Grande révolution de la couche de consensus d'Ethereum : Beam Chain apporte cinq changements majeurs

Ethereum a commencé avec la preuve de travail (PoW) et a réussi sa transition vers la preuve d'enjeu (PoS) en 2021. Cependant, les chercheurs principaux d'Ethereum estiment que, bien que la chaîne de balises ait eu un impact significatif au début, elle a accumulé certaines "dettes techniques" au cours des cinq dernières années, et son design n'a pas pleinement tiré parti des technologies de pointe des systèmes décentralisés, comme la preuve à connaissance nulle. Par conséquent, la couche de consensus d'Ethereum nécessite une mise à jour majeure.

Lors de la récente conférence des développeurs, un chercheur d'Ethereum a proposé une initiative appelée "Beam Chain", visant à réformer en profondeur la couche de consensus d'Ethereum. C'est une partie du plan de développement à long terme d'Ethereum, dont l'objectif est de tirer pleinement parti des avancées récentes en cryptographie à divulgation nulle de connaissance, afin d'améliorer considérablement la scalabilité et les performances du réseau sans lancer de nouveau réseau. Il ne fait aucun doute que cela deviendra l'une des mises à jour les plus cruciales d'Ethereum au cours des 3 à 5 prochaines années.

Il est important de noter que Beam Chain n'est pas une nouvelle blockchain au sens littéral, mais une nouvelle infrastructure construite au sein du réseau principal Ethereum. Elle améliorera considérablement la vitesse, la sécurité et l'efficacité des transactions sur le réseau principal. Certaines opinions confondent Beam Chain avec Ethereum 3.0, alors qu'en réalité, elle ne traite que des problèmes de consensus et n'implique aucun changement au niveau des données ou de l'exécution.

Les cinq grandes réformes fondamentales de Beam Chain comprennent :

1. Confirmation de bloc plus rapide : réalisation d'un temps de créneau de 4 secondes et d'une finalité en un seul créneau
2. Maintenir la décentralisation : maintenir ou améliorer le niveau actuel de décentralisation
3. Abaisser le seuil de mise : réduire l'exigence de mise d'ETH de 32 ETH à 1 ETH
4. Protéger les utilisateurs ordinaires : éliminer le MEV basé sur la réorganisation des blocs
5. Orienté vers l'avenir : fournir des capacités anti-quantique pour le réseau Ethereum

La pensée et le principe de la mise à niveau de Beam Chain

1. Augmenter la production de blocs

• Augmenter le débit : Beam Chain augmente la production de blocs jusqu'à trois fois le niveau actuel, renforçant ainsi la capacité de traitement des transactions d'Ethereum.
• Renforcer la capacité de résistance à la censure : introduire le mécanisme FOCIL (liste de sélection de fourche pour inclusion obligatoire) pour garantir que les transactions ne soient pas facilement exclues de manière malveillante.
• Exécution des enchères et isolement des validateurs : en réalisant des enchères, on assure l'isolement des validateurs, ce qui améliore les performances et la décentralisation, tout en réduisant l'impact du MEV sur les utilisateurs.
• Accélération de la finalité : réalisation de la finalité en un seul créneau et d'un temps de bloc de 4 secondes, accélérant la vitesse de confirmation des transactions et améliorant l'efficacité du réseau.

À l'avenir, les échanges n'auront plus besoin d'attendre plusieurs confirmations de blocs, une seule confirmation de bloc suffira.

2. Améliorer le mécanisme de staking

• Optimisation du modèle de récompense : ajustement du mode d'émission des récompenses des validateurs pour augmenter le rendement des mises.
• Réduction des exigences de mise : les validateurs indépendants n'ont besoin de miser que 1 ETH, bien en dessous du seuil actuel de 32 ETH, rendant la mise indépendante plus accessible.

Cette avancée révolutionnaire est due à l'application de la technologie des preuves à divulgation nulle de connaissance, permettant à Ethereum d'accélérer tout en accueillant plus de nœuds participant au consensus, tout en maintenant le seuil matériel des dispositifs relativement constant, réussissant ainsi à briser le triangle impossible du staking.

