Реконструкция консенсусного слоя Ethereum: Beam Chain — путь к совершенству или технологический тупик?

Является ли пятилетний график реализации Beam Chain разумным? Что думает сообщество?

Автор: 0XNATALIE

На конференции Devcon ключевой участник Ethereum Foundation Джастин Дрейк предложил полностью реконструировать консенсусный слой Ethereum, назвав это Beam Chain. Путём редизайна консенсусного слоя планируется смягчить проблему MEV, повысить масштабируемость и безопасность, а также использовать ZK-технологии для улучшения производительности. Beam Chain в первую очередь фокусируется на изменениях консенсусного слоя, не затрагивая создание новых токенов или изменение существующей архитектуры блокчейна.

Существующий консенсусный слой Ethereum (Beacon Chain) существует уже пять лет и, несмотря на хорошую безопасность, со временем накапливает технический долг. Кроме того, по мере углубления исследований MEV в сообществе Ethereum и быстрого развития ZK-технологий, текущий консенсусный слой недостаточно адаптирован к новым технологиям. План реконструкции Beam Chain направлен на устранение технических долгов, чтобы сделать Ethereum более гибким и адаптивным в будущем.

Технические особенности

На техническом уровне у Beam Chain есть две ключевые особенности: реализация Snarkification с помощью ZKVM и использование агрегированных подписей на основе хэширования.

Консенсусный слой отвечает за то, как все узлы сети достигают согласия по состоянию цепи (например, порядок транзакций, балансы счетов и т.д.). В Ethereum задачи консенсусного слоя включают в себя валидацию блоков, проверку подписей, обработку форков, поддержание и обновление состояния счетов и прочее. Ключевая операция консенсусного слоя — переход состояния, то есть переход от состояния одного блока (например, балансы после транзакций) к состоянию следующего блока. Эти операции часто требуют значительных вычислений, и Snarkification — это технология, позволяющая преобразовать вычисления в доказательства с нулевым разглашением.

Beam Chain использует ZKVM для реализации Snarkification консенсусного слоя, преобразуя функцию перехода состояния в доказательство с нулевым разглашением. ZKVM позволяет вынести вычисления за пределы цепи, снижая нагрузку на on-chain вычисления. Каждый узел может подтвердить корректность состояния, просто проверив доказательство, без необходимости повторять вычисления. Кроме того, Beam Chain позволяет валидаторам самостоятельно выбирать подходящий ZKVM, не навязывая конкретный ZKVM в протоколе.

В то же время, с развитием квантовых вычислений традиционные криптографические методы (например, эллиптические кривые) могут оказаться уязвимыми. Это означает, что безопасность современных блокчейн-систем (например, приватные ключи и верификация подписей) может быть нарушена с появлением квантовых компьютеров. Для противодействия этой угрозе Beam Chain внедряет агрегированные подписи на основе хэширования. Хэш-функции обладают постквантовой безопасностью и способны противостоять атакам квантовых компьютеров. Эта схема не только повышает эффективность агрегации подписей, но и обеспечивает более высокий уровень безопасности в будущем.

Кроме того, Beam Chain использует PBS, внедряет inclusion lists и аукционы исполнения для снижения негативного влияния MEV. Также планируется снизить минимальное требование к стейкингу валидаторов с 32 ETH до 1 ETH для дальнейшего повышения децентрализации. Переход к Beam Chain будет осуществляться поэтапно, постепенно заменяя функции Beacon Chain, и, как ожидается, займет пять лет.

Мнение сообщества

Опасения по поводу сроков разработки: сообщество в целом выражает обеспокоенность пятилетним циклом разработки Beam Chain, а также есть мнения, что цель Beam Chain — постепенно приблизить Ethereum к характеристикам Solana.

