Yazar: TIA, Techub Haber

Dün Tayland Devcon'da, ETH araştırmacısı Justin Drake, Beam Chain önerisini ilk kez bir konuşma formatında tamamladı. Beam Chain, Justin'in ETH konsensüs katmanını yeniden tasarladığı bir öneri olup, bu öneri Beacon Chain'in daha da geliştirilmesi için ETH'in nihai vizyonuna doğru daha fazla adım atılmasını sağlamaktadır. Bu yazıda, Beam Chain önerisinin hedeflerine ve ilgili teknik uygulamalara hızlı bir bakış sunulacaktır.

Beam Zinciri, toplu katmanın yeniden tasarlanmasına rağmen, hala Ethereum Token'ını kullanacak ve yeni Token üretmeyecek veya yeni bir ağ üretmeyecek.

Neden Beam Zinciri öneriyoruz?

ETH bloğunda üç katman bulunmaktadır: yürütme katmanı, veri katmanı ve konsensüs katmanı. Yürütme katmanı, ETH bloğunda işlemleri işleyen ve akıllı sözleşmeleri yürüten kısım olup uygulamanın durumunu ve mantığını doğrudan yönetir. Veri katmanı, büyük miktarda veriyi depolamaktan sorumludur ve uygulamanın uzun vadeli veri depolama ihtiyaçlarını içerir. Bu iki katman, doğrudan uygulama ile etkileşimde bulunan katmanlardır ve herhangi bir değişiklik doğrudan bu katmanların uyumluluğunu etkiler.

Konsensüs katmanı, 01928374656574839201 ağındaki Düğüm'ler arasındaki veri Konsensüs'ünü sağlamakla sorumludur ve doğrudan uygulama durumunu veya verilerini işlemez. Bu dolaylılık, onun yenilikleri ve yükseltmeleri daha kolay bir şekilde tanıtabileceği anlamına gelir ve uygulamaya doğrudan etki etmez. Bu nedenle, Beam Chain gibi Konsensüs katmanı iyileştirmeleri, yenilik alanı sunabilir ve ön uç Uygulama Katmanı'nı bozmaz.

Ve Beacon Zinciri 5 yıl önce tasarlandı ve çok eski. 5 yıl boyunca, piyasa Beacon Zinciri'nin bazı hatalarını tam olarak anladı ve MEV hakkındaki anlayışı daha da derinleşti. Tam da SNARK teknolojisinin de bir ilerleme kaydettiği bir döneme denk geldi, bu nedenle, ETHereuM fikir birliği katmanında bir dizi onarım yapılıyor.

Beam Chain planlanan hedefler

Hedefi üç bölüme ayırabiliriz: Blok üretimi, Stake, kriptografi.

Blok üretiminin üç hedefi vardır ve bunlar öncelikle MEV ile ilgilidir: Birincisi, denetim direncini artırmak için inclusion listesi vb. kullanmayı planlamaktır; İkincisi, Attester Proposer Seperation ve açık artırma gibi yöntemlerle doğrulayıcıları Blok üretiminden izole etmektir; Üçüncüsü, slot süresini 4 saniyeye kadar kısaltarak daha hızlı bir slot sağlamaktır.

Stake部分的目标为对目前的üretim曲线进行改进、将Stake门槛从 32 ETH  düşüş到 1 ETH、实现快速最终性 single slot finality。

Kriptografi bölümünün amacı, zkVM kullanarak zincirin snarkification'ını sağlamak; ETH blok zincirinin kriptografik güvenliğini sürdürerek onun onlarca hatta yüzlerce yıl devam etmesini sağlamak; ayrıca MinRoot VDF gibi güçlü rastgeleliği korumak.

Bu hedeflerin gerçekleştirilme şekli, Justin bu tür hedefleri iki kategoriye ayırarak gerçekleştirir. Yeşil kısımlar, aşamalı olarak tamamlanırken, kırmızı kısımlar tüm olarak aynı anda tamamlanmalıdır.

Snarkifikasyonu (veri veya hesaplama için zk-SNARKs teknolojisini kullanarak kanıtlama) örneği olarak ele alırsak, gerçek zamanlı kanıtlamayı (real time proving) başarmak istiyorsak, sistemde bazı yapısal ayarlamalar yapmak zorundayız, bunlar arasında hash fonksiyonları, imza yöntemleri ve serileştirme ve Merkleleme (Merkleization) gibi değişiklikler bulunmaktadır. İmza yöntemi hızlı bir şekilde oluşturulmalı ve doğrulanmalıdır, ayrıca serileştirme karmaşık veri yapılarının Düğüm arasında iletilmesini ve depolanmasını sağlamalıdır, serileştirme sonrası verileri Merkle ağacına (Merkle Tree) tabi tutarak veriyi Sıfır Bilgi Kanıtı gereksinimlerine uygun hale getirmemiz ve verinin durumunu verimli bir şekilde doğrulamamız gerekmektedir.

