Ethereum 3.0: A proposta Beam Chain inicia um novo capítulo na atualização da camada de consenso

A conferência Devcon de 2024 foi um sucesso em Bangkok, atraindo muitos participantes do ecossistema Ethereum. Durante o evento, vários projetos apresentaram seus últimos avanços, trazendo uma série de novas perspectivas e tendências para a indústria global de Web3.

Entre os mais notáveis está a proposta Beam Chain apresentada por Justin Drake, pesquisador da Fundação Ethereum, que é referida na indústria como "Ethereum 3.0". O conceito central deste plano de atualização da camada de consenso é utilizar a tecnologia de provas de conhecimento zero para reduzir os custos de computação e comunicação dos nós de validação, diminuindo assim a barreira para se tornar um validador. Isso ajudará a atrair mais validadores para a rede, aumentando a segurança, reduzindo a computação redundante e melhorando a eficiência geral. Além disso, Drake também espera aproveitar esta oportunidade para resolver a dívida técnica histórica na Beacon Chain e se preparar para possíveis demandas de segurança contra a computação quântica no futuro.

A proposta Beam Chain pode ser vista como uma resposta concreta ao trabalho de SNARKification (provas de conhecimento zero) proposto anteriormente por Vitalik no roteiro The Verge. O roteiro The Verge sugere a transformação da camada de consenso e da camada de execução do Ethereum com provas de conhecimento zero. Vitalik recentemente também reconheceu que a transformação da camada de consenso é um grande desafio, que requer otimização e reflexão contínuas.

A Beam Chain foca na transformação da camada de consenso, mas isso não significa que todas as partes precisam ser transformadas. O núcleo da blockchain é a função de conversão de estado, portanto, é necessário apenas tornar a função de conversão de estado uma prova de conhecimento zero. Para a camada de consenso, a função de conversão de estado inclui principalmente as funções de conversão de cada intervalo de tempo, cada bloco e cada epoch. Essas funções envolvem a execução do algoritmo de consenso e a lógica de Staking, proposta de blocos, verificação de resultados da camada de execução, verificação da raiz da árvore Merkle, verificação e agregação de assinaturas de consenso, cálculo de hash, bem como operações de staking e resgate que envolvem o acesso ao estado de armazenamento da conta.

Vale a pena notar que, no processo de prova de conhecimento zero na camada de consenso, o Ethereum ainda considera a descentralização e a diversidade como objetivos primordiais. Portanto, não será exigido o uso de algoritmos e protocolos específicos de prova de conhecimento zero, mas sim a escolha por parte dos proponentes.

A principal dificuldade em realizar a concepção do Beam Chain está em como aumentar significativamente a eficiência da prova, reduzindo o tempo de prova que atualmente leva dezenas ou até centenas de segundos para níveis de segundos. Justin apresentou, em uma conferência sobre ZK em setembro deste ano, a ideia de usar métodos de aceleração ASIC, ou seja, completar todo o processo desde a geração de evidências até a prova em chip dedicado, na esperança de aumentar o tempo de geração de provas em mais de dez vezes nos próximos anos, alcançando provas em tempo real.

Com a proposta da Beam Chain, espera-se que haja mais atenção e inovação concentradas na transformação da camada de consenso. A prova de conhecimento zero da camada de consenso e da camada de execução completará conjuntamente a prova de conhecimento zero do Ethereum, contribuindo significativamente para sua escalabilidade e descentralização. Ao mesmo tempo, a máquina virtual baseada na tecnologia de prova de conhecimento zero deverá assumir um papel mais central no ecossistema Ethereum.

Ao introduzir provas SNARK e criptografia pós-quântica, combinadas com um limite de staking mais baixo e tempos de confirmação de bloco mais rápidos, a Beam Chain tem o potencial de trazer maior descentralização e desempenho superior ao Ethereum. O avanço desta proposta impulsionará o ecossistema Ethereum para uma nova fase de desenvolvimento, apontando o caminho para o futuro do desenvolvimento da tecnologia blockchain.