Lima perubahan besar yang akan dibawa Beam Chain ke Ethereum?

Beam Chain bukanlah blockchain baru dalam arti harfiah, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam mainnet Ethereum, yang akan secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi mainnet L1.

Penulis: Ebunker

Seperti yang diketahui, Ethereum lahir dengan konsensus PoW (Proof of Work), dan pada tahun 2021 berhasil beralih ke PoS (Proof of Stake). Mengenai hal ini, peneliti inti Ethereum Foundation, Justin Drake, berpendapat: Meskipun beacon chain sangat efektif ketika PoS baru diperkenalkan, selama lima tahun terakhir, ia telah mengakumulasi beberapa "utang teknis", dan desainnya tidak memanfaatkan teknologi mutakhir sistem desentralisasi (seperti zero-knowledge proof). Oleh karena itu, lapisan konsensus Ethereum sangat membutuhkan pembaruan besar.

Pada presentasi terbaru di Devcon Bangkok, peneliti Ethereum Justin Drake mengumumkan sebuah proposal untuk mereformasi total lapisan konsensus Ethereum, yang disebut "Beam Chain".

Ini adalah bagian dari roadmap jangka panjang Ethereum, memungkinkan Ethereum memanfaatkan terobosan mutakhir kriptografi ZK saat ini, dengan tujuan meningkatkan skalabilitas dan kinerja jaringan secara signifikan tanpa perlu meluncurkan jaringan baru. Tidak diragukan lagi, ini adalah salah satu peningkatan terpenting bagi Ethereum dalam 3–5 tahun ke depan.

Beam Chain bukanlah blockchain baru dalam arti harfiah, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam mainnet Ethereum, yang akan secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi mainnet L1. Ada yang menafsirkan Beam Chain sebagai Ethereum 3.0, namun ini adalah salah kaprah, karena Beam Chain hanya menyelesaikan masalah lapisan konsensus dan tidak akan mengubah lapisan data (seperti blob channel) atau lapisan eksekusi (seperti Ethereum Virtual Machine/EVM).

Lima perubahan inti Beam Chain adalah:

1. Konfirmasi blok lebih cepat: Mengaktifkan waktu slot 4 detik dan finalitas satu slot

2. Tanpa mengorbankan desentralisasi: Mempertahankan atau meningkatkan jaminan desentralisasi saat ini

3. Menurunkan ambang staking: Membuat staking ETH turun dari 32 ETH menjadi 1 ETH

4. Melindungi pengguna biasa: Menghilangkan MEV berbasis reorganisasi blok

5. Berorientasi masa depan: Membuat jaringan Ethereum tahan terhadap serangan kuantum

Pemikiran dan Prinsip Peningkatan Beam Chain

1. Meningkatkan Produksi Blok

Throughput lebih tinggi: Beam Chain akan meningkatkan produksi blok hingga 3 kali lipat dari sekarang, untuk meningkatkan kapasitas transaksi Ethereum.

Anti-sensor: Pengenalan FOCIL (Fork Choice Inclusion List) meningkatkan kemampuan anti-sensor, memastikan transaksi tidak mudah dikeluarkan oleh pelaku jahat.

Lelang eksekusi & isolasi validator: Validator akan menggunakan lelang eksekusi untuk isolasi, sehingga memastikan kinerja dan desentralisasi yang lebih kuat, serta memungkinkan lebih banyak pengguna terhindar dari gangguan MEV.

Finalitas lebih cepat: Ethereum akan memiliki finalitas satu slot dan waktu blok 4 detik, sehingga transaksi dapat dikonfirmasi lebih cepat dan efisiensi jaringan meningkat.

Menariknya, bursa tidak perlu lagi menunggu konfirmasi blok secara bertahap seperti 1/32, 2/32, 3/32... karena di masa depan satu blok saja sudah cukup untuk konfirmasi.

2. Peningkatan Staking

Peningkatan model penerbitan: Perubahan pada model penerbitan reward untuk validator, membuat staking memberikan lebih banyak imbalan.

Menurunkan persyaratan staking: Validator independen hanya perlu staking 1 ETH, jauh lebih rendah dari ambang 32 ETH saat ini, sehingga staking independen menjadi lebih mudah dan umum.

Kami percaya, agar Ethereum dapat menampung lebih banyak node yang berpartisipasi dalam konsensus saat meningkatkan kecepatan, tanpa banyak mengubah persyaratan perangkat keras, dan menembus trilema staking, ini benar-benar berkat teknologi ZK, yang memang sangat maju di industri ini.

3. Meningkatkan Keamanan

Kriptografi pasca-kuantum: Ethereum akan menerapkan kriptografi tahan kuantum untuk memastikan jaringan terlindungi dari ancaman komputasi kuantum, menjadi langkah pertama blockchain utama menuju ketahanan kuantum.

Integrasi zkSNARK dan zkVM: Zero-knowledge proof (ZKP) akan diintegrasikan ke Ethereum melalui zkSNARK dan zkVM, untuk lebih meningkatkan privasi, skalabilitas, dan keamanan.

SNARKifikasi blockchain (SNARKification): Ethereum akan menggunakan RISC-V untuk melakukan SNARKifikasi blockchain, proses ini dapat meningkatkan efisiensi dan skalabilitas pembuatan proof. SNARK adalah bentuk zero-knowledge proof yang ringkas, memungkinkan satu pihak membuktikan kepemilikan informasi tanpa mengungkapkan informasi tersebut atau memerlukan interaksi antara pembukti dan validator.

