Перебудова шару консенсусу ETH Beam Chain: шлях до кінцевої мети або технічна загадка

Автор: 0xNatalie

На конференції Devcon основний учасник фонду ETH Justin Drake висунув пропозицію щодо повної перебудови консенсусного рівня ETH під назвою Beam Chain. Шляхом перепроектування консенсусного рівня запропоновано пом’якшити проблему MEV, підвищити масштабованість та безпеку, а також використати технологію ZK для покращення продуктивності. Beam Chain в основному відображає зміни в консенсусному рівні та не передбачає створення нових Токенів або зміну існуючої Блокчейн архітектури.

У розробці перебудови Beam Chain наразі знаходиться Консенсус шара (Beacon Chain) Ethereum, що існує протягом останніх п’яти років. Хоча вона досить надійна з точки зору безпеки, з часом накопичується технічний борг. Крім того, існуючий Консенсус шар не дотримується нових технологій, таких як MEV та швидкий розвиток технології ZK, що досліджується у спільноті Ethereum. Перебудова Beam Chain має на меті зняти технічне навантаження, щоб Ethereum мав більшу гнучкість та пристосованість до майбутніх викликів.

Технічні особливості

На технічному рівні Beam Chain має дві особливості: реалізацію Snarkification за допомогою ZKVM та використання агрегованого підпису на основі хешу.

Шар консенсусу відповідає за досягнення узгодженості між усіма нодами у мережі щодо стану блокчейну (наприклад, порядок транзакцій, баланси рахунків тощо). У мережі Ethereum завдання шару консенсусу включає перевірку блоків, перевірку підписів, обробку форків, підтримку та оновлення стану рахунків тощо. Однією з ключових операцій шару консенсусу є передача стану, тобто перехід від стану одного блоку (наприклад, баланс рахунку після транзакцій) до стану наступного блоку. Ці операції часто потребують значних обчислень, а Snarkification є технічним засобом перетворення обчислювального процесу на zk-SNARKs.

Beam Chain використовує ZKVM для забезпечення Snarkification шару згоди та перетворення функції переходу стану в Доказ із нульовим розголошенням. ZKVM відповідає за переміщення обчислювального процесу поза блокчейном, щоб зменшити обчислювальне навантаження на блокчейн. Кожен вузол може підтвердити правильність стану, перевіривши Доказ із нульовим розголошенням, без повторного обчислення. Крім того, Beam Chain дозволяє валідаторам вибирати підходящий ZKVM, не обов’язково включати певний ZKVM в протокол блокчейну.

Одночасно, з розвитком квантових комп’ютерів, традиційні методи шифрування (наприклад, еліптичні криві шифрування) можуть бути піддані ризику розкриття. Це означає, що безпека поточних систем блокчейну (таких як закритий ключ і підтвердження підпису) може бути підірвана після появи квантових комп’ютерів. Щоб протистояти цій загрозі, Beam Chain впроваджує схему агрегованого підпису на основі хешу. Функції хешу мають постквантову стійкість і можуть протистояти атакам квантових обчислювальних систем. Ця схема не тільки підвищує ефективність агрегації підписів, але й забезпечує вищий рівень безпеки в майбутньому.

Крім того, Beam Chain використовує PBS, щоб зменшити негативний вплив MEV, вводячи список, проведення аукціонів. Планується зниження мінімальних вимог до застави валідаторів з 32 ETH до 1 ETH для подальшого покращення децентралізації. Перехід на весь Beam Chain буде проводитися поетапно, замінюючи функції Beacon Chain, процес очікується триватиме п’ять років.

Погляд спільноти

Занепокоєння щодо часу розробки: Спільнота загалом висловлює занепокоєння щодо 5-річного терміну розробки Beam Chain, а також питає, чи має Beam Chain на меті поступово наблизити Ethereum до функцій Solana.

