整理:Karen,Foresight News

以太坊基金會研究員Justin Drake 在今日Devcon 大會上提議以太坊的最終設計,其核心在於以太坊共識層的大規模重新設計。他將這項提議的設計與分叉命名為「Beam」 。那麼,Beam Chain 究竟承載著什麼樣的願景呢?其技術架構與實施計畫又是如何鋪展的呢?

Beam 願景

為何要對共識層進行大規模重新設計? Justin Drake 認為,目前的信標鏈已經過時,其規範在五年前被凍結,加之近年來,在MEV 緩解、SNARKS(零知識簡潔非交互論證)、zKVMs(零知識虛擬機)等領域取得了諸多突破性進展,因此,共識層的重新設計顯得特別迫切。

5分鐘了解以太坊「終局設計」Beam Chain

首先需要指出的是,自2020 年信標鏈啟動以來,以太坊每年都會迎來一次重要的分叉升級。從2021 年的同步委員會增加,到2022 年的合併完成,再到2023 年的質押提款支持,以及2024 年的proto-danksharding,每一步都見證了以太坊的成長與蛻變。而在2025 年以太坊將實施Electra 分叉,包括實施EIP-7251(MaxEB)。在接下來的幾年裡,以太坊也將進行一些漸進式的分叉。

然而,在這些漸進式分叉之後,Justin Drake 認為,我們或將面臨一個前所未有的挑戰——Beam 分叉。這是一次共識層的「量子飛躍」,它能夠將多個升級整合(batch)到單一的分叉中。

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值得一提的是,Beam 專門針對共識層,將blob 和執行層(包含EVM)排除在外,這是因為修改blob 和執行層的機會相當有限,另一方面,共識層並不直接被應用程式使用,有比較大的機會進行設計和改變。

在Beam Chain 共識層路線圖中,包括區塊生產、質押和密碼學三個類別。區塊生產方面,透過引入inclusion lists 實現抵抗審查,將驗證者和區塊生產流程解耦,還有像執行拍賣這樣的想法,另外,也許可以縮短當前的12 秒slots 時間。

質押方面,目前研究人員廣泛認為,優化目前的發行曲線有機會改善以太坊的整體健康。此外,降低成為驗證者所需的以太坊質押量,以及實現更快的確定性(finality)也是研究的重點。而在密碼學方面,主要是鏈抽象、量子安全以及strong randomness 等。

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Beam Chain 技術層

Justin Drake 認為,「PoW、PoS 之後,我們可能正在進入以太坊共識的零知識證明時代。在ZK 時代,在這個時代,SNARKS 將成為一項不可或缺的技術。整個Beam Chain,甚至整個共識層都可以進行SNARK 化處理。

值得注意的是,需要進行SNARK 處理的部分主要是狀態轉換函數,而這正是共識客戶端的核心所在。而圍繞狀態轉換函數的所有基礎設施,如網路、syncing、快取最佳化或分叉選擇規則等,則無需進行SNARK 處理。最終,狀態轉移函數只是整個系統中的子集。

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在Beam Chain 中大量使用SNARKS 的另一個地方是聚合簽章-使用雜湊函數實現後量子聚合簽章(post quantum aggregatable signatures)。 Justin Drake 解釋稱,可以收集成千上萬的簽名,並將他們壓縮成一個證明,結合起來就得到一個基於哈希的後量子可聚合方案,還可以對聚合再進行多次聚合。

除此之外,以太坊也將繼續沿用現有的基礎設施,包括libp2p、SimpleSerialiZe、PySpec 以及Protocol Guild。

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Beam Chain 路線圖

Justin Drake 為Beam Chain 的啟動製定了詳細的計劃,從2025 年開始會啟動相關規格製定過程,2026 年開始構建,而在2027 年開始,就會啟動相關測試,以確保Beam Chain 達到生產級標準,並且可以安全部署到主網。從下面的路線圖來看,主網部署時間可能會在2029 年、2030 年以後上線。

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Justin Drake 打算下一步開始撰寫可執行規範,而這個規範最終將精簡至大約1000 行Python 程式碼。

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此外,已有兩家客戶端開發團隊(印度的Zeam 團隊和南美的Lambda 團隊)表示了對Beam Chain 用戶端開發的興趣。