Sederhananya, kita bisa menyimpulkannya sebagai: membuat seluruh Ethereum langsung menjadi ZK.

Meningkatkan randomisasi: Ethereum juga akan memperkenalkan randomisasi yang kuat untuk memastikan keadilan dalam proses penting jaringan seperti pemilihan validator.

Mengurangi risiko MEV: Ketahanan sensor yang lebih baik dapat meminimalkan maraknya bot seperti serangan sandwich.

4. Cara Kerja

Sejak desain lapisan konsensus Ethereum saat ini (beacon chain) ditetapkan, para kriptografer telah membuat kemajuan besar dalam SNARK. Dengan melakukan SNARKifikasi pada fungsi transisi status Ethereum (yaitu pesan perubahan status yang diintegrasikan validator untuk mempertahankan pandangan yang benar tentang blockchain), dapat dicapai waktu slot 4 detik dan finalitas satu slot.

Di satu sisi, pengurangan waktu produksi blok dan finalitas dapat mengurangi waktu tunggu dan memberikan dampak positif pada pengalaman transaksi L1 Ethereum;

Di sisi lain, ini juga dapat menghilangkan potensi nilai yang diekstrak dari transaksi melalui strategi reorganisasi blok jarak jauh, serta mengurangi utang teknis pada lapisan konsensus.

Selain itu, SNARKifikasi akan membuat jaringan Ethereum tahan terhadap serangan kuantum, yang merupakan fitur wajib untuk blockchain masa depan.

Beam Chain akan mendorong peningkatan Ethereum dari beberapa aspek berikut:

Sharding untuk mempercepat pemrosesan: Ethereum Beam Chain akan menggunakan teknologi sharding, membagi data menjadi bagian-bagian lebih kecil (shards) untuk memproses banyak transaksi secara bersamaan. Ini akan mengurangi bottleneck transaksi dan mempercepat waktu transaksi.

Keamanan tahan komputasi kuantum: Ethereum akan memanfaatkan teknologi kriptografi terdepan untuk memastikan bahkan komputer kuantum super di masa depan pun tidak dapat membahayakan keamanan jaringan.

Integrasi dengan roadmap Ethereum: Beam Chain bukanlah jaringan independen, melainkan tahap integrasi dalam roadmap 5 tahun ke depan Ethereum untuk memperluas dan meningkatkan keamanan.

5. Makna Penting

Bagi kemampuan Ethereum dalam menangani aplikasi terdesentralisasi yang terus berkembang, Beam Chain sangat penting — ia dapat meningkatkan skalabilitas Ethereum, menurunkan biaya transaksi, dan meningkatkan keamanan secara keseluruhan, memungkinkan jaringan mendukung lebih banyak pengguna dan aplikasi kompleks seiring waktu.

Manfaat besar lain dari proof berbasis SNARK adalah: memungkinkan staker biasa dengan perangkat keras standar untuk mendapatkan keunggulan kinerja di atas, dan ketika ambang staking turun dari 32 ETH menjadi 1 ETH, seiring peningkatan kinerja jaringan, desentralisasi kelompok staker Ethereum juga akan meningkat.

Khususnya dengan penurunan ambang batas, jika dipadukan dengan beberapa perangkat keras terkait seperti eNode dari Ebunker, perangkat validator tingkat rumah tangga dapat masuk ke banyak rumah, dan Ethereum tetap menjadi public chain dengan node terbanyak dan paling terdesentralisasi di dunia.

Meskipun visi Beam Chain tidak akan langsung mengubah Ethereum, juga tidak secara signifikan mengubah roadmap jangka panjangnya, adopsinya akan mengubah prioritas pengembangan roadmap, mempercepat pengembangan komponen tertentu (misalnya, roadmap saat ini menetapkan beberapa peningkatan penting hingga tahun 2029, sementara Beam Chain mungkin mempercepat kedatangan peningkatan penting tersebut).

Jika Beam Chain mendapat dukungan komunitas yang cukup, pengembang dapat mulai merancang spesifikasi tahun depan, kemudian pada tahun 2026 tim klien pengembang menulis kode produksi, melakukan pengujian pada tahun 2027, dan akhirnya dapat diterapkan dengan aman di mainnet Ethereum. Meskipun implementasi Beam Chain tampak masih jauh, untuk perangkat lunak open source yang dikembangkan secara desentralisasi, redundansi keamanan ini sangat diperlukan.

Singkatnya, Beam Chain melalui jalur ZK, secara langsung menyelesaikan "utang teknis" masa lalu, dan peningkatan ini diharapkan dapat secara signifikan meningkatkan fungsi L1 Ethereum sambil mempertahankan "desentralisasi kelas dunia".

Pada saat yang sama, solusi jangka panjang seperti ketahanan kuantum yang diperkenalkan oleh pemikiran baru ini, menempatkan lapisan konsensus Ethereum dalam "mode pemeliharaan", memastikan Ethereum tetap aman, efisien, dan adaptif selama beberapa dekade ke depan, sehingga memungkinkan inovasi di masa depan tanpa perlu desain ulang yang disruptif.

Ethereum masih terus melakukan perencanaan jangka panjang dengan tekun, dan ini adalah pembaruan yang menggembirakan bagi blockchain dan seluruh industri, yang juga menjadi dasar optimisme kami terhadap Ethereum di tengah pasar yang bergelora saat ini.