Como é sabido, a Ethereum nasceu com PoW (Proof of Work) em 2021 e mudou com sucesso para PoS (Proof of Stake). Sobre isso, Justin Drake, pesquisador-chefe da Ethereum Foundation, acredita que, embora a cadeia beacon tenha sido muito eficaz quando introduziu PoS, nos últimos cinco anos acumulou alguma ‘dívida técnica’ e seu design não aproveitou as tecnologias de ponta do sistema de descentralização, como zk-SNARKs. Portanto, a camada de consenso da Ethereum precisa de uma grande mudança.

No recente discurso na Devcon em Bangkok, o pesquisador da Ethereum, Justin Drake, anunciou uma proposta de reforma completa da camada de consenso da Ethereum, chamada “Beam Chain”.

Esta é parte do roteiro de longo prazo do Ethereum, permitindo que o Ethereum aproveite os avanços da criptografia ZK atual, com o objetivo de melhorar significativamente a escalabilidade e o desempenho da rede sem a necessidade de iniciar uma nova rede. Sem dúvida, é uma das atualizações mais importantes para o Ethereum nos próximos 3-5 anos.

Beam Chain não é uma nova blockchain no sentido literal, mas sim uma nova infraestrutura construída dentro da Rede principal do Ethereum, que melhorará significativamente a velocidade, segurança e eficiência das transações na Rede principal L1. Alguns interpretam Beam Chain como Ethereum 3.0, mas isso é um equívoco, já que a Beam Chain apenas resolve problemas na camada de consenso e não mudará a Camada de dados (como canais de blob) ou a camada de execução (como a Máquina Virtual Ethereum (EVM)).

As cinco principais mudanças fundamentais da Beam Chain são:

1. Confirmação mais rápida de Bloco: Habilitar tempo de slot de 4 segundos e finalidade de slot único

2. Não sacrificar Descentralização: preservar ou melhorar as garantias de Descentralização atuais

3. Limite de participação em Gota Staking: Reduzir ETH Staking de 32 ETH para 1 ETH

4. Proteger usuários comuns: Eliminar MEV com base na reorganização de Bloco

5. Orientado para o futuro: tornar a rede Ethereum resistente à capacidade quântica

Beam Chain’s upgrade ideas and principles

1. Aumentar a produção de Bloco

Maior throughput: A Beam Chain aumentará a produção do Bloco para três vezes o valor atual, a fim de aumentar a capacidade de transação do Ethereum.

Resistência à auditoria: A introdução do FOCIL (forquilha escolhe a lista de inclusão forçada) reforça a capacidade de resistência à auditoria, garantindo que as transações não sejam facilmente excluídas por malfeitores.

Realizar leilões e isolar validadores: Os validadores usarão leilões para isolar e garantir um desempenho mais poderoso e uma descentralização maior, além de proteger os usuários de MEV.

Maior finalidade mais rápida: A Ethereum terá a característica de finalidade em um único intervalo e um tempo de bloco de 4 segundos, tornando assim as transações mais rápidas e aumentando a eficiência da rede.

Interessante, a exchange já não precisa mais esperar lentamente por 1/32, 2/32, 3/32… Bloco(s) para confirmação, pois no futuro apenas um Bloco será necessário para confirmação.

2. Melhorar stake

Melhoria do modelo de emissão: alteração do modelo de emissão de recompensas para os validadores, para proporcionar mais retorno ao stake.

Gotastake requer que os validadores independentes apenas stake 1 ETH, muito abaixo do limite atual de 32 ETH, tornando o stake independente mais simples e difundido.

Acreditamos que o Ethereum deve acomodar mais Nós para participar do Consenso em uma situação de aumento de velocidade, sem alterar muito o limiar de hardware do dispositivo, e superar a Trindade Profana de stakeO, o que realmente se deve à tecnologia ZK, que está realmente muito à frente da indústria.

3. Melhorar a segurança

Após a criptografia pós-quântica: Ethereum implementará criptografia pós-quântica para garantir que a rede esteja protegida contra ameaças de computação quântica, dando o primeiro passo na direção de uma cadeia de blocos resistente à computação quântica mainstream.

Integração de zkSNARK e zkVM: Prova de conhecimento zero (ZKP) será integrada ao Ethereum para melhorar ainda mais a privacidade, escalabilidade e segurança.

SNARKification da cadeia de blocos (SNARKification): O Ethereum utilizará o RISC-V para SNARKificar a cadeia de blocos, o que aumentará a eficiência e a escalabilidade da geração de provas. SNARK é uma forma compacta de prova de conhecimento zero que permite a uma parte provar que possui informações sem revelá-las ou exigir qualquer interação entre o provador e os validadores.

