Завьялов Илья Николаевич про Beam Chain.

Перед тем как вы погрузитесь в изучение статьи, обратите внимание на тот факт что всё упомянутое в ней не является финансовой рекомендацией для принятие более взвешенного решения просьба провести свое собственное исследование.

DevCon 2024 Beam Chain

Ethereum продолжает развиваться, находя новые пути для улучшения масштабируемости, безопасности и производительности своей сети. На конференции DevCon 2024 Джастин Дрейк, исследователь Ethereum Foundation, представил предложение по полной переработке уровня консенсуса Ethereum. Этот проект получил название Beam Chain.

Новый подход представляет собой переработку с нуля текущего уровня консенсуса Beacon Chain, который был введён во время перехода на Proof-of-Stake (PoS). Beam Chain обещает значительно ускорить работу сети, снизить требования к валидаторам, сделать Ethereum устойчивым к угрозам квантовых вычислений и заложить основу для его долгосрочного развития, потенциально вступая в эпоху ZK консенсуса Ethereum. 

Переход Ethereum на Proof-of-Stake

В сентябре 2022 года Ethereum совершил одно из самых значительных обновлений в своей истории, завершив переход от консенсуса Proof-of-Work (PoW) к Proof-of-Stake (PoS). Этот процесс, известный как The Merge, объединил основную сеть Ethereum с Beacon Chain — уровнем консенсуса, который уже работал на PoS. 

Основные достижения The Merge

1. Сокращение энергопотребления

The Merge радикально уменьшил углеродный след Ethereum. Переход на PoS сократил энергопотребление сети более чем на 99%. Это сделало Ethereum одной из самых энергоэффективных блокчейн-сетей, значительно улучшив его экологическую устойчивость. 

2. Устранение зависимости от майнинга

Переход на PoS устранил необходимость в мощных вычислительных устройствах для подтверждения транзакций. Вместо этого валидаторы начали использовать стейкинг ETH для участия в консенсусе, что сделало процесс более доступным и справедливым. 

3. Закладка фундамента для будущих обновлений 

The Merge был первым этапом в масштабной дорожной карте Ethereum по улучшению масштабируемости, безопасности и функциональности. Он открыл путь для таких обновлений, как Danksharding, Proto-Danksharding, и теперь предложенного Beam Chain.

Что такое Beam Chain? 

Beam Chain — это проект модернизации консенсусного уровня Ethereum, который интегрирует достижения в области криптографии, в том числе технологии с нулевым разглашением (SNARK). 

Beam Chain направлен на улучшение: 

• Скорости обработки блоков.
• Механизмов стейкинга.
• Криптографической защиты.
• Доступности участия для валидаторов.

В отличие от предыдущих обновлений, таких как The Merge, Beam Chain предлагает гораздо более радикальные изменения, что делает его самым амбициозным предложением в истории Ethereum.

Почему нужен Beam Chain? 

С момента запуска Beacon Chain прошло пять лет, и, хотя этот уровень консенсуса доказал свою эффективность, он накопил значительный технический долг. Кроме того, за последние годы появилось множество новых технологий, которые изначально не были учтены в проектировании Beacon Chain, таких как:

• Методы оптимизации сетевой децентрализации.
• Доказательства с нулевым разглашением (ZK proofs and SNARKS).
• Пост-квантовая криптография.

Основные проблемы, которые решает Beam Chain:

1. Масштабируемость: Текущая архитектура Beacon Chain ограничивает скорость транзакций и время финализации.
2. Сложность стекинга: Для запуска валидатора требуется 32 ETH, что ограничивает участие пользователей с меньшими активами.
3. МЕV (Максимально извлекаемая стоимость): Механизмы реорганизации блоков создают риски для честных участников сети.
4. Будущее квантовых вычислений: Современные алгоритмы должны быть устойчивыми к угрозам квантовых компьютеров.

Beam Chain предлагает решения для всех этих проблем.

Ключевые обновления в Beam Chain

1. Ускорение работы сети

Beam Chain значительно сокращает время на обработку транзакций и финализацию блоков:

• Слоты сокращены до 4 секунд. Это позволит быстрее обрабатывать транзакции и повышать общую пропускную способность сети.
• Однослотовая финализация: Блоки будут подтверждаться всего за один слот, что делает транзакции практически мгновенными.

Сравнительно с текущим временем слотов в 12 секунд и финализацией в три эпохи, эти изменения делают работу сети более плавной и быстрой. 

2. Снижение требований к стекингу

Beam Chain снижает барьер для участия в сети, уменьшая минимальные требования к валидаторам с 32 ETH до всего 1 ETH. 

Это создаёт: 

• Широкие возможности для новых участников: Открывается доступ для более широкого круга пользователей, что повышает уровень децентрализации сети.
• Привлечение «новой крови»: Снижение входного порога делает Ethereum более привлекательным для начинающих участников. 

3. Интеграция SNARKs (доказательств с нулевым разглашением)

Технология SNARKs, или «SNARKификация,» позволяет сети проводить проверку состояния и переходов без необходимости раскрытия исходных данных.
Преимущества SNARKификации:

• Улучшение масштабируемости: Узлы смогут проверять блоки с минимальными вычислительными затратами.
• Повышение безопасности: Защита от манипуляций и атак со стороны злоумышленников.
• Квантовая устойчивость: Готовность к угрозам квантовых компьютеров.

4. Устранение MEV и реорганизации блоков

Beam Chain устраняет возможность извлечения ценности из реорганизации блоков (MEV), что делает сеть более честной и устойчивой для всех участников.

Это достигается за счёт:

• Механизмов включения списков транзакций: Обеспечивается равномерная обработка всех заявок.
• Аукционов для выполнения: Устраняется стимул для манипуляций с последовательностью блоков.

5. Пост-квантовая криптография

Beam Chain интегрирует криптографические алгоритмы, устойчивые к квантовым атакам. Это делает Ethereum готовым к будущим вызовам и позволяет сохранять его лидирующую позицию в долгосрочной перспективе.

Влияние на экосистему Ethereum и Layer 2

Beam Chain оказывает влияние не только на основную сеть Ethereum, но и на экосистему решений второго уровня (L2):

• Финализация: Ускоренное подтверждение транзакций уменьшит задержки между L1 и L2.
• Снижение стоимости: Оптимизированная обработка блоков снизит комиссии на L2-решениях.

• Масштабируемость L2: Упрощение взаимодействия с L1 создаёт новые возможности.

План внедрения Beam Chain

Реализация Beam Chain будет длительным и поэтапным процессом:

• 2025 год: Разработка спецификаций.
• 2026 год: Написание кода клиентскими командами.
• 2027-2029 годы: Тестирование на тестнетах и подготовка к внедрению на основной сети.

Эти сроки подчёркивают осторожность и внимание к деталям со стороны команды Ethereum Foundation, которая стремится минимизировать риски и обеспечить безопасность обновления.

Заключение

Beam Chain не просто улучшает текущий уровень консенсуса Ethereum, но и закладывает основу для его дальнейшего развития. Благодаря интеграции SNARKs, снижению барьеров для валидаторов и внедрению квантовой устойчивости, Ethereum становится готовым к вызовам будущего.

Хотя процесс реализации Beam Chain может занять годы, это обновление обещает стать переломным моментом для экосистемы, предоставляя пользователям более быструю, безопасную и доступную сеть.