Перестройка консенсусного уровня Beam Chain ETH: путь к истине или технический тупик

Автор: 0xNatalie

На конференции Devcon ключевой участник Фонда Ethereum Джастин Дрейк предложил предложение о полной перестройке консенсусного слоя Ethereum, назвав его Beam Chain. Путем переработки консенсусного слоя достигается решение проблемы MEV, повышение масштабируемости и безопасности, а также применение ZK-технологии для повышения производительности. Beam Chain в основном следует изменениям в консенсусном слое и не включает создание нового токена или изменение существующей блокчейн-архитектуры.

Сеть Эфириума уже пять лет использует слой Соглашения (Beacon Chain), и хотя он хорошо себя показывает в плане безопасности, с течением времени технический долг только накапливается. Кроме того, с углублением изучения MEV и быстрым развитием технологии ZK в сообществе Эфириума, текущий слой Соглашения не обладает достаточной адаптивностью к новейшим технологиям. План по реконструкции Beam Chain направлен на устранение технической нагрузки, чтобы обеспечить Эфириуму большую гибкость и адаптивность в будущем.

Технические особенности

На техническом уровне Beam Chain имеет две особенности: Snarkification с использованием ZKVM и агрегированная подпись на основе хеша.

Слой Соглашения отвечает за то, как все Узлы в сети достигают согласия относительно состояния цепочки (например, порядок транзакций, баланс счетов и т.д.). В Ethereum задачи Слоя Соглашения включают проверку Блоков, проверку подписи, обработку форков, поддержку и обновление состояния счетов и т.д. Основная операция Слоя Соглашения - это переход состояний, то есть переход от состояния одного Блока (например, баланс счетов после транзакции) к состоянию следующего Блока. Эти операции часто включают в себя много вычислений, а Snarkification - это технологический метод перевода процесса вычислений в Доказательство с нулевым разглашением.

Beam Chain использует ZKVM для Snarkification консенсусного слоя, преобразуя функцию перехода состояния в Доказательство с нулевым разглашением. ZKVM отвечает за перемещение вычислительного процесса вне блокчейна, тем самым снижая вычислительную нагрузку на блокчейн. Каждый Узел может подтвердить правильность состояния, проверив Доказательство с нулевым разглашением, без необходимости повторных вычислений. Кроме того, Beam Chain позволяет валидаторам выбирать подходящую ZKVM, не принуждая использовать определенную ZKVM в протоколе блокчейна.

Одновременно с развитием квантовых вычислений традиционные методы шифрования (например, эллиптическая кривая шифрования) могут столкнуться с риском взлома. Это означает, что безопасность текущих систем блокчейна (таких как закрытый ключ и проверка подписи) может быть нарушена при появлении квантового компьютера. Чтобы справиться с этой угрозой, Beam Chain предлагает схему агрегирования подписей на основе хеша. Хеш-функции обладают постквантовой стойкостью и могут противостоять атакам квантовых вычислений. Эта схема не только улучшает эффективность агрегации подписей, но также обеспечивает более высокий уровень безопасности в будущем.

Кроме того, Beam Chain использует PBS, вводит список, проведение аукциона для снижения негативного влияния MEV. Также планируется снизить минимальные требования для стейкинга валидаторов с 32 ETH до 1 ETH, чтобы еще больше увеличить Децентрализация. Переход на весь Beam Chain будет осуществляться поэтапно, постепенно заменяя функции Beacon Chain, предположительно, потребуется пять лет.

Мнение сообщества

Озабоченность по поводу времени разработки: Сообщество общим образом выразило озабоченность длительным периодом разработки Beam Chain в 5 лет, и некоторые члены также сомневаются, является ли целью Beam Chain постепенно сделать характеристики Ethereum ближе к Solana.

