Написала: Tia, Techub News

На главной сцене Devcon в Таиланде вчера исследователь ETHериума Джастин Дрейк выступил с презентацией по первому предложению по Beam Chain. Beam Chain - это предложение Джастина по пересмотру уровня согласия в сети ETHериума, которое представляет собой дальнейшее улучшение Beacon Chain для более тесного приближения к окончательному видению ETHериума. В этой статье мы рассмотрим цели улучшения предложения по Beam Chain и связанные с этим технические реализации.

Несмотря на переработку уровня консенсуса, Beam Chain все еще будет использовать токен Ethereum (ETH), не выпуская новый токен или новую сеть.

Почему предлагается Beam Chain?

Ethereum имеет три уровня: уровень исполнения, Уровень данных и уровень согласия. Уровень исполнения - это часть Ethereum, которая обрабатывает транзакции и выполняет смарт-контракты, непосредственно управляя состоянием и логикой приложений. Уровень данных отвечает за хранение большого объема данных, касающихся долгосрочного хранения данных, необходимых для приложений. Эти два уровня относятся к уровням, непосредственно взаимодействующим с приложениями, и любые изменения непосредственно влияют на совместимость этих уровней.

而Уровень применения主要负责确保整个网络Узел间的数据Соглашение，不直接处理应用的状态或数据。这种间接性使得它相对更容易引入创新和升级，不会对应用带来直接影响。因此，像 BEAM Chain 提案这样的Соглашение层改进，能够提供创新空间，而不破坏前端Уровень применения的兼容性。

К тому же Beacon Chain был разработан 5 лет назад и уже очень устарел. За эти 5 лет рынок полностью осознал некоторые ошибки Beacon Chain и более глубоко понял MEV. И вот теперь, благодаря прорыву в технологии SNARK, ETH-слою согласия был сделан ряд исправлений.

Цели проекта Beam Chain

Можно разделить цель на три части: Блок производства, застейкать, криптография.

Цели производства блоков состоят из трех основных аспектов, связанных с MEV: во-первых, планируется увеличение устойчивости к цензуре с помощью inclusion list и других методов; во-вторых, валидаторы будут изолированы от производства блоков путем использования Attester Proposer Separation и проведения аукционов; в-третьих, будет достигнута более быстрая скорость слотов, сокращая время слота до 4 секунд.

Целью части проекта является улучшение текущей выпускной кривой, снижение порога застейкивания с 32 ETH до 1 ETH и обеспечение быстрой окончательности в одном слоте.

Целью криптографического модуля является реализация zkVM и других механизмов для обеспечения цепочек снарк; обеспечение безопасности криптографии ETH для обеспечения ее долговечности на десятилетия и даже века; а также использование MinRoot VDF и других механизмов для обеспечения сильной случайности.

Для достижения этих целей Джастин разделил их на два типа. Зеленая часть должна быть завершена постепенным способом, а красная часть должна быть завершена одновременно в целом.

На примере снутрификации (использование технологии zk-SNARKs для доказательства данных или вычислений) можно увидеть, что для реализации доказательств в реальном времени необходимо внести некоторые структурные изменения в систему, включая хэш-функции, способы подписи, а также сериализацию и мерклизацию. Способы подписи должны быть способны быстро генерироваться и проходить проверку, а сериализация должна обеспечить передачу и хранение сложных структур данных между узлами, а затем обработку сериализованных данных в дереве Меркла, чтобы удовлетворить требования доказательства с нулевым разглашением по форматированию и преобразованию данных для их верификации и эффективной проверки состояния.

ZK-изированная цепь балок

В прошлом, Ethereum прошел изменение от POW к POS, а в механизме Beam Chain, Соглашение будет дополнительно обновлено - полностью ZK-ified, то есть применение snark ко всему уровню Соглашения.

Сжатие цепочки змейки

Следует отметить, что снижение влияет только на изменение состояния, но некоторые базовые вычисления (логические вычисления, выполняемые Механизмом консенсуса перед обработкой транзакций или изменением состояния), сетевой уровень (коммуникация и передача данных между Узлами), управление кэшем и оптимизация производительности остаются неизменными и не подвержены влиянию ZK.

Реализация кода Beam Chain (например, основной логики Beam Chain, написанной на Go или Rust, и кода алгоритма согласования) должна быть преобразована в формат, понятный zkVM. После компиляции кода реализации Beam Chain в формат кода zkVM, zkVM может выполнять этот код, считывать внешний ввод блокчейна, проверять легитимность процесса перехода состояния и генерировать Доказательство с нулевым разглашением.

zkVM это среда, в которой выполняется Виртуальная машина нулевого доказательства, способная понимать код определенного формата для проверки Доказательство с нулевым разглашением. Процесс компиляции кода в исполняемый формат zkVM может включать преобразование высокоуровневого языка (такого как Go или Rust) в промежуточный формат (например, набор инструкций RISC-V), а затем выполнение в zkVM.

В настоящее время RISC-V стал отраслевым стандартом zkVM. В настоящее время семь компаний предлагают Risc-v zkVM.

Подтверждение****snarkification

Другая часть, использующая snark, - это агрегируемые подписи, то есть процесс сжатия подписей множества валидаторов и аттестаторов в одно отдельное и верифицируемое доказательство.

Мы надеемся на обеспечение безопасности после квантовой атаки с помощью агрегированной подписи, поэтому здесь ожидается использование хеш-функции. Хеш-функции обладают уровнем безопасности после квантовой атаки и могут использоваться в качестве основных компонентов или базовых модулей криптографической системы. С использованием хеш-функций snarks можно сжать тысячи подписей в один доказательство. Это и есть агрегированная подпись после квантовой атаки. Более того, такая агрегированная подпись после квантовой атаки является бесконечно рекурсивной, вы можете продолжать суммировать несколько агрегированных подписей, чтобы достичь более высокой эффективности сжатия, что существенно улучшает традиционную агрегацию подписей BLS.

В течение последних нескольких месяцев технология схемы хэширования snark значительно улучшилась, и теперь можно быстро создавать доказательства на ноутбуке, выполняя около 2 миллионов операций хэширования в секунду. Этот прорыв в производительности делает квантово-стойкую схему агрегирования подписей более практичной в реальном мире, открывая возможности для эффективного и квантово-устойчивого шифрования.

Кроме того, снежинка-цепочка Beam после снежинки позволяет сжать сложные процессы проверки, хранения и вычислений, что позволяет реализовать ряд базовых инфраструктур, которые не могли непосредственно использоваться в цепочке Beacon, таких как libp2p, ssz, pyspec, protocolguild и т. д.

Планирование временной линии

В плане временной линии Джастин планирует установить спецификации в 2025 году, построить в 2026 году и протестировать в 2027 году. В настоящее время две команды готовы разработать клиентский интерфейс Beam Chain Соглашение: индийская компания Zeam lambda и компания Lambda из Южной Америки.