Інновації в консенсусному шарі Ethereum: п’ять змін, які принесла Beam Chain

Ethereum з моменту свого створення пережив значну трансформацію від PoW до PoS. Однак, ключовий дослідник фонду Ethereum вважає, що, незважаючи на те, що на початкових етапах PoS показував значні результати, останніми роками накопичилося деяке технічне боргове навантаження, а його дизайн не зміг належним чином використати передові технології, такі як нульові знання. Тому, рівень консенсусу Ethereum терміново потребує значного оновлення.

На нещодавній конференції розробників дослідники Ethereum представили важливу пропозицію під назвою "Beam Chain", яка має на меті кардинально реформувати консенсусний рівень Ethereum. Це є частиною довгострокового плану розвитку Ethereum, мета якого полягає в використанні поточних досягнень у галузі нульових знань криптографії для суттєвого підвищення масштабованості та продуктивності мережі без запуску нової мережі. Без сумніву, це стане одним з найважливіших оновлень Ethereum протягом наступних 3-5 років.

Потрібно чітко зазначити, що Beam Chain не є зовсім новим блокчейном, а новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum. Вона значно підвищить швидкість, безпеку та ефективність транзакцій в основній мережі. Існує думка, що Beam Chain є Ethereum 3.0, але таке розуміння є неточним. Beam Chain зосереджується на вирішенні проблеми рівня консенсусу, не змінюючи структуру рівня даних або рівня виконання.

Beam Chain принесе п'ять основних змін:

1. Швидше підтвердження блоку: реалізація часу слота 4 секунди та однозначна фіналізація слота
2. Зберігати децентралізацію: підтримувати або покращувати поточний рівень децентралізації
3. Зниження порогу застави: зменшення вимоги до застави ETH з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі перерозподілу блоків
5. Орієнтуючись на майбутнє: наділення мережі Ethereum квантовою стійкістю

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e03145ff722aba9d21bc1131ac034f10.webp)

Ідея та принципи оновлення Beam Chain

1. Підвищення ефективності виробництва блоків

План Beam Chain полягає в збільшенні обсягу виробництва блоків до поточних трьох разів, щоб підвищити обробку транзакцій Ethereum. Одночасно вводиться механізм FOCIL (список примусового включення вибору форків) для підвищення стійкості до цензури, щоб забезпечити, що транзакції важко виключити зловмисно.

Валідатори будуть використовувати аукціонний метод для ізоляції, що не лише забезпечить кращу продуктивність та децентралізацію, але й захистить більше користувачів від впливу MEV. Крім того, Ethereum реалізує одночасну фінальну визначеність та 4-секундний час блоку, що прискорить підтвердження транзакцій та підвищить ефективність мережі.

Слід зазначити, що ця реформа дозволить біржам більше не чекати на підтвердження кількох блоків, оскільки в майбутньому підтвердження можна буде завершувати за допомогою одного блоку.

2. Оптимізація механізму стейкінгу

Beam Chain збільшить винагороду для валідаторів, коригуючи модель випуску винагород. Водночас вимоги до стейкінгу для незалежних валідаторів знизяться з нинішніх 32 ETH до 1 ETH, що значно зменшить бар'єри для участі та зробить незалежний стейкінг більш популярним.

Цей прорив став можливим завдяки застосуванню технології нульових знань, що дозволяє Ethereum збільшити швидкість, водночас залучаючи більше вузлів до консенсусу, не підвищуючи значно вимоги до апаратного забезпечення, порушуючи неможливий трикутник стейкінгу.

3. Посилення безпеки

Beam Chain впровадить квантово-стійку криптографію, щоб забезпечити здатність мережі протистояти потенційним загрозам від майбутніх квантових обчислень, ставши піонером у сфері квантової стійкості серед основних блокчейнів.

Технології нульового знання (такі як zkSNARK і zkVM) будуть глибоко інтегровані з Ethereum, що ще більше покращить захист приватності, масштабованість та безпеку. Використовуючи технології RISC-V, Ethereum реалізує SNARK-ізацію блокчейну, підвищуючи ефективність і масштабованість генерації доказів.

Коротше кажучи, цей процес можна узагальнити як ZK-обробку всього мережі Ethereum.

