Reconstrução da camada de consenso do Beam Chain do Ethereum: caminho final ou enigma técnico

Autor: 0xNatalie

Na conferência Devcon, Justin Drake, membro central da Fundação Ethereum, apresentou uma proposta para uma reconstrução abrangente da camada de consenso do Ethereum, chamada Beam Chain. Ao redesenhar a camada de consenso, pretende-se aliviar o problema do MEV, melhorar a escalabilidade e segurança, e aplicar a tecnologia ZK para melhorar o desempenho. Beam Chain segue principalmente as mudanças na camada de consenso, sem envolver a criação de novos Tokens ou alterações na arquitetura da Blockchain existente.

A camada de Consenso (Beacon Chain) da ETH tem cinco anos e, embora seja segura, acumulou dívidas técnicas ao longo do tempo. Além disso, com a pesquisa da comunidade da ETH sobre MEV e o rápido avanço da tecnologia ZK, a camada de Consenso existente não é suficientemente adaptável às novas tecnologias. O plano de reconstrução da Beam Chain visa eliminar o ônus técnico para que a ETH possa ser mais flexível e adaptável no futuro.

Destaques técnicos

A Beam Chain tem duas características tecnicamente: Snarkification realizada através do ZKVM e assinatura agregada baseada em hash.

A camada de Consenso é responsável por determinar como todos os nós na rede concordam sobre o estado da cadeia (por exemplo, a ordem das transações, saldos de contas, etc). No Ethereum, as tarefas da camada de Consenso incluem a validação de blocos, verificação de assinaturas, tratamento de forks, e a manutenção e atualização do estado das contas. A operação chave da camada de Consenso é a transferência de estado, ou seja, a transição do estado de um bloco (por exemplo, o saldo da conta após uma transação) para o estado do próximo bloco. Muitas vezes, essas operações envolvem muitos cálculos, e a Snarkificação é uma técnica para transformar o processo de cálculo em uma prova de conhecimento zero.

Beam Chain utiliza ZKVM para Snarkification da camada de consenso, transformando a função de transferência de estado em Prova de conhecimento zero. O ZKVM é responsável por mover o processo de cálculo para fora da cadeia, aliviando a carga de cálculo na cadeia. Cada nó pode confirmar se o estado está correto através da validação de Prova de conhecimento zero, sem a necessidade de recalcular. Além disso, o Beam Chain permite que os validadores escolham a ZKVM adequada, sem forçar uma ZKVM específica no protocolo da cadeia.

Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento da computação quântica, a tecnologia de encriptação tradicional (como a encriptação de curva elíptica) pode enfrentar riscos de ser quebrada. Isso significa que a segurança dos sistemas blockchain atuais (como Chave privada e verificação de assinatura) pode ser comprometida após a aparição do Computador quântico. Para lidar com essa ameaça, a Beam Chain introduziu um esquema de assinatura agregada baseado em hash. A função hash tem segurança pós-quântica e pode resistir a ataques de computação quântica. Esse esquema não apenas aumenta a eficiência de agregação de assinaturas, mas também proporciona maior segurança no futuro.

Além disso, o Beam Chain adota PBS, introduzindo listas e realizando leilões para reduzir o impacto negativo do MEV. Também planeia diminuir o requisito de stake mínimo dos validadores de 32 ETH para 1 ETH, para aumentar ainda mais a Descentralização. A transição completa do Beam Chain será feita em fases, substituindo gradualmente as funções da Beacon Chain, prevendo-se que leve cinco anos.

Opinião da comunidade

Preocupações com o tempo de desenvolvimento: A comunidade expressa preocupações generalizadas com o período de desenvolvimento de 5 anos para a Beam Chain, ao mesmo tempo em que alguns membros questionam se o objetivo da Beam Chain é tentar aproximar gradualmente as características do Ethereum das características da Solana.

