Inovasi Lapisan Konsensus Ethereum: Lima Perubahan yang Dibawa oleh Beam Chain

Ethereum telah mengalami perubahan besar dari PoW ke PoS sejak diluncurkannya. Namun, peneliti inti dari Yayasan Ethereum berpendapat bahwa meskipun efek awal PoS sangat signifikan, dalam beberapa tahun terakhir telah terakumulasi beberapa utang teknis, dan desainnya belum sepenuhnya memanfaatkan teknologi canggih seperti bukti nol-pengetahuan. Oleh karena itu, lapisan konsensus Ethereum sangat membutuhkan pembaruan besar.

Dalam konferensi pengembang terbaru, peneliti Ethereum mengajukan proposal signifikan bernama "Beam Chain" yang bertujuan untuk mereformasi lapisan konsensus Ethereum secara menyeluruh. Ini adalah bagian dari rencana pengembangan jangka panjang Ethereum, dengan tujuan memanfaatkan terobosan terkini dalam kriptografi zero-knowledge untuk secara signifikan meningkatkan skalabilitas dan kinerja jaringan tanpa memulai jaringan baru. Tanpa ragu, ini akan menjadi salah satu peningkatan terpenting untuk Ethereum dalam 3-5 tahun ke depan.

Perlu ditegaskan bahwa Beam Chain bukanlah blockchain yang sepenuhnya baru, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam jaringan utama Ethereum. Ini akan secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi jaringan utama. Beberapa pandangan menganggap Beam Chain sebagai Ethereum 3.0, tetapi pemahaman ini tidak akurat. Beam Chain berfokus pada penyelesaian masalah lapisan konsensus dan tidak akan mengubah struktur lapisan data atau lapisan eksekusi.

Beam Chain akan membawa lima perubahan inti:

1. Konfirmasi blok yang lebih cepat: mencapai waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal
2. Menjaga desentralisasi: Mempertahankan atau meningkatkan tingkat desentralisasi saat ini
3. Menurunkan ambang staking: Mengurangi persyaratan staking ETH dari 32 ETH menjadi 1 ETH
4. Melindungi pengguna biasa: Menghilangkan MEV yang berbasis pada pengelompokan blok
5. Menuju Masa Depan: Memberikan Kemampuan Antikuantum pada Jaringan Ethereum

Pemikiran dan Prinsip Upgrade Beam Chain

1. Meningkatkan efisiensi produksi blok

Beam Chain berencana untuk meningkatkan jumlah produksi blok menjadi tiga kali lipat dari saat ini, untuk meningkatkan kemampuan pemrosesan transaksi Ethereum. Pada saat yang sama, mekanisme FOCIL (Fork Choice Forced Inclusion List) diperkenalkan untuk meningkatkan ketahanan terhadap sensor, memastikan transaksi tidak mudah dikecualikan secara jahat.

Validator akan menggunakan metode lelang untuk melakukan isolasi, yang tidak hanya dapat memastikan kinerja yang lebih kuat dan desentralisasi, tetapi juga membuat lebih banyak pengguna terhindar dari pengaruh MEV. Selain itu, Ethereum akan menerapkan kepastian akhir dalam satu slot waktu dan waktu blok 4 detik, mempercepat kecepatan konfirmasi transaksi, dan meningkatkan efisiensi jaringan.

Perlu dicatat bahwa perubahan ini akan membuat bursa tidak perlu lagi menunggu konfirmasi dari beberapa blok, karena di masa depan konfirmasi dapat diselesaikan dengan satu blok.

2. Optimalkan mekanisme staking

Beam Chain akan menyesuaikan model penerbitan imbalan validator, sehingga staking mendapatkan imbalan yang lebih tinggi. Pada saat yang sama, persyaratan staking untuk validator independen akan diturunkan dari 32 ETH saat ini menjadi 1 ETH, secara signifikan mengurangi hambatan partisipasi dan membuat staking independen lebih umum.

Kemajuan terobosan ini berkat penerapan teknologi zero-knowledge, yang memungkinkan Ethereum untuk mempercepat sambil mengakomodasi lebih banyak node untuk berpartisipasi dalam konsensus, tanpa secara signifikan meningkatkan persyaratan perangkat keras, melampaui segitiga ketidakmungkinan staking.

3. Memperkuat Keamanan

Beam Chain akan memperkenalkan kriptografi tahan kuantum, memastikan jaringan dapat melawan potensi ancaman komputasi kuantum di masa depan, menjadi pelopor tahan kuantum di antara blockchain mainstream.

Teknologi pembuktian nol pengetahuan (seperti zkSNARK dan zkVM) akan terintegrasi secara mendalam dengan Ethereum, lebih lanjut meningkatkan perlindungan privasi, skalabilitas, dan keamanan. Dengan memanfaatkan teknologi RISC-V, Ethereum akan mewujudkan SNARKisasi blockchain, meningkatkan efisiensi dan skalabilitas dalam pembuatan bukti.

Singkatnya, proses ini dapat diringkas sebagai pengolahan ZK pada seluruh jaringan Ethereum.

