"Ethereum 3.0": оновлення шару консенсусу та нова ера zk-SNARKs

На нещодавно завершеній конференції Devcon 2024, екосистема Ethereum зібралася в Бангкоку, щоб обговорити ряд нових ідей, нових тенденцій та нових планів, які принесли нову енергію в глобальний Web3. Зокрема, пропозиція "Ethereum 3.0", запропонована дослідником фонду Ethereum Джастином Дрейком, була особливо помітною.

Ця пропозиція оновлення шару консенсусу, яку спільнота називає "Ethereum 3.0", має назву Beam Chain. Її основна ідея полягає в використанні zk-SNARKs технології для зменшення обчислювального та комунікаційного навантаження на валідаторів, що знижує бар'єри для їхнього приєднання. Ця ініціатива має на меті залучити більше валідаторів до мережі, підвищити безпеку, зменшити обчислювальні надмірності та підвищити загальну ефективність мережі. Крім того, Джастін також планує використати цю можливість для вирішення технічного боргу в Beacon Chain та підготовки до можливих вимог до квантової безпеки в майбутньому.

Пропозиція Beam Chain може розглядатися як конкретна відповідь на роботи з перетворення Ethereum у Snark, які раніше запропонував Віталік у дорожній карті The Verge. Віталік зізнався, що перетворення рівня консенсусу є викликом, який потребує постійного обмірковування та оптимізації в подальшій роботі.

Beam Chain головним чином зосереджується на перетворенні рівня консенсусу. Перетворення рівня консенсусу в Snark не означає, що потрібно перетворити всі частини, а скоріше перетворити основну функцію переходу стану в Snark. Це включає функцію переходу на кожен слот, функцію переходу на кожен блок та функцію переходу на кожен етап. Ці функції охоплюють виконання алгоритму консенсусу та логіки Staking, пропозицію блоків, перевірку правильності результатів виконання, перевірку кореня дерева Меркла, перевірку/агрегування підписів консенсусу, обчислення хеш-функцій, а також дії зі стейкінгу та викупу, пов'язані з доступом до стану зберігання рахунків.

Варто зазначити, що Ethereum, здійснюючи Snark-інтеграцію на рівні консенсусу, все ще ставить децентралізацію та різноманітність на перше місце. Тому не буде обов'язкової вимоги використовувати конкретні ZK-алгоритми та протоколи, а вибір залишиться за пропонувальником.

Основна складність реалізації концепції Beam Chain полягає в тому, як суттєво підвищити ефективність доказів, зменшивши час доказування, який наразі займає десятки, навіть сотні секунд, до рівня секунд. Джастін на ZK Workshop II у вересні цього року запропонував рішення, рекомендувавши спільноті використовувати методи прискорення ASIC, щоб завершити весь процес від генерації доказів до доказування в віртуальній машині нульових знань на чіпі. Очікується, що протягом наступних кількох років час генерації доказів буде підвищено більш ніж у десять разів, що дозволить досягти справжнього реального часу доказування (Realtime Proving).

З введенням пропозиції Beam Chain очікується, що це спонукатиме спільноту зосередити більше уваги на перетворенні шару консенсусу, викликаючи більше інноваційних ідей. Snark-ізація шару консенсусу та шару виконання разом завершить останню частину головоломки Snark-ізації Ethereum, що зробить суттєвий внесок у масштабованість та децентралізацію Ethereum.

З просуванням пропозиції Beam Chain, віртуальна машина на основі zk-SNARKs відіграватиме ключову роль в екосистемі Ethereum. Запровадивши SNARK-докази та постквантову криптографію, поєднуючи нижчий поріг стейкінгу і швидший час підтвердження блоків, Beam Chain має потенціал забезпечити Ethereum сильнішою децентралізацією та вищою продуктивністю, відкриваючи нову еру розвитку Ethereum.