Đọc nhanh đề xuất mới của Justin về lớp đồng thuận của Ethereum Beam Chain

Viết bởi: Tia, Techub News

Trong khuôn khổ sự kiện Devcon ở Thái Lan hôm qua, nhà nghiên cứu ETH Justin Drake đã trình diễn đề xuất Beam Chain trong một bài diễn thuyết trên sân khấu chính. Beam Chain là một đề xuất của Justin để thiết kế lại tầng đồng thuận của ETH, đây là một bước tiến tiếp theo để đạt được tầm nhìn cuối cùng của ETH. Bài viết này sẽ giới thiệu mục tiêu cải tiến của đề xuất Beam Chain và các công nghệ liên quan.

Mặc dù được thiết kế lại ở mức đồng thuận, Beam Chain vẫn sẽ sử dụng ETH坊Token, không phát hành Token mới và cũng không phát hành mạng mới.

Tại sao đề xuất Beam Chain?

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

Nhưng Lớp ứng dụng chính là trách nhiệm chính của việc đảm bảo Nhận thức chung dữ liệu giữa các Nút trên toàn mạng, không xử lý trực tiếp trạng thái hoặc dữ liệu của ứng dụng. Sự gián tiếp này làm cho việc đổi mới và nâng cấp dễ dàng hơn, không gây ảnh hưởng trực tiếp đến ứng dụng. Do đó, như các cải tiến Nhận thức chung như đề xuất Beam Chain có thể cung cấp không gian sáng tạo mà không làm hỏng tính tương thích của Lớp ứng dụng.

Và Beacon Chain đã được thiết kế từ 5 năm trước, đã rất cũ kỹ. Sau 5 năm, thị trường đã nhận ra một số sai sót của Beacon Chain và hiểu sâu hơn về MEV. Đúng lúc công nghệ SNARK cũng đã có những đột phá, do đó, aprovechando el viento de avance, đang tiến hành một loạt các sửa chữa trên tầng đồng thuận của ETH.

Mục tiêu của Beam Chain đề xuất

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

Mục tiêu của việc sản xuất Khối có ba mục đích, 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 tiến hành đấu giá để tách Người xác thực ra khỏi việc sản xuất Khối; thứ ba là thực hiện slot nhanh hơn, giảm 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 xuống còn 1 ETH, đạt được sự chắc chắn cuối cùng trong một khe duy nhất.

Mục tiêu của phần mật mã là sử dụng zkVM và các công cụ khác để thực hiện snarkification của chuỗi; duy trì tính bảo mật của mật mã ETH để nó có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ hoặc thậm chí hàng trăm năm; và sử dụng MinRoot VDF và các công cụ khác để duy trì sự ngẫu nhiên mạnh mẽ.

Đối với cách thực hiện các mục tiêu này, Justin đã phân loại chúng thành hai loại. Phần màu xanh lá cây sẽ được hoàn thành dần dần thông qua fork, trong khi phần màu đỏ sẽ được hoàn thành cùng một lúc dưới dạng toàn bộ.

Ví dụ như snarkifacation (sử dụng công nghệ zk-SNARKs để chứng minh dữ liệu hoặc tính toán), nếu muốn thực hiện chứng minh thời gian thực, hệ thống phải điều chỉnh một số cấu trúc bao gồm hàm băm, cách ký, tuần tự hóa và Merkleization. Phương pháp ký cần có thể tạo và xác minh nhanh chóng, và cần tuần tự hóa để cấu trúc dữ liệu phức tạp có thể được truyền và lưu trữ giữa các Nút, sau đó dữ liệu sau khi tuần tự hóa sẽ được xử lý qua cây Merkle, để đáp ứng nhu cầu chứng minh không kiến thức cần định dạng và chuyển đổi có thể xác minh của dữ liệu, cũng như xác minh hiệu quả trạng thái.

ZK 化的 Beam Chain

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

Sự cải tiến Chain snark

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 (tính toán logic mà Cơ chế đồng thuận thực hiện trước khi xử lý giao dịch hoặc chuyển đổi trạng thái), lớp mạng (truyền thông và truyền dữ liệu giữa các Nút), quản lý bộ đệm và tối ưu hóa hiệu suất vẫn giữ nguyên, không bị ảnh hưởng bởi ZK.

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

zkVM là một môi trường thực thi Máy ảo zero knowledge, nó có thể hiểu mã định dạng cụ thể để xác minh Chứng cớ không tiết lộ thông tin. Quá trình biên dịch mã thành định dạng có thể thực thi trên zkVM có thể bao gồm chuyển đổi từ ngôn ngữ cấp cao (như Go hoặc Rust) thành một định dạng trung gian cấp thấp (như tập lệnh RISC-V), sau đó thực thi trên zkVM.

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

Snarkification chứng thực

Một phần sử dụng snark khác là chữ ký có thể tập hợp (aggregatable signatures), nghĩa là quá trình nén chữ ký của nhiều người xác thực và những người chứng kiến (attesters), tổng hợp một lượng lớn chữ ký thành một chứng cứ độc lập và có thể xác minh được.

Chúng tôi hy vọng có tính bảo mật của chữ ký hợp nhất sau lượng tử (chống lại cuộc tấn công lượng tử), vì vậy dự kiến sẽ sử dụng chức năng Hàm băm ở đây. Chức năng Hàm băm có cấp độ bảo mật sau lượng tử và có thể được sử dụng làm thành phần cơ bản hoặc mô-đun cơ bản trong hệ thống mật mã. Sử dụng hash-based snarks, bạn có thể nén hàng nghìn chữ ký thành một bằng chứng. Đây 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 liên tục kết hợp nhiều chữ ký hợp nhất để đạt được hiệu suất nén cao hơn, so với việc kết hợp chữ ký BLS truyền thống đã đạt được sự cải thiện đáng kể.

Trong vài tháng qua, công nghệ hàm băm được snark hóa đã có sự cải tiến đáng kể, có thể tạo ra chứng minh nhanh chóng thông qua máy tính xách tay và có thể hoàn thành khoảng 2 triệu lần hoạt động hàm băm mỗi giây. Sự đột phá về hiệu suất này giúp cho các kế hoạch chữ ký tổng hợp bảo mật lượng tử trở nên thực tế hơn trong thực tế, tạo điều kiện cho mã hóa hiệu quả và chống lại lượng tử.

Không chỉ vậy, Beam Chain được snark hóa giúp nén quá trình xác minh, lưu trữ và tính toán phức tạp thành một chuỗi cơ sở không thể trực tiếp sử dụng trên Beacon Chain như libp2p, ssz, pyspec, protocolguild và các cơ sở hạ tầng khác.

Kế hoạch dòng thời gian

Về kế hoạch thời gian, Justin dự định制定 quy cách vào năm 2025, xây dựng vào năm 2026 và tiến hành thử nghiệm vào năm 2027. Hiện tại, có hai nhóm đội sẵn lòng phát triển Beam Chain Nhận thức chung客户端, một nhóm từ Ấn Độ là Zeam lambda và một nhóm từ Nam Mỹ là Lambda.