• Соучредитель Delphi Ventures José Maria Macedo выразил разочарование Beam Chain. По его мнению, основные улучшения Beam Chain — это лишь рефакторинг кода, включая 4-секундное время блока и «квантовую устойчивость», но эти изменения ожидаются только к 2029-2030 годам. Такие улучшения недостаточны, чтобы Ethereum L1 оставался конкурентоспособным на рынке блокчейнов и даже не формируют долгосрочную конкурентную историю Ethereum.
• Генеральный директор Solana-платформы Helius Mert также обеспокоен графиком разработки Beam Chain. Если Beam Chain действительно будет запущен только в 2029 году, Ethereum может потерять конкурентоспособность на быстро развивающемся рынке блокчейнов.
• Соучредитель EthStorage Qi Zhou считает, что завершение Beam Chain к 2030 году — слишком долгий срок. Он предлагает сосредоточиться на разработке с использованием одного языка программирования (например, Rust или Go), чтобы ускорить процесс. В вопросах технического долга Ethereum может взять пример с «re-genesis» модели Cosmos (перегенерация генезис-блока с сохранением основных данных пользователей и контрактов, удаляя избыточные исторические данные и устаревший код), чтобы радикально решить технические и наследственные проблемы.
• Соучредитель Hydrogen Labs Meir выражает опасения, что график Beam Chain слишком растянут и не обязательно удовлетворит требования масштабируемости Ethereum как полноценного блокчейна. Если цель Ethereum — быть эффективной блокчейн-платформой, а не просто DA, необходимы более быстрые и радикальные улучшения масштабируемости, а не постепенная оптимизация в течение следующих пяти лет.
• Разработчик Abstract cygaar объяснил, почему пятилетний график Beam Chain необходим. Он отметил, что Ethereum — не обычный небольшой блокчейн, а второй по величине блокчейн в мире с TVL в 60 миллиардов долларов, базовыми активами на 400 миллиардов долларов и тысячами приложений, зависящих от него. Проведение столь масштабных изменений в распределённой, работающей в реальном времени сети Ethereum чрезвычайно сложно и рискованно, поэтому требуется длительная подготовка и строгие тесты. Любая ошибка может привести к огромным потерям пользователей.
• Мейнтейнер клиента Ethereum Prysm terence в ответ на опасения по поводу длительных сроков реализации Beam Chain отметил, что Beam Chain — это «конечная цель» Ethereum, и в этот период сеть будет постоянно совершенствоваться через хардфорки. Некоторые предложения Beam Chain помогут повысить децентрализацию и устойчивость к цензуре Ethereum. Кроме того, до реализации Beam Chain Ethereum будет продолжать улучшать доступность данных, устойчивость к цензуре, производительность EVM и другие параметры для удовлетворения меняющихся потребностей.
• Стратегический директор Flashbots Hasu считает, что не стоит чрезмерно раздувать ожидания вокруг Beam Chain, так как это долгосрочный проект, требующий не менее 5 лет, и большинство улучшений уже есть в технической дорожной карте. Настоящее новшество — это объединение этих улучшений для тестирования и последующей комплексной замены на on-chain, что должно ускорить процесс. Однако многие члены сообщества ошибочно воспринимают это предложение как захватывающий релиз «Ethereum 3.0» и даже надеются на заимствование некоторых особенностей Solana, что приводит к разочарованию.
• Основатель MetaLeX gabrielShapir0 считает, что основная ценность Ethereum — в его децентрализации и автономности, и Beam Chain значительно усилит эти ключевые характеристики. Многие хотят, чтобы Ethereum предлагал различные продукты, сервисы или следовал популярным трендам и нарративам, но это не миссия Ethereum, а скорее путь Solana.

Технические вызовы

• Ключевой участник Ethereum Foundation Péter считает, что в предложении Beam Chain слишком много изменений объединено вместе, что несёт потенциальные проблемы как с технической, так и с управленческой точки зрения. Технически, комбинация множества изменений увеличивает вероятность ошибок. С точки зрения управления, объединение нескольких изменений может привести к игнорированию деталей и увеличению риска споров. Он рекомендует сначала реализовать менее сложные улучшения на Beacon Chain, а затем поэтапно внедрять более сложные изменения, чтобы система постепенно адаптировалась и избежать радикальной реформы за один раз.
• Исследователь Ethereum mteam отметил, что хотя предложение Beam Chain объявлено как новая концепция, на самом деле оно объединяет множество старых идей. Он поддерживает это предложение, но опасается, что подобное обновление может помешать исследованиям исполнительного слоя. Исполнительный и консенсусный слои — это два независимых направления исследований, которые должны развиваться параллельно, чтобы не мешать друг другу.
• Директор по исследованиям SMG Max Resnick считает, что Ethereum нужен более масштабный взгляд в будущее, а не постепенные улучшения по пятилетним этапам. Он призывает вернуться к изначальной миссии Ethereum — стать глобальной вычислительной платформой, помогающей разработчикам решать самые сложные задачи координации. Среди целей, которые, по его мнению, должны быть достигнуты в течение следующих пяти лет: 1-секундное время блока; финальность за один слот (Single-slot Finality) для упрощения кроссчейн-взаимодействия; значительное увеличение пропускной способности (>1000 TPS); множественные параллельные предложители для обеспечения устойчивости к цензуре в реальном времени.