La reconstruction de la couche de consensus Beam Chain d'ETH : le chemin ultime ou l'impasse technologique

Auteur: 0xNatalie

Lors de la conférence Devcon, Justin Drake, membre clé de la Fondation Ethereum, a proposé une refonte complète de la couche de consensus d’Ethereum, appelée Beam Chain. Cette proposition vise à résoudre les problèmes de MEV, à améliorer la scalabilité et la sécurité, et à appliquer la technologie ZK pour améliorer les performances. Beam Chain se concentre principalement sur les changements de la couche de consensus et ne concerne ni la création de nouveaux jetons ni la modification de l’architecture de la chaîne de blocs existante.

La couche de consensus existante d’ETH 2.0 (Beacon Chain) a une histoire de cinq ans. Bien qu’elle ait bien performé en termes de sécurité, au fil du temps, la dette technique s’est accumulée. De plus, avec les recherches de la communauté ETH sur le MEV et les progrès rapides de la technologie ZK, la couche de consensus existante ne s’adapte pas suffisamment aux nouvelles technologies. Le plan de reconstruction de la chaîne Beam vise à éliminer le fardeau technologique et à rendre ETH 2.0 plus flexible et adaptable à l’avenir.

Points techniques

Au niveau technologique, Beam Chain présente deux caractéristiques : la Snarkification réalisée par ZKVM et l’utilisation de la signature agrégée basée sur le hash.

La couche de consensus est principalement responsable de la manière dont tous les nœuds du réseau parviennent à un consensus sur l’état de la chaîne (par exemple, l’ordre des transactions, le solde du compte, etc.). Dans Ethereum, les tâches de la couche de consensus comprennent la validation des blocs, la validation des signatures, le traitement des forks, et la maintenance et la mise à jour de l’état des comptes. L’opération clé de la couche de consensus est la transition d’état, c’est-à-dire passer d’un état de bloc (par exemple, le solde du compte après une transaction) à l’état du bloc suivant. Ces opérations impliquent souvent de nombreux calculs, et la snarkification est une technique permettant de convertir le processus de calcul en une preuve de connaissance nulle (Zéro Knowledge Proof).

BEAM Chain utilise ZKVM pour Snarkification au niveau du consensus, transformant la fonction de transition d’état en Preuve de Connaissance Zéro. ZKVM est responsable du déplacement du processus de calcul vers off-chain, allégeant ainsi la charge de calcul off-chain. Chaque nœud peut confirmer l’état correct en validant la Preuve de Connaissance Zéro, sans avoir à recalculer. De plus, BEAM Chain permet aux validateurs de choisir le ZKVM approprié, sans avoir à imposer un protocole spécifique off-chain.

En même temps, avec le développement de l’ordinateur quantique, il est possible que les techniques de chiffrement traditionnelles (telles que le chiffrement sur courbe elliptique) soient exposées à des risques de compromission. Cela signifie que la sécurité des systèmes de chaînes de blocs actuels (comme la clé privée et la vérification de la signature) pourrait être compromise après l’apparition de l’ordinateur quantique. Pour faire face à cette menace, Beam Chain a introduit un schéma de signature agrégée basé sur le hash. Les fonctions de hachage possèdent une sécurité post-quantique, capable de résister aux attaques des ordinateurs quantiques. Ce schéma non seulement améliore l’efficacité de l’agrégation des signatures, mais offre également une sécurité plus élevée pour l’avenir.

De plus, Beam Chain utilise PBS, introduit des listes et des enchères pour réduire l’impact négatif de MEV. Il est également prévu de réduire la mise minimale des validateurs de 32 ETH à 1 ETH, afin de renforcer davantage la Décentralisation. La transition complète de Beam Chain se fera par étapes, remplaçant progressivement les fonctionnalités de Beacon Chain, ce qui devrait prendre cinq ans.

Avis de la communauté

Préoccupations concernant le délai de développement : La communauté s’inquiète généralement du délai de développement de 5 ans requis pour Beam Chain, et certains membres remettent également en question si l’objectif de Beam Chain est de rendre progressivement Ethereum plus proche des fonctionnalités de Solana.