ZK化的 Beam Chain

Geçmişte, Ethereum konsensüs, POW'dan POS'a bir değişiklik geçirdi ve Beam Chain mekanizmasında, konsensüs daha da güncellenecek - tamamen ZKlaştırma, yani snark'ın tüm konsensüs katmanına uygulanması.

Zincir snarkification

Vurgulanması gereken nokta, snarkified olan kısmın sadece durum geçişinde var olduğudur, ancak bazı temel hesaplama (işlem veya durum geçişini işlemeden önce Konsensüs hesaplamaları), ağ katmanı (Düğümler arasındaki iletişim ve veri iletimi), önbellek yönetimi ve performans optimizasyonu değişmez ve ZK tarafından etkilenmez.

Beam Chain'ın Go veya Rust gibi dillerle yazılmış çekirdek mantık ve KonsensüsAlgoritma kodlarını zkVM'in anlayabileceği formata dönüştürmek için yapılması gereken işlemlerdir. Beam Chain'in uygulama kodları zkVM'in kod formatına derlendikten sonra, zkVM bu kodları yürütebilir, Blok zinciri dışındaki girdileri okuyabilir, durum geçişinin yasallığını doğrulayabilir ve Sıfır Bilgi Kanıtı oluşturabilir.

zkVM, Sanal Makine'yi yürüten bir ortamdır ve Sıfır Bilgi Kanıtı'nın doğrulanması için belirli bir formattaki kodu anlayabilir. Kodu zkVM tarafından yürütülebilir bir formata derlemek, yüksek seviye bir dil (örneğin Go veya Rust) ile RISC-V talimat seti gibi bir düşük seviye, ara bir formata dönüştürme sürecini içerebilir ve ardından zkVM'de çalıştırma işlemi gerçekleştirilebilir.

Şu anda, RISC-V, zkVM'nin endüstri standardı haline gelmiştir. Şu anda yedi şirket Risc-v zkVM sunuyor.

Doğrulama****snarkification

Snark kullanımına dayalı bir başka bölüm, birden fazla doğrulayıcı ve tanıkların (attesters) imzalarını sıkıştırarak çoklu imzaları tek bir, doğrulanabilir bir ispat olarak birleştiren birleştirilebilir imzalardır (aggregatable signatures).

Biz kuantum saldırılara karşı güvenli (post-quantum) bir topluluk imza şeması istiyoruz, bu nedenle burada hash fonksiyonunun kullanılmasını bekliyoruz. Hash fonksiyonları post-quantum güvenlik seviyesine sahiptir ve bunları kriptografik sistemlerin temel bileşeni veya temel modül olarak kullanarak kriptografi oluşturabilirsiniz. Hash tabanlı snarks kullanarak binlerce imzayı bir kanıt haline getirebilirsiniz. Bu, post-quantum topluluk imzasıdır. Ayrıca, bu post-quantum topluluk imzası sonsuz olarak yinelemelidir, sürekli olarak katman ekleyebilir ve birden fazla topluluk imzasını tekrar toplayarak daha yüksek bir sıkıştırma verimliliği elde edebilirsiniz, bu da geleneksel BLS imza toplama yöntemine kıyasla büyük bir gelişme sağlar.

Son birkaç ayda, snarklaştırılmış hash fonksiyonu teknolojisi önemli şekilde gelişti, dizüstü bilgisayarlar aracılığıyla hızlı bir şekilde kanıt üretilebiliyor ve saniyede yaklaşık 200 milyon hash işlemi tamamlanabiliyor. Bu performans atılımı, sonrası kuantum-güvenli bir toplu imza çözümünün gerçekte daha kullanışlı hale gelmesini sağladı ve etkili, kuantum dirençli şifreleme için olasılık sundu.

Buna ek olarak, snarklaşmış Beam Zinciri, önceden karmaşık olan doğrulama, depolama, hesaplama süreçlerini sıkıştırır, bu da libp2p, ssz, pyspec, protocolguild gibi Beacon Zinciri'nde doğrudan kullanılamayan temel altyapıların uygulanmasına olanak tanır.

Zaman Çizelgesi Planlaması

Zaman çizelgesi üzerinde, Justin 2025 yılında özellikleri belirlemeyi, 2026 yılında inşa etmeyi ve 2027 yılında test etmeyi planlıyor. Şu anda, Beam Chain Konsensüs istemci geliştirmek isteyen iki takım var, biri Hindistan'dan Zeam lambda, diğeri Güney Amerika'da Lambda.