• Партнер-учредитель Delphi Ventures Хосе Мария Маседо выразил разочарование по поводу Beam Chain. Он считает, что основные улучшения Beam Chain сводятся только к рефакторингу кодовой базы, включая время блока в 4 секунды и возможность “противостоять квантовым атакам”, но эти изменения, по его мнению, будут реализованы только в 2029-2030 годах. Такие улучшения недостаточны для того, чтобы сохранить преимущество ETHериума L1 в конкурентной среде блокчейна, и даже не способствуют формированию долгосрочной конкурентоспособности ETHериума.
• Генеральный директор Helius Mert также выразил беспокойство по поводу графика разработки Beam Chain. Если действительно потребуется до 2029 года, то Ethereum может столкнуться с трудностями в поддержании конкурентоспособности на быстро развивающемся рынке блокчейн.
• Разработчик EthStorage Qi Zhou считает, что время, необходимое для завершения проекта Beam Chain, до 2030 года, является чрезмерно длительным. Он предлагает сосредоточиться на разработке с использованием одного языка программирования (например, Rust или Go), чтобы ускорить процесс. Ethereum может обратиться к подходу Cosmos в области управления техническим долгом, используя модель “re-genesis” (пересоздание генезис-блока, сохранение основных данных состояния пользователей и контрактов, удаление избыточных исторических данных и устаревшего кода), чтобы решить технические проблемы и облегчить бремя наследия.
• Основатели Hydrogen Labs, включая Меира, беспокоятся о том, что график развития Beam Chain слишком долгий и, возможно, не сможет удовлетворить потребности в масштабируемости Ethereum в качестве полноценной блокчейн-платформы. Если цель Ethereum заключается в том, чтобы стать эффективной блокчейн-платформой, а не просто цифровым активом, то требуются более быстрые и агрессивные улучшения масштабируемости, а не поэтапная оптимизация в течение следующих пяти лет.
• Разработчик cygaar объяснил, почему необходим график развития Beam Chain в 5 лет. Он отметил, что ETH坊 не является обычным маленьким блокчейном, это второй по величине блокчейн в мире с активами общей стоимостью 600 миллиардов долларов, имеющий 4000 миллиардов долларов базовой стоимости активов и поддерживаемый тысячами приложений. Реализация такого масштабного изменения в распределенной и работающей в реальном времени сети ETH坊 крайне сложна и связана с огромными рисками, поэтому требуется длительная подготовка и строгие тестирования. Любая ошибка может привести к серьезным потерям для пользователей.
• Владелец клиента ETH Prysm, terence, выразил беспокойство о длительном времени реализации Beam Chain, который является «конечной целью» ETH, в этот период ETH будет непрерывно улучшаться через Хардфорк. Некоторые предложения в Beam Chain помогут повысить децентрализацию и устойчивость к цензуре ETH. В то же время ETH также будет непрерывно улучшать доступность данных, устойчивость к цензуре, производительность EVM и т. д., чтобы удовлетворить постоянно меняющиеся потребности. Стратегический директор Flashbots Hasu считает, что предложение по Beam Chain не следует раздувать, поскольку это долгосрочный проект, реализация которого займет как минимум 5 лет, и большинство улучшений уже присутствуют в техническом плане. Настоящая новизна заключается в связывании этих улучшений в тестировании и их будущей полной замене на цепи, что должно было ускорить процесс. Тем не менее, многие члены сообщества ошибочно рассматривают это предложение как захватывающий выход “ETH 3.0”, даже надеясь повторить некоторые особенности Solana, что приводит к разочарованию. Основатель MetaLeX gabrielShapir0 считает, что ключевая ценность Ethereum заключается в ее Децентрализация и автономность, а Beam Chain значительно улучшит эти ключевые характеристики. Многие хотели бы, чтобы Ethereum предлагала различные продукты, услуги или соответствовала более популярным тенденциям и повествованиям, но это не является направлением Ethereum, а скорее Solana.

Технические вызовы

• Ядрофонда Ethereum Петер считает, что предложение по Beam Chain содержит слишком много изменений, объединенных в один пакет, что с технической и управленческой точек зрения может вызвать потенциальные проблемы. С технической точки зрения слишком много изменений увеличивает вероятность ошибок. С точки зрения управления, упаковка нескольких изменений может привести к игнорированию деталей и увеличению риска споров. Он предлагает сначала реализовать низкодиффикультные улучшения на Beacon Chain, а затем поэтапно внедрять более сложные изменения, чтобы система постепенно приспосабливалась и избежать единовременной полной реформы.
• Исследователь ETH-сети mteam сказал, что предложение Beam Chain, хотя и объявлено новой концепцией, на самом деле объединяет множество старых идей. Он поддерживает это предложение, но также опасается, что такое обновление может помешать исследованиям на уровне исполнения. Уровень исполнения и уровень согласования являются двумя независимыми направлениями исследований, которые должны улучшаться параллельно, чтобы избежать взаимного влияния.
• Директор исследований SMG Макс Ресник заявил, что Ethereum нуждается в более грандиозной видении, а не должен быть связан пятилетним поэтапным постепенным улучшением. Он призывает вернуться к первоначальной цели Ethereum, сделать его глобальной вычислительной платформой, помогающей разработчикам решать самые сложные координационные проблемы. Он выдвинул цели, которые Ethereum должен достичь в ближайшие пять лет, включая: достижение времени блока в 1 секунду; окончательность в одном слоте, обеспечивающая кросс-чейн взаимодействие и интероперабельность; значительное увеличение пропускной способности (>1000 TPS); множественные параллельные предложения для обеспечения способности реального времени к антицензуре.