Швидке читання нового пропозиції з Ethereum форуму від Justin Beam Chain

Написав: Tia, Techub News

На головній сцені Devcon у Таїланді вчора дослідник ETHеріуму Джастін Дрейк у формі промови представив пропозицію Beam Chain. Beam Chain - це пропозиція Джастіна щодо переробки консенсусного рівня ETHеріуму, яка є подальшим покращенням Beacon Chain для наближення до остаточної мети ETHеріуму. Ця стаття дозволить вам швидко ознайомитися з цілями покращення Beam Chain та технічними реалізаціями, пов’язаними з нею.

Незважаючи на повторне проектування рівня консенсусу, Beam Chain все ще буде використовувати Токен ETH, не випускатиме нових Токенів і не буде випускати нову мережу.

Чому пропонується Beam Chain?

Етер має три рівні: рівень виконання, рівень даних, та рівень згоди. Рівень виконання - це частина Етер, яка обробляє транзакції та виконує смартконтракти, безпосередньо управляючи станом та логікою додатків. Рівень даних відповідає за зберігання великої кількості даних, пов’язаних з довгостроковим зберіганням даних, необхідних для додатків. Ці два рівні належать до рівнів, які взаємодіють безпосередньо з додатками, і будь-яка зміна безпосередньо вплине на сумісність цих рівнів.

А рівень Консенсусу відповідає за забезпечення консенсусу між вузлами мережі, а не безпосередньо обробляє стан або дані додатків. Ця опосередкованість робить його відносно легким для внесення інновацій та оновлень, які не впливають безпосередньо на додатки. Такі вдосконалення рівня Консенсусу, як, наприклад, пропозиція Beam Chain, можуть забезпечити інноваційний простір, не пошкоджуючи сумісність з Рівнем застосування.

І, Beacon Chain, був розроблений 5 років тому і вже застарів. Протягом 5 років на ринку вже повністю розуміють деякі помилки Beacon Chain, а також глибше розуміють MEV. Також відбулися прориви в технології SNARK, тому, використовуючи цей прорив, були здійснені ряд виправлень на рівні консенсусу ETH.

Beam Chain планує досягти поставленої мети

Можна розділити ціль на три частини: Блок виробництво, застейкати, криптографія.

Мета виробництва блоків має три аспекти, які головним чином пов’язані з MEV: перше - планується збільшити стійкість до цензури за допомогою inclusion list тощо; друге - використовувати розділення пропонентів Attester та проведення аукціонів для відокремлення валідаторів від виробництва блоків; третє - досягти швидшого слоту, зменшивши час слоту до 4 секунд.

Ціль застейкати частини полягає в поліпшенні поточної випускної кривої, зниженні порогу застейкання з 32 ETH до 1 ETH та досягненні швидкого остаточного підтвердження в одному слоті.

Метою криптографічної частини є реалізація ланцюга snarkification з використанням zkVM, забезпечення безпеки криптографії Ethereum, щоб вона могла існувати протягом десятків і навіть сотень років, а також забезпечення потужної випадковості за допомогою MinRoot VDF та інших методів.

Щодо способів досягнення цих цілей, Джастін розподілив їх на дві категорії. Зелений форк буде завершено поступово, а червону частину слід завершити одночасно в цілому.

На прикладі snarkifacation (використання технології zk-SNARKs для підтвердження даних або обчислень) для досягнення реального часу доведення (реального доказу) потрібно внести деякі структурні зміни в систему, включаючи зміни в хеш-функціях, способах підпису, серіалізації та Merkleization. Спосіб підпису повинен бути здатним швидко генерувати та успішно перевіряти, а також серіалізація має забезпечити можливість передачі та зберігання складних структур даних між вузлами (Нода) і подальшу обробку серіалізованих даних у Merkle Tree (дерево Меркля). Це необхідно для задоволення вимог доказу з нульовим розголошенням щодо форматування та перетворення даних для їх перевірки, а також для ефективної перевірки стану.

ZK ув’язнення ланцюга Beam

У минулому Ethereum пройшов зміну від POW до POS, а в механізмі Beam Chain консенсус буде ще більш оновлений - повне використання ZK, тобто застосування snark на всьому рівні консенсусу.

Зміцнення ланцюга

Важливо підкреслити, що знімне, що міститься лише в станових перетвореннях, не впливає на деякі базові обчислення (логічні обчислення, які виконуються Механізм консенсусу до обробки транзакцій або станових перетворень), мережевий рівень (комунікація та передача даних між Нода), кеш-управління та оптимізація продуктивності, і не піддається впливу ZK.

Код реалізації Beam Chain (наприклад, ядро логіки Beam Chain та код алгоритму консенсусу, написаний на Go або Rust) потрібно перетворити на формат, який розуміє zkVM. Після компіляції коду реалізації Beam Chain в формат коду zkVM, zkVM може виконувати цей код, зчитувати зовнішні вхідні дані блокчейну, перевіряти правильність процесу переходу стану та генерувати докази з нульовим розголошенням.

zkVM - це середовище для виконання Віртуальна машина з нульовим розголошенням, яке розуміє код у певному форматі для перевірки Доказ із нульовим розголошенням. Процес компіляції коду в виконуваний формат zkVM може включати перетворення високорівневої мови (наприклад, Go або Rust) в проміжний формат на нижньому рівні (наприклад, набір інструкцій RISC-V), а потім виконання в zkVM.

На даний момент RISC-V став стандартом промисловості для zkVM. В даний час існує сім компаній, що надають Risc-v zkVM.

Засвідчення змішування доказів

Ще одна частина, яка використовує snark, - агреговані підписи, тобто стиснення багатьох підписів валідаторів та суддів у єдиний перевірений доказ.

Ми сподіваємося на безпеку після квантового агрегування підписів (захист від квантових атак), тому очікується використання хеш-функцій. Хеш-функції мають рівень безпеки після квантового агрегування, і можна використовувати їх як основний компонент або базовий модуль криптографічної системи для побудови криптографії. З використанням hash-based snarks можна стиснути тисячі підписів у один доказ. Це і є квантове агрегування підписів. Крім того, цей підпис є нескінченно рекурсивним, ви можете безперервно накладати його, знову і знову агрегуючи кілька агрегованих підписів, щоб досягти вищої ефективності стиснення і в порівнянні з традиційним агрегуванням підписів BLS він значно покращено.

Протягом останніх кількох місяців технологія хеш-функцій snark отримала значне покращення, і за допомогою ноутбука можна швидко генерувати докази, а також виконувати приблизно 2 мільйони операцій хешування за секунду. Цей прорив у продуктивності робить агреговані схеми квантово-стійкої підписування більш практичними, надаючи можливість для ефективного, квантово-стійкого шифрування.

Крім того, після перетворення snark ланцюг Beam дозволяє стиснути складний процес перевірки, зберігання та обчислення, що дозволяє реалізувати ряд інфраструктурних засобів, таких як libp2p, ssz, pyspec, protocolguild, які спочатку не можуть бути безпосередньо використані в Beacon Chain.

Планування часової лінії

Щодо планування графіку, Джастін планує встановити специфікації у 2025 році, побудувати у 2026 році і протестувати у 2027 році. Наразі є дві команди, які готові розробляти клієнт Beam Chain Консенсус, одна з них - Zeam lambda з Індії, інша - з Латинської Америки Lambda.