Крім того, Beam Chain також запровадить більш потужний механізм випадковості, щоб забезпечити справедливість у виборі валідаторів та інших ключових процесах мережі, а також зменшити ризик автоматизованих атак, таких як атаки-сендвічі, шляхом покращення стійкості до перевірки.

4. Принцип роботи

Відтоді, як було визначено поточний дизайн консенсусного шару Ethereum, криптографи досягли значного прогресу в технології SNARK. Шляхом SNARK-ування функції переходу стану Ethereum можна досягти 4-секундного інтервалу часу та фінальності за один інтервал.

Це вдосконалення не лише значно покращить досвід транзакцій в Ethereum L1, зменшить час очікування, але й зменшить потенційну цінність, що витягується з транзакцій, через усунення стратегій віддаленого перебудування блоків, а також зменшить технічний борг рівня консенсусу.

Крім того, SNARK-ізація надасть мережі Ethereum квантову стійкість, що є обов'язковою характеристикою майбутніх блокчейнів.

Beam Chain просуватиме оновлення Ethereum з наступних кількох аспектів:

• Використання технології шардінгу для прискорення швидкості обробки: розділення даних на менші частини, реалізація паралельної обробки, зменшення вузьких місць у транзакціях та прискорення швидкості транзакцій.
• Реалізація безпеки від квантових обчислень: використання сучасних криптографічних технологій для забезпечення безпеки мережі від загроз майбутніх квантових комп'ютерів.
• Інтеграція з дорожньою картою Ethereum: Beam Chain не є незалежною мережею, а важливим етапом у дорожній карті розширення та підвищення безпеки Ethereum на найближчі 5 років.

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-623a04545e60b5bc34bfb7f975633d98.webp)

5. Важливе значення

Beam Chain є критично важливим для посилення можливостей Ethereum у обробці зростаючих децентралізованих додатків. Він підвищить масштабованість Ethereum, знизить витрати на транзакції та зміцнить загальну безпеку, дозволяючи мережі з часом підтримувати більше користувачів та складніші додатки.

Технологія доказів на основі SNARK дозволяє звичайним стейкерам з обладнанням стандартного рівня реалізувати вказані переваги в продуктивності. Коли поріг для стейкінгу знижується з 32 ETH до 1 ETH, продуктивність мережі покращується, а також значно підвищується рівень децентралізації спільноти стейкерів Ethereum.

Особливо, зниження бар'єрів може сприяти популяризації домашніх віртуальних пристроїв, що ще більше зміцнить Ethereum як найбільш децентралізовану блокчейн-мережу з найбільшою кількістю вузлів у світі.

Хоча бачення Beam Chain не змінить Ethereum відразу, і не вплине на його довгострокову дорожню карту, воно змінить пріоритети розробки дорожньої карти, прискоривши розвиток певних компонентів. Наприклад, деякі важливі оновлення, заплановані на дорожній карті на 2029 рік, можуть бути прискорені завдяки Beam Chain.

Якщо Beam Chain отримає достатню підтримку громади, розробники можуть почати розробляти специфікації наступного року, а потім у 2026 році команда розробників напише виробничий код, у 2027 році проведе тестування, і лише тоді можна буде безпечно розгорнути на основній мережі Ethereum. Хоча впровадження Beam Chain здається ще далеким, ці запобіжні заходи безпеки є необхідними для відкритого програмного забезпечення, яке розробляється децентралізовано.

Отже, Beam Chain шляхом ZK-рішення одночасно вирішила минулі "технічні борги", ці покращення обіцяють значно підвищити функціональність L1, зберігаючи при цьому "світовий рівень децентралізації" Ethereum.

Одночасно довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, введені новими ідеями, помістять рівень консенсусу Ethereum в "режим обслуговування", забезпечуючи безпеку, ефективність та адаптивність Ethereum протягом наступних десятиліть, закладаючи основу для майбутніх інновацій без необхідності в руйнівному перепроектуванні.

Ethereum постійно здійснює довгострокове планування, що є захоплюючим прогресом для всієї індустрії блокчейну. Це також надає нам міцну основу для збереження оптимістичного ставлення до Ethereum в умовах нинішнього бурхливого ринкового середовища.

! [Beam Chain принесе п'ять нових змін до Ethereum?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-3f724ade874207cc01795f85176df79a.webp)