de supporter davantage d'utilisateurs et d'applications complexes au fil du temps.
La technologie de preuve basée sur SNARK permet aux stakers ordinaires équipés de matériel standard de réaliser les avantages de performance mentionnés ci-dessus. Lorsque le seuil de staking passe de 32 ETH à 1 ETH, la performance du réseau s'améliore et le degré de décentralisation de la communauté des stakers Ethereum sera également significativement amélioré.
En particulier, la réduction des barrières pourrait favoriser la popularisation des dispositifs de validation de niveau domestique, consolidant ainsi davantage la position d'Ethereum en tant que blockchain publique la plus décentralisée et avec le plus de nœuds au monde.
Bien que la vision de Beam Chain ne changera pas immédiatement Ethereum et n'affectera pas de manière significative sa feuille de route à long terme, elle modifiera l'ordre de priorité du développement de la feuille de route, accélérant le développement de certains composants. Par exemple, certaines mises à niveau importantes de la feuille de route actuelle devaient être mises en œuvre en 2029, tandis que Beam Chain pourrait accélérer l'arrivée de ces mises à niveau.
Si Beam Chain obtient suffisamment de soutien communautaire, les développeurs pourraient commencer à rédiger des spécifications l'année prochaine, puis en 2026, l'équipe de développement écrira du code de niveau production, des tests seront effectués en 2027, et enfin, il pourra être déployé en toute sécurité sur le réseau principal d'Ethereum. Bien que la mise en œuvre de Beam Chain semble encore lointaine, ces redondances de sécurité sont nécessaires pour un logiciel open source développé de manière décentralisée.
En somme, Beam Chain résout d'un coup le "dette technique" du passé grâce à une approche ZK, ces améliorations devraient considérablement améliorer ses fonctionnalités L1 tout en maintenant la "décentralisation de classe mondiale" d'Ethereum.
En même temps, les solutions à long terme telles que la résistance quantique introduite par de nouvelles idées placeront la couche de consensus d'Ethereum en "mode de maintenance", garantissant qu'Ethereum reste sécurisé, efficace et adaptable au cours des prochaines décennies, posant les bases de futures innovations sans nécessiter de refonte disruptive.
Ethereum continue à mettre en place des stratégies à long terme, ce qui constitue un développement enthousiasmant pour l'ensemble de l'industrie de la blockchain. Cela nous fournit également une base solide pour maintenir une attitude optimiste envers Ethereum dans le contexte actuel d'un marché en pleine expansion.