Інновації консенсусного шару Ethereum: П'ять змін, принесених Beam Chain

Ethereum почала з PoW (доказ роботи), а в 2021 році успішно перейшла на PoS (доказ частки). Однак, основні дослідники Ethereum вважають, що, незважаючи на те, що Beacon Chain на початку показав хороші результати, за останні роки накопичилася певна технічна заборгованість, а її дизайн не зміг повною мірою використати передові технології, такі як нульові знання. Тому консенсусний рівень Ethereum потребує значного оновлення.

На недавній конференції розробників команда дослідників Ethereum представила важливу пропозицію під назвою "Beam Chain", яка має на меті радикально реформувати консенсусний рівень Ethereum. Це є важливою складовою частиною довгострокового плану розвитку Ethereum, метою якого є значне підвищення масштабованості та продуктивності мережі за рахунок використання останніх досягнень у сфері нульових знань криптографії без запуску нової мережі. Безумовно, це стане однією з найважливіших модернізацій Ethereum протягом наступних 3-5 років.

Варто зазначити, що Beam Chain не є новим блокчейном у буквальному сенсі, а новою інфраструктурою, побудованою всередині основної мережі Ethereum. Він значно підвищить швидкість транзакцій, безпеку та ефективність основної мережі L1. Існує думка, що Beam Chain помилково сприймають як Ethereum 3.0, насправді він лише покращує рівень консенсусу, не торкаючись рівня даних чи рівня виконання.

Beam Chain принесе п'ять основних змін для Ethereum:

1. Швидше підтвердження блоку: реалізація часу слота 4 секунди та остаточності в одному слоті
2. Підтримка децентралізації: збереження або покращення поточного рівня децентралізації
3. Зниження вимог до стейкингу: зменшити вимоги до стейкінгу ETH з 32 ETH до 1 ETH
4. Захист звичайних користувачів: усунення MEV на основі переробки блоку
5. Орієнтуючись у майбутнє: надання мережі Ethereum квантової стійкості

! [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 обсягу блоків

План Beam Chain полягає в тому, щоб збільшити обсяг виробництва блоків у 3 рази, щоб посилити обробку транзакцій в Ethereum. Одночасно вводиться механізм FOCIL (Список примусового включення для вибору розгалужень), щоб посилити стійкість до цензури та забезпечити, щоб транзакції не було легко зловмисно виключити.

Валідатори будуть ізольовані шляхом проведення аукціонів, що не лише забезпечить більшу продуктивність і децентралізацію, але й дозволить більшій кількості користувачів уникнути впливу MEV. Крім того, Ethereum реалізує одночасну остаточність та 4-секундний час блоків, що суттєво підвищить швидкість підтвердження транзакцій та ефективність мережі.

Це означає, що біржі більше не потрібно буде чекати на підтвердження кількох блоків, оскільки в майбутньому підтвердження може бути досягнуто за один блок.

2. Оптимізація механізму стейкінгу

Beam Chain проведе корекцію моделі виплати винагород для валідаторів, щоб підвищити прибутковість стейкінгу. Що ще більш важливо, вимоги до стейкінгу для незалежних валідаторів зменшаться з поточних 32 ETH до 1 ETH, що значно знизить бар'єр для участі, сприяючи більшій популяризації незалежного стейкінгу.

Цей прорив зумовлений застосуванням технології нульових знань, що дозволяє Ethereum підвищити швидкість, водночас забезпечуючи участь більшої кількості вузлів у консенсусі, не суттєво збільшуючи вимоги до апаратного забезпечення, що ефективно долає неможливий трикутник стейкінгу.

3. Підвищення безпеки

Beam Chain впровадить антиквантову криптографію, щоб забезпечити стійкість мережі до потенційних загроз від майбутніх квантових обчислень, ставши піонером у сфері антиквантової технології серед основних блокчейнів.

Технології нульових доказів (такі як zkSNARK та zkVM) будуть глибоко інтегровані з Ethereum, що ще більше підвищить конфіденційність, масштабованість і безпеку. Ethereum також скористається архітектурою RISC-V для реалізації SNARK-ізації блокчейну, підвищуючи ефективність та масштабованість генерації доказів.

Коротко кажучи, цю серію оновлень можна узагальнити як: реалізацію повної ZK-структури Ethereum.

Крім того, Beam Chain також впровадить більш потужний механізм випадковості, щоб забезпечити справедливість у виборі валідаторів та інших ключових процесах мережі, одночасно зменшуючи ризики MEV, такі як сандвіч-атаки, шляхом підвищення опору до перевірки.

4. Принцип роботи

З моменту затвердження поточного рівня консенсусу Ethereum (Beacon Chain) криптографи досягли значного прогресу в галузі SNARK. Шляхом SNARK-ізації функції переходу стану Ethereum можна досягти часу інтервалу в 4 секунди та остаточності в один інтервал.

Це покращення не лише значно скоротить час очікування транзакцій L1, підвищить користувацький досвід, а й зменшить вплив MEV шляхом усунення стратегії віддаленого перебудови блоків, одночасно зменшуючи технічний борг рівня консенсусу.

Більш важливо, що SNARK-ізація надасть мережі Ethereum квантову стійкість, закладаючи основу для майбутнього розвитку блокчейнів.

Beam Chain просуватиме оновлення Ethereum наступними способами:

• Використання технології шардінгу для прискорення обробки: розділення даних на менші шард, реалізація паралельної обробки, зменшення вузьких місць у транзакціях.
• Впровадження заходів безпеки проти квантових обчислень: використання передових криптографічних технологій для забезпечення безпеки мережі від загрози майбутніх квантових обчислень.
• Інтеграція з довгостроковою дорожньою картою Ethereum: Beam Chain є важливою складовою плану розширення та підвищення безпеки Ethereum на наступні 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 підвищення здатності Ethereum обробляти дедалі складніші децентралізовані додатки. Він значно підвищить масштабованість мережі, знизить витрати на транзакції та посилить загальну безпеку, що дозволить Ethereum підтримувати більше користувачів і складні додатки.

Система доказів на основі SNARK дозволяє стейкерам з звичайними апаратними конфігураціями досягати вказаних переваг у продуктивності. Коли поріг стейкінгу знижується до 1 ETH, рівень децентралізації спільноти стейкерів Ethereum ще більше зросте, а продуктивність мережі значно покращиться.

Ці покращення, як очікується, значно підвищать функціональність L1, зберігаючи при цьому високу децентралізацію Ethereum. Водночас впроваджені довгострокові рішення, такі як квантова стійкість, забезпечать безпеку, ефективність та адаптивність Ethereum у наступні десятиліття, закладаючи основу для майбутніх інновацій без потреби в руйнівному переробленні.

Хоча впровадження Beam Chain здається віддаленим, очікується, що воно буде розгорнуто на основній мережі лише у 2027 році, але такий обережний графік є необхідним для децентралізованої розробки програмного забезпечення з відкритим кодом, щоб забезпечити безпеку та стабільність.

Ethereum продовжує здійснювати довгострокове планування, що є надихаючою новиною для всього блокчейн-індустрії. Це також забезпечує нам міцну основу для збереження оптимістичного настрою щодо Ethereum в умовах активного ринкового середовища.

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