Ethereum 3.0: Inovações revolucionárias da proposta Beam Chain

Recentemente, na conferência Devcon 2024, pessoas do ecossistema Ethereum se reuniram para discutir os últimos avanços e as futuras direções de desenvolvimento no campo. Entre eles, o plano de atualização "Ethereum 3.0" proposto pelo pesquisador da Fundação Ethereum, Justin Drake, gerou ampla atenção.

A proposta de atualização da camada de consenso conhecida como Beam Chain visa reduzir os custos computacionais e de comunicação dos validadores por meio de tecnologia de prova de conhecimento zero, diminuindo assim a barreira para se tornar um validador. Isso ajudará a atrair mais validadores para a rede, aumentando a segurança, reduzindo o cálculo redundante e melhorando a eficiência geral da rede. Além disso, a proposta também planeja aproveitar essa oportunidade para resolver problemas históricos na cadeia Beacon e se preparar para possíveis necessidades de segurança quântica no futuro.

A proposta da Beam Chain está alinhada com o trabalho de Snarkificação (SNARKification) do Ethereum no roteiro The Verge proposto anteriormente por Vitalik. Vitalik já afirmou que a transformação da camada de consenso é uma tarefa desafiadora, que requer otimizações e melhorias contínuas no desenvolvimento subsequente. A proposta da Beam Chain pode ser vista como uma resposta concreta de Vitalik sobre como realizar a Snarkificação da camada de consenso.

A Beam Chain concentra-se principalmente na transformação da camada de consenso. O seu núcleo é a função de conversão de estado que é Snarkizada, que é precisamente a vantagem da tecnologia de prova de conhecimento zero. Especificamente, a função de conversão de estado da camada de consenso inclui a função de conversão de cada slot de tempo, cada bloco e cada epoch. Essas funções envolvem a execução do algoritmo de consenso e da lógica de staking, proposta de blocos, verificação de resultados da camada de execução, verificação da raiz da árvore Merkle, verificação e agregação de assinaturas de consenso, cálculo de hash e operações de staking e resgate relacionadas ao estado de armazenamento da conta.

Vale a pena notar que, no design da Beam Chain, o Ethereum ainda considera a descentralização e a diversidade como objetivos primordiais. Portanto, não exige a utilização de algoritmos ou protocolos específicos de prova zero, mas permite que os proponentes escolham por si mesmos.

O desafio central na realização da concepção do Beam Chain é como aumentar significativamente a eficiência da prova, comprimindo o tempo de prova atual, que leva dezenas ou até centenas de segundos, para o nível de segundos. Justin propôs na conferência deste setembro a ideia de usar métodos de aceleração ASIC, ou seja, completar todo o processo desde a geração de evidências até a prova em chips dedicados, com a esperança de aumentar o tempo de geração de provas em mais de dez vezes nos próximos anos e alcançar provas em tempo real.

Com a proposta da Beam Chain, espera-se que isso conduza a comunidade a se concentrar mais no trabalho de reformulação da camada de consenso, estimulando mais ideias inovadoras. A Snarkização da camada de consenso e da camada de execução completará conjuntamente o plano final de Snarkização do Ethereum, contribuindo significativamente para melhorar a escalabilidade e o grau de descentralização do Ethereum. Ao mesmo tempo, a máquina virtual baseada na tecnologia de prova de zero conhecimento deve desempenhar um papel mais central no ecossistema do Ethereum.

Através da introdução de provas SNARK e criptografia pós-quântica, combinadas com um limite de participação reduzido e tempos de confirmação de bloco mais rápidos, a Beam Chain promete trazer características de descentralização mais fortes e um desempenho superior para o Ethereum. O avanço desta proposta abrirá novas possibilidades para o futuro desenvolvimento do Ethereum, impulsionando o progresso de toda a tecnologia blockchain.