• Партнер-засновник Delphi Ventures Жозе Марія Маседо виразив розчарування щодо ланцюжка Beam Chain. Він вважає, що основні поліпшення в Beam Chain - це лише рефакторинг кодової бази, включаючи час блоку в 4 секунди та можливість ‘протидії квантовим атакам’, але ці зміни, ймовірно, будуть реалізовані лише у 2029-2030 роках. Такі поліпшення недостатні для того, щоб забезпечити перевагу L1 Ethereum в конкурентному середовищі блокчейну, навіть не вистачить для формування наративу, який надасть Ethereum довгострокову конкурентоспроможність.
• Мерт, генеральний директор платформи розробки Solana, Helius, також висловив занепокоєння з приводу термінів розробки Beam Chain. Якщо Beam Chain не потрібно буде випускати до 2029 року, ETH може бути важко залишатися конкурентоспроможним у швидкозростаючій конкуренції блокчейну.
• Іт Сторідж співзасновник Цзі Чжоу вважає, що час, необхідний для завершення Beam Chain, до 2030 року, є надто довгим. Він рекомендує зосередитися на розробці з використанням однієї мови програмування (такої як Rust або Go), щоб прискорити процес реалізації. Ethereum може взяти зразок у Cosmos у вирішенні технічного боргу за допомогою моделі «ре-генезис» (повторне створення блокчейн генезисного блоку для збереження основних даних стану користувачів та контрактів, видалення зайвих історичних даних та застарілого коду), розв’язуючи технічне навантаження та проблеми спадщини через повне скидання.
• Hydrogen Labs спільно з Meir турбується тим, що графік Beam Chain є занадто довгим і, можливо, не зможе задовольнити потреби в масштабованості ETH як повноцінної Блокчейн-платформи. Якщо метою ETH є створення ефективної платформи для Блокчейну, а не просто DA, то потрібні швидкі та агресивні покращення масштабованості, а не поступова оптимізація протягом наступних п’яти років.
• Abstract Розробник cygaar пояснює, чому графік розгортання Beam Chain на 5 років є обов’язковим. Він вказує, що ETHблокчейн - це не звичайний малий ланцюжок блоків, він є другим за величиною у світі, має загальну суму активів у розмірі 600 мільярдів доларів, базову вартість активів у розмірі 4 трильйонів доларів та кілька тисяч додатків, які на ньому ґрунтуються. Впровадження таких масштабних змін на розподіленій, реальній мережі ETHблокчейн - це дуже складний процес, повний ризиків, тому вимагає тривалої підготовки та жорсткого тестування. Будь-яка помилка може призвести до величезних втрат для користувачів.
• Розробник клієнта ETH Prysm, Terence, висловив занепокоєння щодо тривалості впровадження Beam Chain, який є “кінцевою метою” Ethereum. Протягом цього часу Ethereum буде постійно вдосконалюватися через хардфорки. Деякі пропозиції в Beam Chain сприятимуть поліпшенню децентралізації та опірності до цензури Ethereum. У той же час, Ethereum буде надалі вдосконалювати доступність даних, опірність до цензури, продуктивність EVM тощо, щоб задовольнити зростаючі потреби.
• Хасу, керівник відділу стратегії Flashbots, вважає, що пропозиція Beam Chain не повинна бути надмірно роздутою, оскільки це довгостроковий проект, реалізація якого займе не менше 5 років, і більшість поліпшень вже є в дорожній карті технології. Справжня новинка полягає в тому, щоб об’єднати та протестувати ці покращення та замінити їх усі в ланцюжку в майбутньому, що має стати родзинкою процесу прискорення. Однак багато членів спільноти помилково сприйняли цю пропозицію як захоплюючий випуск «ETH Workshop 3.0» і навіть сподівалися наслідувати деякі функції Solana, що призвело до розчарування очікувань.
• Засновник MetaLeX gabrielShapir0 вважає, що основна цінність Ethereum полягає в її Децентралізація та автономність, а Beam Chain суттєво підвищить ці ключові характеристики. Багато людей сподіваються, що Ethereum зможе надати різноманітні продукти та послуги, або відповідати більш популярним тенденціям та наративам, але це не є спрямуванням Ethereum, це спрямування Solana.

Технічні виклики

• Член основного комітету фонду ETH Péter вважає, що пропозиція Beam Chain містить занадто багато змін, згрупованих разом, і з технічної, і з управлінської точок зору є потенційні проблеми. Технічно, комбінація занадто багатьох змін збільшує ймовірність помилок. З управлінської точки зору, пакетування кількох змін може призвести до пропуску деталей та збільшити ризик конфліктів. Він рекомендує спершу вирішувати завдання з низькою складністю на Beacon Chain, а потім поетапно реалізовувати складніші зміни, щоб система могла поступово адаптуватися та уникнути радикальної реформи в один прийом.
• Дослідник Ethereum Mteam вказує, що пропозиція Beam Chain, хоч і оголошена як нова концепція, насправді є зведенням багатьох старих ідей. Він підтримує цю пропозицію, але також хвилюється, що це оновлення може завадити дослідженням рівня виконання. Рівень виконання та рівень згоди - це два незалежні напрямки дослідження, які повинні покращуватися паралельно, уникати взаємного впливу. Директор з досліджень SMG Макс Резнік вважає, що Ethereum потребує більш великої мети, а не повинен бути обмежений п’ятирічними інкрементальними поліпшеннями. Він закликає повернутися до початкової мети Ethereum, щоб зробити його глобальною обчислювальною платформою, яка допоможе розробникам вирішувати найскладніші координаційні проблеми. Він висунув цілі, яких Ethereum повинен досягти протягом наступних п’яти років, включаючи: досягнення часу блоку 1 секунда; однослотова остаточність, яка полегшить взаємодію Кросс-ланцюг; значне збільшення пропускної здатності (понад 1000 TPS); багатопотокові пропонувальники, що забезпечать здатність до реального часу боротися з цензурою.