• O co-fundador da Delphi Ventures, José Maria Macedo, está desapontado com a Beam Chain. Ele acredita que a melhoria central da Beam Chain é apenas uma reestruturação do repositório de códigos, incluindo um tempo de Bloco de 4 segundos e a capacidade de ‘resistir a ataques quânticos’, mas essas mudanças são esperadas apenas para 2029-2030. Essas melhorias não são suficientes para manter a vantagem do L1 da Ethereum na competição da cadeia Bloco, e até mesmo não conseguem construir uma narrativa de longo prazo de competitividade para a Ethereum.
• CEO da Helius, Mert, que desenvolve na plataforma Solana, também expressou preocupação com o cronograma de desenvolvimento da Beam Chain. Se de fato a Beam Chain precisar esperar até 2029 para ser lançada, a Ethereum pode ter dificuldade em manter sua competitividade em meio à rápida competição de blockchain.
• O desenvolvedor Qi Zhou da EthStorage acredita que o tempo estimado para a conclusão da Beam Chain, que é até 2030, é muito longo. Ele sugere focar no desenvolvimento usando uma única linguagem de programação, como Rust ou Go, para acelerar o processo de implementação. O Ethereum pode se inspirar no modelo de “re-genesis” do Cosmos para lidar com dívidas técnicas, recriando o bloco de gênese da cadeia (Bloco de Génesis), preservando os dados essenciais do estado dos usuários e contratos, removendo dados históricos redundantes e código obsoleto através de uma reinicialização completa.
• Hydrogen Labs cofundador Meir está preocupado com o cronograma longo da Beam Chain e a possibilidade de não atender às necessidades de escalabilidade do Ethereum como uma cadeia de bloco completa. Se o objetivo do Ethereum é ser uma plataforma de bloco eficiente em vez de apenas uma aplicação descentralizada, serão necessárias melhorias de escalabilidade mais rápidas e agressivas, em vez de otimizações graduais nos próximos cinco anos.
• O desenvolvedor cygaar explicou por que o cronograma de 5 anos da Beam Chain é necessário. Ele observou que o Ethereum não é uma blockchain pequena comum, mas a segunda maior blockchain global, com um TVL de 600 bilhões de dólares, um valor de ativos básicos de 4 trilhões de dólares e milhares de aplicativos dependentes dela. Implementar mudanças de tal escala em uma rede Ethereum distribuída e em tempo real é extremamente difícil e arriscado, exigindo preparação e testes rigorosos por um longo período de tempo. Qualquer erro pode resultar em perdas significativas para os usuários.
• O mantenedor do cliente Prysm da Ethereum, terence, expressou preocupações com a duração da implementação da Beam Chain, que é o ‘objetivo final’ do Ethereum. Durante este período, o Ethereum continuará a melhorar através de um Hard Fork. Algumas propostas na Beam Chain contribuirão para aumentar a descentralização e a resistência à censura do Ethereum. Ao mesmo tempo, antes da implementação, o Ethereum continuará a melhorar a disponibilidade de dados, a resistência à censura, o desempenho da EVM, etc., para atender às necessidades em constante mudança.
• Hasu, chefe de estratégia da Flashbots, acredita que a proposta da Beam Chain não deve ser exagerada, pois é um projeto de longo prazo que levará pelo menos 5 anos para se materializar, e a maioria das melhorias já está no roteiro de tecnologia. A verdadeira novidade é agrupar e testar essas melhorias e substituí-las todas on-chain no futuro, o que deve ser o destaque do processo de aceleração. No entanto, muitos membros da comunidade erroneamente viram a proposta como um lançamento empolgante do “ETH Workshop 3.0”, e até esperavam emular alguns dos recursos de Solana, o que levou a uma frustração de expectativas.
• O fundador da MetaLeX, gabrielShapir0, acredita que o valor central do Ethereum está na sua descentralização e autonomia, e a Beam Chain melhorará significativamente essas características centrais. Muitas pessoas esperam que o Ethereum ofereça produtos, serviços diferentes, ou acompanhe tendências e narrativas mais populares, mas esse não é o objetivo do Ethereum, é a direção do Solana.

Desafio técnico

• O membro central da Ethereum Foundation, Péter, acredita que a proposta Beam Chain tem muitas mudanças reunidas, o que pode levar a potenciais problemas técnicos e de governança. Tecnicamente, a combinação de muitas mudanças aumenta a possibilidade de erro. Em termos de governança, empacotar várias mudanças pode levar a detalhes sendo negligenciados e aumentar o risco de controvérsia. Ele sugeriu lidar primeiro com tarefas de melhoria de baixa dificuldade na Beacon Chain e, em seguida, implementar mudanças mais complexas em etapas para permitir que o sistema se adapte gradualmente e evitar uma reforma completa de uma só vez.
• O pesquisador do ETH mteam afirmou que a proposta da Beam Chain, embora anunciada como uma nova ideia, na verdade reúne muitas ideias antigas do passado. Ele apoia essa proposta, mas também está preocupado que essa atualização possa interferir na pesquisa da camada de execução. As camadas de execução e de consenso são duas direções de pesquisa independentes que devem ser melhoradas em paralelo, evitando interferências mútuas.
• O diretor de pesquisa da SMG, Max Resnick, afirmou que o Ethereum precisa de uma visão mais ampla e não deve ser limitado por melhorias incrementais de cinco anos. Ele pede um retorno à ideia original do Ethereum, transformando-o em uma plataforma computacional global que ajuda os desenvolvedores a resolver problemas de coordenação complexos. Ele propõe metas que o Ethereum deve alcançar nos próximos cinco anos, incluindo: tempo de bloco de 1 segundo; finalidade em um único slot (Single-slot Finality) para facilitar a interoperabilidade entre cadeias; aumento significativo na capacidade de transação (>1000 TPS); múltiplos proponentes paralelos para capacidade de resistência à censura em tempo real.