執筆者: Tia、Techub News
昨日、タイで開催された Devcon のメインステージで、イーサリアム研究者の Justin Drake 氏がスピーチの形でビーム チェーン提案の立ち上げを完了しました。ビーム チェーンは、イーサリアムのコンセンサス層を再設計するジャスティンの提案です。この提案は、イーサリアムの究極のビジョンに向けてさらに前進するためのビーコン チェーンのさらなるアップグレードです。この記事では、ビーム チェーン提案の改善の目標と、それに関連する技術的な実装について簡単に概要を説明します。
これはコンセンサス層の再設計ですが、ビームチェーンは引き続きイーサリアムトークンを使用し、新しいトークンや新しいネットワークを発行しません。
ビームチェーンを提案する理由
Ethereum には、実行層、BLOB データ層、コンセンサス層の 3 つの層があります。実行層は、トランザクションを処理してスマート コントラクトを実行し、アプリケーションの状態とロジックを直接管理するイーサリアムの一部です。 BLOB データ レイヤーは、アプリケーションに必要な長期データ ストレージを含む、大量のデータの保存を担当します。これら 2 つの層はアプリケーションと直接対話する層であり、変更はこれらの層の互換性に直接影響します。
コンセンサス層は主に、ネットワーク ノード全体の間でデータのコンセンサスを確保する責任を負い、アプリケーションのステータスやデータを直接処理しません。この間接的な方法により、アプリケーションに直接影響を与えることなく、イノベーションやアップグレードを導入することが比較的容易になります。したがって、Beam Chain 提案のようなコンセンサス層の改善は、フロントエンド アプリケーション層の互換性を破壊することなく、イノベーションの余地を提供できます。
さらに、Beacon Chain は 5 年前に設計されたもので、すでに非常に古いものです。 5 年が経過し、市場はビーコン チェーンのいくつかの間違いを完全に理解し、MEV に対する理解も深まりました。それは SNARK テクノロジーのブレークスルーと一致したため、ブレークスルーに乗って、イーサリアムのコンセンサス層に一連の修復が行われました。
ビームチェーンが達成しようとしているもの
目標は、ブロックの生成、ステーキング、暗号化の 3 つの部分に分けることができます。
ブロック生成には主に MEV に関連する 3 つの目標があります。1 つは検閲耐性を高めるために包含リストを使用すること、もう 1 つはブロック生成からバリデータを分離するためにアテスター プロポーザーの分離とオークションの実行を使用することです。スロット時間を 4 秒に短縮します。
ステーキング部分の目標は、現在の発行曲線を改善し、ステーキングしきい値を 32 ETH から 1 ETH に下げ、単一スロットのファイナリティを迅速に達成することです。
暗号化部分の目標は、zkVM などを使用してチェーンの巧妙化を実現すること、イーサリアム暗号化のセキュリティを数十年または数世紀にわたって維持できるようにすること、および MinRoot VDF などを使用して強力なランダム性を維持することです。
これらの目標を達成する方法について、ジャスティンはこれらの目標を 2 つのカテゴリーに分類しました。緑色の部分は段階的に分岐する形で完成し、赤色の部分は同時に全体的に完成する必要があります。
スナーキファケーション (zk-SNARKs テクノロジーを使用してデータや計算を証明する) を例に取ると、リアルタイム証明 (リアルタイム証明) を実現したい場合は、ハッシュ関数、署名方法、シリアル化とマークル化の変更。署名方法は、検証を迅速に生成して完了できる必要があり、複雑なデータ構造をノード間で送信および保存できるようにシリアル化する必要があり、シリアル化されたデータは要件を満たすためにマークル ツリーによって処理されます。証明には、状態の効率的な検証だけでなく、データの検証可能なフォーマットと変換も必要です。
ZKベースビームチェーン
過去にイーサリアムのコンセンサスは POW から POS への変更を経験しましたが、ビーム チェーン メカニズムではコンセンサスがさらに更新され、完全に ZK ベース、つまりスナークがコンセンサス層全体に適用されます。
チェーンスナーキフィケーション
強調すべき部分は、状態遷移にのみ存在するが、いくつかの基本レベルの計算 (トランザクションや状態遷移を処理する前にコンセンサス メカニズムによって実行される論理計算)、ネットワーク層 (ノード間の通信とデータ転送)、キャッシュ管理とパフォーマンスにも存在することを強調しておく必要があります。最適化は変更されず、ZK の影響を受けません。
Beam Chainの実装コード(GoやRustで書かれたBeam Chainのコアロジックやコンセンサスアルゴリズムのコードなど)は、コードをzkVMが理解できる形式に変換する必要があります。 Beam Chain の実装コードが zkVM コード形式にコンパイルされた後、zkVM はこれらのコードを実行し、ブロックチェーンの外部入力を読み取り、状態遷移プロセスの合法性を検証し、ゼロ知識証明を生成できます。
zkVM は、ゼロ知識証明の検証のために特定の形式のコードを理解するゼロ知識仮想マシンを実行する環境です。コードを zkVM 実行可能形式にコンパイルするプロセスには、高レベル言語 (Go や Rust など) を低レベルの中間形式 (RISC-V 命令セットなど) に変換し、それを zkVM で実行することが含まれる場合があります。
現在、RISC-V は zkVM の業界標準となっています。現在、Risc-v zkVM を提供している企業は 7 社あります。
証明書の卑劣化
スナークを使用するもう 1 つの部分は、集約署名 (集約可能署名) です。これは、複数の検証者と証人 (証明者) の署名の圧縮プロセスであり、多数の署名を 1 つの検証可能な証拠に集約します。
ポスト量子集合署名セキュリティ (量子攻撃に対する耐性) が必要なため、ここではハッシュ関数が使用されることが予想されます。ハッシュ関数は、ポスト量子セキュリティのレベルを備えており、暗号を構築するための暗号システムの基本コンポーネントまたは基本モジュールとして使用できます。ハッシュベースのスナークを使用すると、数千の署名を証明に圧縮できます。これはポスト量子集合署名です。さらに、この種のポスト量子集約署名は無限に再帰的であり、複数の集約署名を継続的に重ね合わせて再度集約することができ、従来の BLS 署名集約と比較して大幅に向上しています。
過去数か月間で、スナークベースのハッシュ関数テクノロジーが大幅に改善され、ラップトップから証明を迅速に生成できるようになり、1 秒あたり約 200 万回のハッシュ操作を完了できるようになりました。このパフォーマンスのブレークスルーにより、量子後の安全な集約署名スキームが実際により実用的となり、効率的で量子耐性のある暗号化の可能性が提供されます。
それだけでなく、Snarked Beam Chainは本来の複雑な検証・保存・計算処理を圧縮し、Beaconでは直接利用できなかったlibp2p、ssz、pyspec、protocolguildなどの一連のインフラの実現を可能にします。鎖。
タイムライン計画
タイムライン計画に関して、ジャスティンは 2025 年に仕様を開発し、2026 年に構築し、2027 年にテストすることを計画しています。現在、Beam Chain コンセンサス クライアントの開発に意欲を持っているチームが 2 つあります。1 つはインドの Zeam lambda、もう 1 つは南米の Lambda です。
