Viết bởi TIA, Techub News

Trong sự kiện Devcon ở Thái Lan hôm qua, nhà nghiên cứu của Ethereum, Justin Drake, đã giới thiệu đề xuất Beam Chain trong một bài diễn thuyết trên sân khấu chính. Beam Chain là một đề xuất của Justin nhằm tái thiết kế tầng kết quả của Ethereum, đồng thời là một bước tiến trong hướng đến tầm nhìn cuối cùng của Ethereum. Bài viết này sẽ giới thiệu mục tiêu cải tiến của đề xuất Beam Chain và các công nghệ liên quan.

Mặc dù là một thiết kế lại của lớp đồng thuận, Beam Chain vẫn sẽ sử dụng ETH Token, không phát hành Token mới và cũng không phát hành mạng mới.

Tại sao đề xuất Beam Chain?

Ethereum có ba tầng: tầng thực thi, Lớp dữ liệu và tầng đồng thuận. Tầng thực thi là phần xử lý giao dịch và thực thi hợp đồng thông minh trong Ethereum, quản lý trạng thái và logic của ứng dụng trực tiếp. Lớp dữ liệu blob chịu trách nhiệm lưu trữ lượng lớn dữ liệu liên quan đến lưu trữ dữ liệu dài hạn mà ứng dụng cần. Hai tầng này thuộc về tầng tương tác trực tiếp với ứng dụng, bất kỳ thay đổi nào sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tính tương thích của các tầng này.

Lớp nhận thức chung chịu trách nhiệm chính để đảm bảo dữ liệu nhận thức chung giữa các Nút trên toàn mạng, không xử lý trực tiếp trạng thái hoặc dữ liệu của ứng dụng. Sự gián đoạn này làm cho nó dễ dàng hơn để đưa ra đổi mới và nâng cấp, không gây ảnh hưởng trực tiếp đến ứng dụng. Vì vậy, việc cải tiến lớp nhận thức chung như đề xuất của Beam Chain, có thể cung cấp không gian sáng tạo mà không phá vỡ tính tương thích của Lớp ứng dụng phía trước.

Hơn nữa, Beacon Chain đã được thiết kế từ 5 năm trước và đã rất cũ kỹ. Sau 5 năm, thị trường đã hiểu rõ một số sai lầm của Beacon Chain và hiểu biết về MEV cũng được nâng cao. Đúng lúc khi công nghệ SNARK cũng đã đạt được một bước tiến, vì vậy, với sự xuất hiện của bước tiến này, các sửa đổi đã được thực hiện trên lớp đồng thuận của ETH.

Mục Tiêu Của Dự Án Beam Chain

Có thể chia mục tiêu thành ba phần: Khối sản xuất, thế chấp, mật mã.

Mục tiêu của Khối sản xuất có ba phần, chủ yếu liên quan đến MEV: Thứ nhất là kế hoạch tăng tính chống kiểm duyệt bằng cách sử dụng danh sách bao gồm; Thứ hai là sử dụng Attester Proposer Seperation và các phương pháp đấu giá để cách ly Người xác thực khỏi Khối sản xuất; Thứ ba là thực hiện slot nhanh hơn, rút ngắn thời gian slot xuống còn 4 giây.

Mục tiêu của phần thế chấp là cải thiện đường cong phát hành hiện tại, giảm ngưỡng thế chấp từ 32 ETH Thả xuống còn 1 ETH, thực hiện sự cuối cùng nhanh chóng single slot finality.

Mục tiêu của phần mật mã học là sử dụng zkVM và các công cụ khác để thực hiện snarkification cho chuỗi; duy trì tính bảo mật của mật mã ETH cho đến vài chục hoặc thậm chí là vài trăm năm; và sử dụng MinRoot VDF và các công cụ khác để duy trì tính ngẫu nhiên mạnh mẽ.

Đối với cách thực hiện các mục tiêu này, Justin đã chia chúng thành hai loại. Phần màu xanh lá cây được hoàn thành dần dần bằng cách fork, phần màu đỏ nên được hoàn thành cùng một lúc.

以 snarkifacation （sử dụng công nghệ zk-SNARKs để chứng minh dữ liệu hoặc tính toán）làm ví dụ, nếu muốn thực hiện real time proving（chứng minh thời gian thực）, cần phải điều chỉnh một số cấu trúc trong hệ thống, bao gồm hàm băm, phương thức ký, tuần tự hóa và Merkleization. Phương thức ký cần phải có khả năng tạo và xác minh nhanh chóng, và cần tuần tự hóa để cho phép cấu trúc dữ liệu phức tạp được truyền và lưu trữ giữa các nút, và sau đó xử lý dữ liệu tuần tự hóa thành cây Merkle để đáp ứng yêu cầu chứng minh không kiến thức về định dạng và chuyển đổi dữ liệu có thể xác minh cũng như xác minh trạng thái một cách hiệu quả.

