イーサリアム3.0：Beam Chain提案がコンセンサス層のアップグレードの新たな章を開く

2024年Devcon大会はバンコクで無事に終了し、この盛会にはイーサリアムエコシステムの多くの参加者が集まりました。大会期間中、複数のプロジェクトが最新の進展を発表し、世界のWeb3業界に新しい視点と新しいトレンドをもたらしました。

その中で最も注目されているのは、イーサリアム財団の研究員Justin Drakeが提案したBeam Chain提案で、業界では「イーサリアム3.0」と呼ばれています。このコンセンサス層のアップグレード計画の核心理念は、ゼロ知識証明技術を利用して検証ノードの計算および通信コストを低減し、検証者になるためのハードルを下げることです。これにより、より多くの検証者がネットワークに参加しやすくなり、安全性が向上し、冗長な計算が減少し、全体的な効率が向上します。さらに、Drakeはこの機会を利用してBeaconチェーンの歴史的な技術的負債を解消し、将来の量子耐性の必要性に備えたいと考えています。

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Beam Chain提案は、Vitalikが以前に提案したThe VergeのロードマップにおけるSNARKification（ゼロ知識証明化）作業への具体的な応答と見なすことができます。The Vergeのロードマップでは、イーサリアムのコンセンサス層と実行層にゼロ知識証明の改造を提案しています。Vitalikは最近、コンセンサス層の改造が巨大な課題であり、継続的な最適化と考察が必要であることを認めました。

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Beam Chainはコンセンサス層の改造に焦点を当てていますが、すべての部分を改造する必要はありません。ブロックチェーンの核心は状態変換関数であるため、状態変換関数をゼロ知識証明化するだけで済みます。コンセンサス層に関しては、状態変換関数は主に各タイムスロット、各ブロック、各エポックの変換関数を含みます。これらの関数は、コンセンサスアルゴリズムとStakingロジックの実行、ブロック提案、実行層の結果検証、Merkleツリーの根検証、コンセンサス署名の検証と集約、ハッシュ計算、アカウントストレージ状態アクセスに関わる質権と償還操作などを含みます。

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注目すべきは、コンセンサス層のゼロ知識証明化の過程において、イーサリアムが依然として非中央集権と多様性を最優先目標としていることです。したがって、特定のゼロ知識証明アルゴリズムやプロトコルの使用が強制されることはなく、提案者が自ら選択することになります。

Beam Chainの構想を実現する上での核心的な難点は、証明効率を大幅に向上させる方法、つまり現在数十秒または数百秒かかる証明時間を秒単位に圧縮することです。Justinは今年9月のZKセミナーでASICアクセラレーション手法を使用するというアイデアを提案しました。専用チップ上で証拠生成から証明までの全プロセスを完了させ、今後数年内に証明生成時間を10倍以上に向上させ、リアルタイム証明を実現することを目指しています。

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Beam Chain提案の提出に伴い、業界はコンセンサス層の改造に対するより多くの関心と革新が集まると予想しています。コンセンサス層と実行層のゼロ知識証明化は、イーサリアム全体のゼロ知識証明化を共に完成させ、拡張性と非中央集権化に大きく貢献します。同時に、ゼロ知識証明技術に基づく仮想マシンは、イーサリアムエコシステムにおいてより中心的な役割を果たすことが期待されています。

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SNARK証明と後量子暗号学を導入し、より低いステーキングのハードルとより速いブロック確認時間を組み合わせることで、Beam Chainはイーサリアムにより強力な分散化とより高いパフォーマンスをもたらすことが期待されています。この提案の進展は、イーサリアムエコシステムを新しい発展段階に進め、将来のブロックチェーン技術の進展に道を示すことになります。