Beam Chainがイーサリアムに5つの新しい変化をもたらす予定ですか？

広く知られているように、ETHはPoW（Proof of Work）で生まれ、2021年にPoS（Proof of Stake）に成功することができました。これについて、ETH財団の主要研究者であるジャスティン・ドレイク氏は、PoSが導入されたばかりの頃、ビーコンチェーンは非常に効果的でしたが、過去5年間でいくつかの「技術的負債」が蓄積され、分散化システムの最先端技術（zk-SNARKsなど）が設計に活用されていないと述べています。そのため、ETHのコンセンサスレイヤーは大規模な変革が必要です。

最近のバンコクのDevconで、イーサリアム研究者のJustin Drake氏が「Beam Chain」という提案を発表し、イーサリアムの共有層を根本的に改革すると述べました。

これはETHフォンの長期的なロードマップの一部であり、ETHフォンが現在のZK暗号学の最先端の成果を活用し、新しいネットワークの起動を必要とせずに、ネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを大幅に向上させることを目指しています。間違いなく、それはETHフォンの将来の3-5年間で最も重要なアップグレードの一つです。

Beam Chainは文字通りの新しいブロックチェーンではなく、ETHメインネットワーク内部に構築された新しいインフラストラクチャです。これにより、L1メインネットワークのトランザクション速度、セキュリティ、効率が大幅に向上します。Beam ChainをETH 3.0と解釈する人もいますが、これは誤解です。Beam Chainはコンセンサスレイヤーの問題を解決するだけであり、データレイヤー（例：Blobチャネル）や実行レイヤー（例：ETH仮想マシン（EVM））は変更されません。

Beam Chainの5つの主要な変革は次のとおりです:

1. より速いブロック確認：4秒のスロットタイムとシングルスロットファイナリティを有効にする

2. 分散化を犠牲にせずに：現在の分散化の保護を維持または改善する

3. ドロップステーキングの門構：ETHステーキングを32ETHから1ETHに減らす

4. 一般ユーザーの保護：ブロック再構築に基づく MEV の除去

5.未来に向けて：イーサリアムネットワークを量子抵抗性能力を備えたものにする

Beam Chain のアップグレードのアイデアと原理

1.増加ブロック産出量

より高いスループット：Beam Chainは、現在のブロック生産量を3倍に増やし、Ethereumの取引能力を向上させます。

審査耐性：FOCIL（フォーク選択強制含有リスト）の導入により、審査からの保護が強化され、トランザクションが悪質な者によって排除されることはありません。

オークション＆セパレータバリデータ：バリデータは、オークションを実行してセパレーションを行い、より強力なパフォーマンスと分散化を確保し、より多くのユーザーがMEVの侵害を免れることができます。

より高速な最終確定性：ETH坊は、単一のタイムスロットでの最終確定性と4秒のブロック時間の特性を備えており、トランザクションの確認をより迅速に行い、ネットワークの効率を向上させます。

面白いのは、取引所はもう1/32、2/32、3/32…といったブロックの確認を待つ必要がなくなったことです。なぜなら、将来、1つのブロックで確認できるからです。

2.改善ステーク

改善された発行モデル：バリデータへの報酬発行モデルの変更により、ステークはより多くのリターンを得ることができます。

ステーキング要件の軽減:独立したバリデーターは、現在のしきい値である32ETHをはるかに下回る1ETHをステーキングするだけでよいため、独立したステーキングがよりシンプルでアクセスしやすくなります。

ETH坊がさらにスピードアップする状況で、より多くのノードがコンセンサスに参加できるようになり、またデバイスのハードウェア要件をあまり変更せずに、ステークの不可能な三位一体を突破することができると考えています。これは本当にZKテクノロジーのおかげであり、業界の先頭を大きくリードしています。

3.セキュリティの強化

ポスト量子暗号:イーサリアムは、量子コンピューティングの脅威からネットワークを確実に保護するために耐量子暗号を実装し、主流のブロックチェーンの耐量子化に向けた第一歩を踏み出します。

zkSNARKとzkVMの統合：ゼロ知識証明（ZKP）は、ETH坊との統合により、プライバシー、スケーラビリティ、セキュリティをさらに向上させます。

SNARK化ブロックチェーン（SNARKification）：ETH坊は、RISC-Vを使用してブロックチェーンをSNARK化する予定です。このプロセスにより、証明生成の効率とスケーラビリティが向上します。SNARKは、情報を開示せずに一方が情報を所有していることを証明するためのコンパクトなゼロ知識証明形式であり、証明者とバリデータの間での任意の相互作用を必要としません。