Em resumo, podemos resumir isso como: tornar toda a Ethereum diretamente ZK.

Aprimorando a aleatoriedade: A Ethereum também introduzirá uma aleatoriedade robusta para garantir a equidade na seleção de validadores e outros processos críticos da rede.

Risco Gota MEV: melhor resistência à revisão pode maximizar a inundação de robôs, como ataques de sanduíche Gota, etc.

4. Princípio de funcionamento

Desde o design atual da camada de consenso do Ethereum (Beacon Chain), os criptógrafos fizeram avanços significativos em SNARK. Ao tornar a função de transição de estado do Ethereum (ou seja, validadores para manter uma visão correta da blockchain e mensagens integradas de mudanças de estado) em SNARK, é possível obter um tempo de slot de 4 segundos e finalidade em um único slot.

Por um lado, a redução da produção de blocos e do tempo final pode ter um impacto positivo no tempo de espera para a experiência de transação ETH L1 Bloco;

Por outro lado, também pode eliminar o valor potencial extraído da transação e reduzir a dívida técnica da camada de consenso por meio da estratégia de reestruturação remota do Bloco.

Além disso, a SNARKização tornará a rede ETHérea resistente a quantidades, o que é uma característica essencial para o futuro das blockchains.

A Beam Chain irá impulsionar a atualização do Ethereum a partir de várias perspectivas:

Para aumentar a velocidade de processamento: A cadeia Beam do Ethereum (ETH) utilizará a tecnologia de Fragmentação para dividir os dados em partes menores (shards) e processar várias transações simultaneamente. Isso reduzirá os gargalos de transações e acelerará o tempo de processamento.

Segurança contra computação quântica: A Ethereum utilizará tecnologia de encriptação avançada para garantir que mesmo um futuro supercomputador quântico não possa comprometer a segurança da rede.

Integração com o roteiro do ETH: Beam Chain não é uma rede independente, mas sim uma fase de integração ao roteiro futuro do ETH para expandir e melhorar a segurança nos próximos 5 anos.

5. Significado importante

Para a capacidade crescente de aplicação descentralizada do Ethereum, a Beam Chain é crucial - ela pode melhorar a escalabilidade do Ethereum, reduzir o custo das transações e aumentar a segurança geral, permitindo que a rede suporte mais usuários e aplicativos complexos ao longo do tempo.

A outra grande vantagem da prova baseada em SNARK é que permite que os stakers comuns equipados com hardware padrão alcancem essas vantagens de desempenho, e com a redução do requisito de stake de 32 ETH para 1 ETH, a descentralização da comunidade de stakers da rede ETH também será melhorada à medida que o desempenho da rede aumenta.

A Gota do limiar em particular, se combinada com alguns dispositivos de hardware relacionados, como o eNode da Ebunker, torna os dispositivos validadores domésticos acessíveis a milhões de famílias. Ethereum ainda é a rede pública mais descentralizada com o maior número de nós em todo o mundo.

Embora a visão da Beam Chain não vá mudar imediatamente o Ethereum, nem alterar significativamente o seu roadmap a longo prazo, a adoção dela vai mudar a ordem de prioridade de desenvolvimento do roadmap, acelerando o desenvolvimento de componentes específicos (por exemplo, o roadmap atual coloca algumas atualizações importantes em 2029, enquanto a Beam Chain pode acelerar a chegada dessas atualizações importantes).

Se o Beam Chain receber apoio suficiente da comunidade, os desenvolvedores podem começar a elaborar as especificações no próximo ano e, em seguida, escrever o código de produção em 2026, testá-lo em 2027 e, finalmente, implantá-lo com segurança na rede principal do ETH. Embora a implementação do Beam Chain pareça estar um tanto distante, essas redundâncias de segurança são extremamente necessárias para um software de Código aberto desenvolvido para Descentralização.

Em resumo, Beam Chain resolveu de uma só vez as ‘dívidas técnicas’ do passado através da rota ZK, com a esperança de melhorar significativamente sua funcionalidade L1, mantendo a ‘Descentralização’ de classe mundial do Ethereum.

Ao mesmo tempo, a solução de longo prazo introduzida pela nova abordagem de resistência quântica colocará a camada de Consenso do Ethereum no modo de manutenção, garantindo a segurança, eficiência e adaptabilidade do Ethereum nas próximas décadas, permitindo inovações futuras sem a necessidade de uma reconstrução disruptiva.

A Ethereum continua a trabalhar diligentemente na sua estratégia de longo prazo, o que é uma atualização emocionante para a blockchain e para toda a indústria. Isso também nos permite manter uma base otimista em relação à Ethereum, mesmo no atual mercado agitado.

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