3. Renforcer la sécurité

• Introduction de la cryptographie post-quantique : mise en œuvre de technologies de cryptographie résistantes aux quantiques pour protéger le réseau contre les menaces futures des ordinateurs quantiques.
• Intégration de la preuve à divulgation nulle de connaissance : fusion avec Ethereum via zkSNARK et zkVM pour améliorer davantage la confidentialité, l'évolutivité et la sécurité.
• Blockchain SNARKisée : Utilisation de la technologie RISC-V pour SNARKiser la blockchain, améliorant l'efficacité de la génération de preuves et la scalabilité.
• Renforcer l'aléa : Introduire un puissant mécanisme aléatoire pour garantir l'équité des processus clés du réseau (comme la sélection des validateurs).
• Réduire le risque MEV : minimiser les comportements d'arbitrage automatisés tels que les attaques par sandwich en renforçant la résistance à l'examen.

4. Fonctionnement

Depuis la détermination de la conception actuelle de la couche de consensus d'Ethereum, les cryptographes ont réalisé d'importantes avancées dans le domaine des SNARK. En rendant la fonction de transition d'état d'Ethereum SNARK, nous avons atteint un temps de créneau de 4 secondes et une finalité en un seul créneau. Cela améliore non seulement l'expérience des transactions L1, mais réduit également la dette technique de la couche de consensus en éliminant les stratégies de réorganisation de blocs à distance.

Beam Chain va faire progresser la mise à niveau d'Ethereum de plusieurs manières :

• Utiliser la technologie de sharding pour accélérer la vitesse de traitement : diviser les données en parties plus petites pour réaliser un traitement parallèle de plusieurs transactions.
• Réaliser la sécurité contre le calcul quantique : adopter des technologies de cryptographie de pointe pour garantir que la sécurité du réseau ne soit pas menacée par le calcul quantique futur.
• Intégration avec la feuille de route d'Ethereum : Beam Chain en tant que partie importante de la feuille de route d'expansion et d'amélioration de la sécurité d'Ethereum pour les 5 prochaines années.

5. Importance majeure

Beam Chain est essentiel pour renforcer la capacité d'Ethereum à traiter des applications décentralisées de plus en plus complexes. Il améliorera la scalabilité, réduira les coûts de transaction et renforcera la sécurité globale, permettant au réseau de supporter un plus grand nombre d'utilisateurs et d'applications complexes.

Les preuves basées sur SNARK permettent aux stakers ordinaires d'obtenir des avantages de performance en utilisant du matériel standard. Avec la baisse du seuil de mise et l'amélioration des performances du réseau, le degré de décentralisation de la communauté des stakers d'Ethereum sera encore renforcé.

Bien que la mise en œuvre de Beam Chain prenne encore du temps, elle jette les bases du développement à long terme d'Ethereum. Si un soutien communautaire suffisant est obtenu, les développeurs pourraient commencer à rédiger des spécifications dès l'année prochaine, rédiger du code de production en 2026, effectuer des tests en 2027 et finalement déployer en toute sécurité sur le réseau principal d'Ethereum.

En résumé, Beam Chain a résolu les "dettes techniques" du passé grâce à une approche ZK, tout en maintenant un haut niveau de décentralisation d'Ethereum, améliorant ainsi considérablement ses fonctionnalités L1. Les solutions à long terme comme la résistance quantique, introduites par de nouvelles idées, garantiront qu'Ethereum reste sécurisé, efficace et adaptable au cours des prochaines décennies, posant ainsi les bases de l'innovation future.

Ethereum continue à effectuer des plans à long terme, ce qui est une nouvelle enthousiasmante non seulement pour l'industrie de la blockchain, mais aussi pour l'ensemble du secteur technologique. Cela nous fournit également une base solide pour maintenir une attitude optimiste envers Ethereum dans le contexte actuel d'un environnement de marché en plein essor.