從 Beam Chain 到 Lean Ethereum：深入分析精益路線圖對以太坊生態的影響

作者： Zhixiong Pan

原標題：以太坊的下個十年：從 Beam Chain 到 Lean Ethereum 的全面升級

以太坊基金會於十週年時，（也就是 2025 年 7 月底）正式推出了一個名為「精益以太坊（Lean Ethereum）」的全新技術藍圖。這一藍圖的核心目標是打造一個更加精簡、安全、高效的以太坊基礎層，為以太坊未來十年乃至更久的發展提供堅實的技術基礎。

什麼是精益以太坊（Lean Ethereum）？

精益以太坊由以太坊基金會的核心研究員Justin Drake提出，其主要理念是通過大幅精簡協議設計，引入抗量子計算的密碼學技術，實現以太坊網絡的極致性能提升（每秒百萬級交易吞吐）以及抗量子級安全。

精益以太坊藍圖的核心，主要體現為以下兩個關鍵項目組。

一、Lean 共識（原 Beam Chain）

Lean 共識（Lean Consensus）是精益以太坊的核心和基礎。最初名為「Beam Chain」，曾於 2024 年 Devcon 期間公開（甚至被認為是 Eth 3.0），後來正式更名為「Lean 共識」，這一項目組專注於以太坊共識層（信標鏈）的全新設計。

Lean 共識的主要目標包括：

• 極速確認：將區塊出塊時間縮短至約4秒，實現約12秒的最終確定。

• 去中心化提升：將驗證者的最低質押金額從32 ETH 降至1 ETH，大幅降低共識參與門檻。

• 後量子安全：引入基於雜湊的簽名技術，確保共識層抵禦未來量子計算的威脅。

• 鏈上輕量驗證：利用 SNARK 技術進行鏈狀態的高效驗證，允許任何節點輕鬆驗證區塊鏈的完整性。

• 網絡優化：通過全新的 P2P 協議（如Gossipsub v2.0）優化網絡通訊效率。

• 聚合證明技術：採用雜湊聚合簽名，減少網絡通訊負擔，提升驗證效率。

Lean 共識目前是精益以太坊的旗艦項目，有專門的公開例會（Lean Calls），每幾週進行一次深入的技術更新和交流，團隊核心成員包括 Justin Drake、Dmitry Khovratovich、Will Corcoran 等。

二、PQ（後量子密碼學）項目組

PQ 項目組專注於密碼學的升級換代，其目標是確保以太坊能夠在未來量子計算機時代依然安全可靠。PQ 項目組的主要研究方向：

• 雜湊簽名算法：用抗量子攻擊的雜湊簽名方案取代現有的橢圓曲線簽名算法。

• 數據承諾優化：從現有的 KZG 多項式承諾轉向雜湊承諾，提升鏈的數據安全性。

• 零知識證明（ZKP）：開發適合雜湊算法的高效 SNARK/STARK 電路，用於狀態驗證。

• 形式化驗證：對新密碼方案進行嚴格的形式化驗證，確保實現和協議設計的正確性。

PQ 項目組的核心成員包括 Will Corcoran、Antonio Sanso、George Kadianakis 等，由以太坊基金會內部研究員和外部學術專家共同推進。

三、Lean 數據與 Lean 執行

除了上述兩個核心項目組外，精益以太坊還有兩個重要但並非獨立團隊運作的項目組：Lean 數據與 Lean 執行。

Lean 數據

Lean 數據（Lean Data）專注於提升數據可用性層的性能，例如通過以下方式實現以太坊鏈上的數據吞吐能力的大幅提升：

• PeerDAS v1 和 v2：實現分佈式數據可用性採樣，大幅提高數據吞吐。

• BPO（Blob Parameter Only）機制：自動化調整數據存儲參數，逐步提高鏈上數據容量。

• FullDAS 和 mempool 分片：進一步優化數據廣播和存儲效率。

Lean 數據的最終目標是實現 Teragas 級別的數據傳輸，以支持未來大量的 Layer2 應用需求。

Lean 執行（又稱 EVM 2.0）

Lean 執行（Lean Execution）致力於徹底重構以太坊虛擬機（EVM），目標是實現一個精簡、高效、對零知識證明友好的新型執行環境。主要研究方向包括：

• 基於 RISC-V 架構的 zkVM：精簡指令集、減少證明開銷。

• 即時零知識證明：提高證明生成速度，使即時驗證成為可能。

• 兼容性與遷移路徑：逐步引入新的 zkVM，與現有 EVM 並行運行，最終完全過渡。

• 硬體加速支持：探索基於專用 ASIC 或 FPGA 的零知識證明加速方案。

Lean 數據與 Lean 執行目前的進展主要通過以太坊基金會的官方博客、協議更新以及以太坊開發者社區（Ethereum Magicians）進行同步。

精益以太坊的長遠意義

精益以太坊計劃是以太坊基金會對未來十年發展路線的重大布局。Lean 共識作為核心支柱，通過更高效的協議設計確保鏈的安全性與擴展性；PQ 項目則構築抵禦量子計算威脅的防線；Lean 數據與 Lean 執行則分別保障鏈上數據吞吐與智能合約執行性能的提升。

這一精簡、高效、安全的新架構，旨在將以太坊主網打造成可持續數十年甚至百年的全球信任基礎設施，承載未來龐大的去中心化應用生態。

如何參與？

以太坊基金會通過 Lean Ethereum 官方網站、GitHub 倉庫、公開的 Lean Calls 和 Ethereum Magicians 社區等渠道，廣泛邀請社區成員、研究者和開發者共同參與。