ZK hóa Beam Chain

Trong quá khứ, Ethereum đã trải qua sự thay đổi từ POW sang POS và trong cơ chế của Beam Chain, Ethereum sẽ có cập nhật tiếp theo - hoàn toàn ZK được áp dụng cho lớp Nhận thức chung, nghĩa là áp dụng snark cho toàn bộ lớp Nhận thức chung.

Chain snarkification

Cần nhấn mạnh rằng, phần đã được snarkified chỉ tồn tại trong quá trình chuyển đổi trạng thái, nhưng một số tính toán cơ bản (Cơ chế đồng thuận tính toán logic được thực hiện trước khi xử lý giao dịch hoặc chuyển đổi trạng thái), lớp mạng (giao tiếp và truyền dữ liệu giữa các nút), quản lý bộ nhớ đệm và tối ưu hiệu năng vẫn không thay đổi, không bị ảnh hưởng bởi ZK.

Mã nguồn triển khai của Beam Chain (ví dụ: logic cốt lõi của Beam Chain được viết bằng Go hoặc Rust và mã nguồn thuật toán nhận thức chung) cần phải chuyển đổi thành định dạng mà zkVM có thể hiểu được. Sau khi mã nguồn triển khai của Beam Chain được biên dịch thành định dạng mã nguồn zkVM, zkVM có thể thực thi mã nguồn này, đọc đầu vào từ chuỗi Khối, xác minh tính hợp lệ của quá trình chuyển đổi trạng thái và tạo ra Bằng chứng không kiến thức.

zkVM là môi trường thực thi Máy ảo không kiến thức, nó có thể hiểu mã định dạng cụ thể để xác minh Bằng chứng không kiến thức. Quá trình biên dịch mã thành định dạng có thể thực thi trên zkVM có thể bao gồm chuyển đổi ngôn ngữ lập trình cao cấp (như Go hoặc Rust) sang định dạng trung gian (như tập lệnh RISC-V), sau đó thực thi trên zkVM.

Hiện tại, RISC-V đã trở thành tiêu chuẩn ngành công nghiệp cho zkVM. Hiện có bảy công ty cung cấp Risc-v zkVM.

Chứng nhận snarkification

Một phần khác sử dụng snark là chữ ký tổng hợp (aggregatable signatures), tức là quá trình nén chữ ký của nhiều Người xác thực và attesters thành một bằng chứng độc lập và có thể xác minh.

Chúng tôi hy vọng có tính bảo mật hợp nhất sau lượng tử (chống lại cuộc tấn công của lượng tử), do đó dự kiến sẽ sử dụng Hàm băm ở đây. Hàm băm có mức độ bảo mật sau lượng tử, có thể được sử dụng làm thành phần cơ bản hoặc mô-đun cơ bản của hệ thống mật mã. Bằng cách sử dụng hash-based snarks, hàng nghìn chữ ký có thể được nén thành một proof. Đó là chữ ký hợp nhất sau lượng tử. Hơn nữa, chữ ký hợp nhất sau lượng tử này là vô hạn đệ quy, bạn có thể tiếp tục xếp chồng nhiều chữ ký hợp nhất để đạt được hiệu quả nén cao hơn, so với việc hợp nhất chữ ký BLS truyền thống đã đạt được cải thiện đáng kể.

Trong vài tháng qua, công nghệ hàm băm được snark hóa đã có bước tiến đáng kể, cho phép tạo ra chứng minh nhanh chóng thông qua laptop và có thể hoàn thành khoảng 2 triệu lần thao tác hàm băm mỗi giây. Đột phá về hiệu suất này đã làm cho giải pháp chữ ký đa điểm an toàn với lượng lớn trở nên thực tế hơn trong thế giới thực, mở ra khả năng mã hóa hiệu quả và chống lại các tác động từ lượng tử.

Không chỉ vậy, Beam Chain sau khi được snark hóa giúp nén quá trình xác minh, lưu trữ và tính toán phức tạp ban đầu, điều này cho phép một loạt các cơ sở hạ tầng như libp2p, ssz, pyspec, protocolguild v.v. không thể được sử dụng trực tiếp trên Beacon Chain trở thành hiện thực.

Kế hoạch Dòng thời gian

Về kế hoạch thời gian, Justin dự định đặt quy định vào năm 2025, xây dựng vào năm 2026 và thử nghiệm vào năm 2027. Hiện tại, có hai nhóm mong muốn phát triển phiên bản khách hàng Beam Chain Nhận thức chung, một là Zeam lambda đến từ Ấn Độ và một là Lambda đến từ Nam Mỹ.