要するに、私たちはそれを以下のように要約できます：ETHブロックチェーン全体を直接ZK化することです。

強化されたランダム性：イーサリアム坊では、バリデータなどの重要なネットワークプロセスの選択において公平性を確保するために強力なランダム性が導入されます。

ドロップ MEV リスク：より優れた監査耐性により、サンドイッチ攻撃などのボットの乱用を最大限に抑制することができます。

4. 仕組み

イーサリアムの現在のコンセンサスレイヤー（ビーコンチェーン）の設計が確定して以来、暗号学者たちはSNARKに関して重大な進展を遂げています。イーサリアムの状態遷移関数（つまり、ブロックチェーンの正しい見方を維持するためのバリデータと、統合された状態変化メッセージ）をSNARK化することで、4秒間隔と単一のスロットの最終性を獲得できます。

一方、ブロックの生成と最終性時間の減少は、ETH坊L1取引の体験に肯定的な影響を与え、待機時間をドロップさせることができます。

一方、それはまた、リモートブロック再構築戦略によって抽出された潜在的な価値を排除し、コンセンサスレイヤーの技術的負債を減らすこともできます。

また、SNARK化により、イーサリアムネットワークは量子耐性を持つことができ、これは将来のブロックチェーンに必要な機能です。

Beam Chainは以下の観点からEthereumのアップグレードを推進します：

処理速度を向上させるためのシャーディング：ETH坊 Beam Chainは、シャーディング技術を使用して、データをより小さな部分（shards）に分割して複数のトランザクションを同時に処理します。これにより、トランザクションのボトルネックが減少し、処理時間が短縮されます。

量子コンピューターに対するセキュリティ：ETH坊では、時代超越の暗号化技術を利用して、将来のスーパーコンピューターでもネットワークのセキュリティを破壊することができないようにします。

ETHブロックチェーンの統合：Beam Chainは独立したネットワークではなく、将来のETHブロックチェーンの5つの拡張とセキュリティ向上のロードマップの統合段階です。

5. 意義

ETHブロックチェーンの処理能力の上昇に関して、Beam Chainは非常に重要です。これにより、ETHブロックチェーンのスケーラビリティが向上し、取引コストが低減し、全体的なセキュリティが向上します。これにより、ネットワークは時間の経過とともに、より多くのユーザーや複雑なアプリケーションをサポートすることができます。

SNARKに基づく証明のもう一つの利点は、標準ハードウェアを搭載した一般のステーカーが上記のパフォーマンスの利点を実現できることです。32 ETHから1 ETHにステーキングの敷居が下がった後、ネットワークパフォーマンスの向上に伴い、ETHネットワークのステーカーの分散化も改善されるでしょう。

特に閾値のドロップ、例えばEbunkerのeNodeなどの関連するハードウェア装置と組み合わせると、家庭用のバリデータデバイスが数多くの世帯に普及することが可能になります。ETHは依然として世界中で最もノード数が多く、最も分散化したパブリックチェーンです。

Beam ChainのビジョンはETHネットワークの変化を直ちにもたらすわけではありませんが、長期的なロードマップを明らかに変えることはないかもしれません。しかし、優先順位の変更により、特定のコンポーネントの開発が加速されます（たとえば、現在のロードマップではいくつかの重要なアップグレードが2029年に設定されていますが、Beam Chainによって重要なアップグレードがより早く実施される可能性があります）。

もし BEAM チェーンが十分なコミュニティのサポートを得ると、開発者は来年仕様を策定し、その後2026年には開発クライアントチームが本番コードを書き、2027年にテストを行い、最終的にETHメインネットに安全に展開することができます。BEAM チェーンの実装はまだ遠いように見えますが、分散化オープンソースソフトウェアにとって、これらのセキュリティ冗長性は非常に必要です。

一言で言えば、BEAMチェーンはZKパスを通じて、過去の"技術的負債"を一挙に解決しました。これらの改善は、イーサリアムの"世界クラスの分散化"を維持しながら、L1機能を大幅に改善する可能性があります。

同時、新しいアプローチが導入された量子耐性等の長期的な解決策により、ETHブロックチェーンのコンセンサスレイヤーは「メンテナンスモード」に配置され、これによりETHブロックチェーンが将来数十年にわたって安全で効率的で適応性があり、革新を実現するための徹底的な再設計が不要となります。

ETH坊は未だに粘り強く長期的な展望を持っており、これはブロックチェーンと業界全体にとって喜ばしい進展です。これにより、現在の活気ある市場状況においても、私たちは依然としてETH坊に対して楽観的な基盤を維持しています。