Ethereum Beam Chain : une mise à niveau majeure innovante de la couche de consensus

Ethereum a migré de la preuve de travail (PoW) vers la preuve d'enjeu (PoS) depuis un certain temps. Cependant, certains chercheurs clés estiment que, bien que la chaîne de balises ait bien fonctionné au début, elle a accumulé une certaine dette technique ces dernières années, son design n'ayant pas réussi à tirer pleinement parti des technologies décentralisées 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, un chercheur en Ethereum a proposé une initiative appelée "Beam Chain", visant à réformer en profondeur la couche de consensus d'Ethereum. C'est une partie du plan de développement à long terme d'Ethereum, dont l'objectif est d'améliorer considérablement la scalabilité et la performance du réseau en utilisant les dernières avancées en cryptographie à connaissance nulle, sans lancer un nouveau réseau. Il ne fait aucun doute que cela deviendra l'une des mises à niveau les plus importantes d'Ethereum dans les années à venir.

Il est important de clarifier que Beam Chain n'est pas une nouvelle blockchain au sens littéral, mais une nouvelle infrastructure construite à l'intérieur du réseau principal d'Ethereum. Cela augmentera considérablement la vitesse, la sécurité et l'efficacité des transactions sur le réseau principal. Certains ont mal compris Beam Chain comme étant Ethereum 3.0, mais en réalité, il n'optimise que la couche de consensus et ne changera pas la structure de la couche de données ou de la couche d'exécution.

Les cinq grandes transformations clés apportées par Beam Chain comprennent :

1. Confirmation de bloc plus rapide : réalisation d'un temps de slot de 4 secondes et d'une finalité de slot unique
2. Maintenir la décentralisation : préserver ou améliorer le niveau actuel de décentralisation
3. Abaisser le seuil de mise : réduire l'exigence de mise d'ETH de 32 ETH à 1 ETH
4. Protéger les utilisateurs ordinaires : éliminer le MEV (valeur maximale pouvant être extraite) basé sur la réorganisation de la blockchain.
5. Orienté vers l'avenir : fournir une capacité anti-quantique au réseau Ethereum

La pensée et le principe de mise à niveau de Beam Chain

1. Augmenter la production de blocs

Le projet Beam Chain vise à tripler la production de blocs par rapport aux niveaux actuels afin d'améliorer la capacité de traitement des transactions d'Ethereum. En introduisant FOCIL (liste de sélection de fourche pour inclusion obligatoire), la résistance à la censure du réseau est renforcée, garantissant que les transactions ne peuvent pas être facilement exclues de manière malveillante. Les validateurs adopteront des enchères exécutives pour l'isolement, afin d'améliorer les performances et le degré de décentralisation, tout en réduisant le risque de MEV pour les utilisateurs.

De plus, Ethereum mettra en œuvre la finalité déterministe à un seul créneau et un temps de bloc de 4 secondes, ce qui accélérera considérablement la vitesse de confirmation des transactions et améliorera l'efficacité du réseau. Cela signifie que les échanges n'auront plus besoin d'attendre plusieurs confirmations de blocs, une seule confirmation de bloc suffira.

2. Améliorer le mécanisme de staking

Beam Chain va ajuster le modèle d'émission des récompenses des validateurs pour augmenter le retour sur mise. Les exigences de mise pour les validateurs indépendants passeront de 32 ETH à 1 ETH, réduisant considérablement la barrière à l'entrée et rendant la mise indépendante plus répandue. Cette avancée est principalement due à l'application de la technologie des preuves à divulgation nulle de connaissance, permettant à Ethereum d'accélérer tout en accueillant plus de nœuds participant au consensus, sans augmenter de manière significative les exigences matérielles.

3. Améliorer la sécurité

Ethereum mettra en œuvre la cryptographie post-quantique, devenant le premier réseau à faire face aux menaces de l'informatique quantique parmi les blockchains grand public. En intégrant zkSNARK et zkVM, Ethereum améliorera encore la confidentialité, l'évolutivité et la sécurité. Le réseau utilisera l'architecture RISC-V pour réaliser la SNARKisation de la blockchain, augmentant l'efficacité et l'évolutivité de la génération de preuves.

En résumé, ces transformations peuvent être résumées comme suit : ZKiser l'ensemble du réseau Ethereum. De plus, Ethereum introduira un puissant mécanisme de randomisation pour garantir l'équité des processus clés du réseau, comme la sélection des validateurs, tout en minimisant les risques de MEV grâce à une résistance à la censure améliorée.

4. Fonctionnement

Depuis que la conception actuelle de la couche de consensus d'Ethereum a été déterminée, les cryptographes ont réalisé des avancées majeures dans le domaine des 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. Cela améliore non seulement l'expérience des transactions L1, mais réduit également le risque de MEV en éliminant les stratégies de réorganisation de blocs distants.

Beam Chain fera progresser la mise à niveau d'Ethereum de la manière suivante :

• Utiliser la technologie de sharding pour accélérer la vitesse de traitement
• Utiliser des technologies de cryptage résistantes à l'informatique quantique pour améliorer la sécurité
• Intégration transparente avec la feuille de route à long terme d'Ethereum

5. Importance significative

Beam Chain est essentiel pour améliorer la capacité d'Ethereum à traiter des applications décentralisées. Il renforcera l'évolutivité du réseau, réduira les coûts de transaction et améliorera la sécurité globale, permettant au réseau de prendre en charge plus d'utilisateurs et d'applications complexes.

Le système de preuve basé sur SNARK permet aux stakers ordinaires d'améliorer leurs performances en utilisant du matériel standard. Avec la réduction du seuil de mise et l'amélioration des performances du réseau, le degré de décentralisation de la communauté des stakers d'Ethereum sera également amélioré.

Bien que la mise en œuvre de Beam Chain puisse prendre plusieurs années, elle accélérera le processus de mise à niveau important d'Ethereum. Si un soutien suffisant de la communauté est obtenu, les développeurs pourraient commencer à rédiger des spécifications l'année prochaine, écrire du code de niveau production en 2026, tester en 2027, et enfin déployer sur le réseau principal.

Dans l'ensemble, Beam Chain résout la dette technique d'Ethereum grâce à une approche ZK, améliorant considérablement les fonctionnalités de L1 tout en maintenant un haut niveau de décentralisation. Les solutions à long terme, telles que la résistance quantique introduite, garantissent qu'Ethereum reste sécurisé, efficace et adaptable au cours des prochaines décennies, posant ainsi les bases de l'innovation future.

Ethereum continue de se projeter sur le long terme, ce qui représente un développement enthousiasmant pour l'ensemble de l'industrie de la blockchain. Cela nous fournit également une base solide pour rester optimiste concernant Ethereum dans l'environnement de marché actif actuel.