• José Maria Macedo, partner fondateur de Delphi Ventures, est déçu par Beam Chain. Il estime que les améliorations clés de Beam Chain ne sont que des refontes du code, y compris un temps de bloc de 4 secondes et la capacité de résister aux attaques quantiques, mais ces changements ne devraient pas être mis en œuvre avant 2029-2030. De telles améliorations ne suffisent pas à maintenir l’avantage d’ETH sur la chaîne de blocs de L1 et ne peuvent même pas façonner une récit de compétitivité à long terme pour ETH.
• Mert, PDG de Helius, une plateforme de développement de Solana, exprime également des inquiétudes concernant le calendrier de développement de Beam Chain. Si Beam Chain doit réellement être publié en 2029, il pourrait être difficile pour Ethereum de rester compétitif dans la compétition rapide des blockchains en plein essor.
• EthStorage co-fondateur Qi Zhou estime que le temps estimé par Beam Chain pour être terminé d’ici 2030 est trop long. Il propose de se concentrer sur le développement en utilisant un seul langage de programmation (comme Rust ou Go) pour accélérer le processus. Ethereum peut s’inspirer du mode “re-genesis” de Cosmos pour gérer la dette technique (re-créer le Bloc génésis de la chaîne, conserver les données d’état essentielles des utilisateurs et des contrats intelligents, et supprimer les données historiques redondantes et le code obsolète), en résolvant les problèmes techniques et hérités par une réinitialisation complète.
• Hydrogen Labs co-founder Meir is concerned that the timeline for Beam Chain is too long and may not necessarily meet the scalability needs of Ethereum as a full-functioning blockchain. If Ethereum’s goal is to be an efficient blockchain platform rather than just a DA, it will need faster and more aggressive scalability improvements, rather than gradual optimization over the next five years.
• Le développeur cygaar a expliqué pourquoi le calendrier de 5 ans de Beam Chain est nécessaire. Il souligne que Ethereum n’est pas une petite blockchain ordinaire, c’est la deuxième plus grande blockchain mondiale, avec une valeur TVL de 60 milliards de dollars, une valeur d’actif de base de 400 milliards de dollars et des milliers d’applications qui en dépendent. Il est extrêmement difficile de mettre en œuvre des changements d’une telle ampleur sur un réseau Ethereum distribué et en temps réel, et cela comporte de grands risques. C’est pourquoi une préparation et des tests rigoureux sur une longue période sont nécessaires. Toute erreur pourrait entraîner d’énormes pertes pour les utilisateurs.
• Le mainteneur du client Prysm de la chaîne Beam, terence, exprime des inquiétudes concernant le temps de mise en œuvre trop long de la chaîne Beam, qui est le “but ultime” d’Ethereum. Pendant cette période, Ethereum continuera à s’améliorer grâce à un hard fork. Certaines propositions dans la chaîne Beam contribueront à renforcer la décentralisation et la résistance à la censure d’Ethereum. En attendant sa mise en œuvre, Ethereum continuera d’améliorer l’accessibilité des données, la résistance à la censure, les performances de l’EVM, etc., pour répondre aux besoins changeants.
• Hasu, responsable de la stratégie chez Flashbots, estime que la proposition de Beam Chain ne doit pas être exagérée, car il s’agit d’un projet à long terme qui prendra au moins 5 ans pour se concrétiser, et la plupart des améliorations sont déjà dans la feuille de route technologique. La vraie nouveauté est de regrouper et de tester ces améliorations et de les remplacer toutes sur la chaîne à l’avenir, ce qui devrait être le point culminant du processus d’accélération. Cependant, de nombreux membres de la communauté ont vu à tort la proposition comme une version passionnante de « l’ETH Workshop 3.0 », et espéraient même imiter certaines des fonctionnalités de Solana, ce qui a conduit à une frustration des attentes.
• Le fondateur de MetaLeX, gabrielShapir0, estime que la valeur fondamentale d’Ethereum réside dans sa décentralisation et son autonomie, et que Beam Chain améliorera considérablement ces caractéristiques fondamentales. De nombreuses personnes espèrent qu’Ethereum pourra offrir des produits, des services différents, ou répondre à des tendances et des récits plus populaires, mais ce n’est pas la vocation d’Ethereum, c’est plutôt celle de Solana.

Défis techniques

• Péter, membre clé de la Fondation Ethereum, estime que la proposition de Beam Chain comporte trop de modifications regroupées, ce qui présente des problèmes potentiels tant sur le plan technique que de la gouvernance. Sur le plan technique, l’agencement de trop de modifications augmente les risques d’erreurs. En termes de gouvernance, regrouper plusieurs modifications peut entraîner des détails négligés et augmenter les risques de controverses. Il propose de traiter d’abord les tâches d’amélioration de faible difficulté sur Beacon Chain, puis d’implémenter progressivement des modifications plus complexes afin que le système s’adapte progressivement et d’éviter une réforme globale d’un seul coup.
• L’équipe de recherche ETH de mteam affirme que la proposition de Beam Chain est en fait la consolidation de nombreuses anciennes idées. Il soutient cette proposition, mais craint également que cette mise à niveau puisse perturber la recherche sur la couche d’exécution. La couche d’exécution et la couche de consensus sont deux directions de recherche indépendantes qui devraient être améliorées en parallèle afin d’éviter toute interférence mutuelle.
• Le directeur de la recherche de SMG, Max Resnick, a déclaré que Ethereum a besoin d’une vision plus ambitieuse et ne devrait pas être entravé par des améliorations progressives sur une période de cinq ans. Il appelle au retour à l’intention initiale d’Ethereum, le transformant en une plateforme informatique mondiale pour aider les développeurs à résoudre les problèmes de coordination les plus complexes. Il a présenté les objectifs qu’Ethereum devrait atteindre au cours des cinq prochaines années, notamment : atteindre un temps de bloc de 1 seconde ; finalité d’un seul slot pour faciliter la cross-chain interoperabilité ; augmentation significative du débit (>1000 TPS) ; plusieurs proposants parallèles pour une capacité de résistance à la censure en temps réel.