イーサリアム3.0:ビームチェーンのイノベーションとパフォーマンスのブレークスルー

2024 Devcon大会はバンコクで無事に終了し、イーサリアムエコシステムの広範な参加を引き寄せました。会議では多くのプロジェクトの最新進展が発表され、その中でも特に注目を集めたのはイーサリアム財団の研究員Justin Drakeが提案した"イーサリアム 3.0"計画です。

この「Beam Chain」と呼ばれるコンセンサスレイヤーのアップグレード提案は、ゼロ知識証明技術を利用して検証ノードの計算と通信の負担を軽減し、検証者になるためのハードルを下げることを目的としています。これにより、セキュリティを強化するためにネットワークに参加する検証者をより多く引き付けるだけでなく、計算の冗長性を減らし、全体的なネットワークの効率を向上させることができます。さらに、ジャスティンはこの機会を利用してビーコーチェーンの歴史的な問題を解決し、将来的に発生する可能性のある量子耐性の要求に備えたいと考えています。

Beam Chainの提案は、Vitalikが以前に提案したThe VergeのロードマップにおけるSnark化作業への具体的な応答と見なすことができます。Vitalikは、コンセンサス層の改造が挑戦であり、継続的な考慮と最適化が必要であると認めていました。

Beam Chainはコンセンサスレイヤーの改造に特化しており、主に3つの状態変換関数を扱っています：各タイムスロットの変換関数、各ブロックの変換関数、各エポックの変換関数です。これらの関数には、コンセンサスアルゴリズム、ステーキングロジックの実行、ブロック提案、実行レイヤーの結果検証、マークルツリーのルート検証、コンセンサス署名の検証/集約、ハッシュ計算、そしてアカウントストレージの状態アクセスに関連するステーキングおよび償還操作などが含まれています。注目すべきは、イーサリアムがコンセンサスレイヤーのSnark化を行う過程で、依然として分散化と多様性を最優先の目標とし、特定のZKアルゴリズムやプロトコルの使用を強制しないことです。提案者が自ら選択することになります。

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Beam Chain の構想を実現する核心的な難点は、現在数十秒、さらには数百秒かかる証明時間を秒単位に圧縮する方法です。Justin はあるセミナーで ASIC 加速の方法を提案し、チップ上でゼロ知識証明仮想マシンを使って証拠生成から証明の全プロセスを完了させることで、今後数年以内に証明生成時間を十倍以上向上させ、リアルタイム証明を実現することを目指しています。

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Beam Chain 提案の進展に伴い、ゼロ知識証明技術に基づく仮想マシンがイーサリアムエコシステムの中で中心的な役割を果たすことになります。SNARK証明とポスト量子暗号学を導入し、さらに低いステーキングのハードルとより迅速なブロック確認時間を組み合わせることで、Beam Chainはイーサリアムにより強力な分散化と高いパフォーマンスをもたらすことが期待されています。

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予見できるように、コンセンサス層と実行層のSnark化は、イーサリアムのSnark化の最終ピースを共に完成させ、イーサリアムのスケーラビリティと分散化に重大な貢献をするでしょう。Beam Chain提案の進展に伴い、コミュニティがコンセンサス層の改造により多くの注目を集め、期待される革新的なアイデアをもたらすことを信じています。