Selain itu, Beam Chain juga akan memperkenalkan mekanisme randomisasi yang lebih kuat untuk memastikan keadilan dalam pemilihan validator dan proses jaringan penting lainnya, serta meminimalkan risiko serangan otomatis seperti serangan sandwich melalui peningkatan ketahanan terhadap pemeriksaan.

4. Prinsip Operasi

Sejak desain lapisan konsensus Ethereum saat ini ditentukan, para kriptografer telah mencapai kemajuan signifikan dalam teknologi SNARK. Dengan mengubah fungsi transisi status Ethereum menjadi SNARK, dapat dicapai waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal.

Perbaikan ini tidak hanya dapat secara signifikan meningkatkan pengalaman transaksi Ethereum L1, mengurangi waktu tunggu, tetapi juga dapat mengurangi nilai potensial yang diambil dari transaksi dengan menghilangkan strategi reorganisasi blok jarak jauh dan mengurangi utang teknis di lapisan konsensus.

Selain itu, SNARKisasi akan membuat jaringan Ethereum memiliki kemampuan anti-kuantum, yang merupakan fitur penting untuk blockchain di masa depan.

Beam Chain akan mendorong peningkatan Ethereum dari beberapa aspek berikut:

• Menggunakan teknologi sharding untuk mempercepat kecepatan pemrosesan: membagi data menjadi bagian yang lebih kecil, mewujudkan pemrosesan paralel, mengurangi kemacetan transaksi, dan mempercepat kecepatan transaksi.
• Mencapai keamanan tahan terhadap komputasi kuantum: Menggunakan teknologi enkripsi canggih untuk memastikan keamanan jaringan tidak terancam oleh komputer kuantum di masa depan.
• Integrasi dengan peta jalan Ethereum: Beam Chain bukanlah jaringan yang terpisah, melainkan merupakan salah satu tahap penting dari peta jalan ekspansi dan peningkatan keamanan Ethereum dalam 5 tahun ke depan.

5. Pentingnya

Beam Chain sangat penting untuk meningkatkan kemampuan Ethereum dalam menangani aplikasi terdesentralisasi yang terus berkembang. Ini akan meningkatkan skalabilitas Ethereum, mengurangi biaya transaksi, dan meningkatkan keamanan keseluruhan, memungkinkan jaringan untuk mendukung lebih banyak pengguna dan aplikasi yang kompleks seiring berjalannya waktu.

Teknologi bukti berbasis SNARK memungkinkan penyetor biasa yang dilengkapi dengan perangkat keras standar untuk mencapai keunggulan kinerja yang disebutkan di atas. Ketika ambang setoran turun dari 32 ETH menjadi 1 ETH, peningkatan kinerja jaringan akan disertai dengan peningkatan yang signifikan dalam tingkat desentralisasi komunitas penyetor Ethereum.

Terutama, penurunan ambang batas mungkin akan mendorong penyebaran perangkat validator tingkat rumah tangga, semakin mengukuhkan Ethereum sebagai blockchain publik yang paling terdesentralisasi dan memiliki jumlah node terbanyak di dunia.

Meskipun visi Beam Chain tidak akan segera mengubah Ethereum, dan tidak akan secara signifikan mengubah peta jalannya dalam jangka panjang, itu akan mengubah urutan prioritas pengembangan peta jalan, mempercepat pengembangan komponen tertentu. Misalnya, beberapa peningkatan penting dalam peta jalan saat ini direncanakan untuk dilaksanakan pada tahun 2029, sementara Beam Chain mungkin akan mempercepat kedatangan peningkatan tersebut.

Jika Beam Chain mendapatkan dukungan komunitas yang cukup, pengembang mungkin akan mulai menyusun spesifikasi tahun depan, kemudian pada 2026 tim pengembang akan menulis kode tingkat produksi, dan pada 2027 akan dilakukan pengujian, sebelum akhirnya dapat dengan aman diterapkan di jaringan utama Ethereum. Meskipun implementasi Beam Chain tampaknya masih memerlukan waktu, namun untuk perangkat lunak sumber terbuka yang dikembangkan secara terdesentralisasi, redundansi keamanan ini adalah hal yang diperlukan.

Singkatnya, Beam Chain melalui jalur ZK telah berhasil menyelesaikan "hutang teknologi" di masa lalu, perbaikan ini diharapkan dapat secara signifikan meningkatkan fungsi L1-nya sambil mempertahankan "desentralisasi kelas dunia" Ethereum.

Sementara itu, solusi jangka panjang seperti ketahanan kuantum yang diperkenalkan oleh pendekatan baru, akan menempatkan lapisan konsensus Ethereum dalam "mode pemeliharaan", memastikan Ethereum tetap aman, efisien, dan adaptif selama beberapa dekade mendatang, meletakkan dasar untuk inovasi di masa depan tanpa perlu desain ulang yang mengganggu.

Ethereum terus menerus melakukan penataan jangka panjang, yang merupakan kemajuan yang menggembirakan bagi seluruh industri blockchain. Ini juga memberikan dasar yang kuat bagi kami untuk tetap optimis terhadap Ethereum dalam lingkungan pasar yang berkembang pesat saat ini.