Ethereum 3.0: Inovações e Quebras de Desempenho do Beam Chain

A conferência Devcon 2024 terminou com sucesso em Bangkok, atraindo a ampla participação do ecossistema Ethereum. Durante o evento, foram anunciados os mais recentes desenvolvimentos de vários projetos, destacando-se especialmente o plano "Ethereum 3.0" proposto pelo pesquisador da Fundação Ethereum, Justin Drake.

A proposta de atualização da camada de consenso chamada Beam Chain visa reduzir a carga computacional e de comunicação dos nós de validação através da tecnologia de provas de conhecimento zero, diminuindo assim a barreira para se tornar um validador. Isso não apenas ajuda a atrair mais validadores para a rede para aumentar a segurança, mas também reduz a redundância computacional, melhorando a eficiência geral da rede. Além disso, Justin espera aproveitar esta oportunidade para resolver problemas históricos na cadeia Beacon e se preparar para possíveis demandas de segurança contra quântica no futuro.

A proposta da Beam Chain pode ser vista como uma resposta concreta ao trabalho de Snark na roadmap The Verge, anteriormente proposto por Vitalik. Vitalik admitiu anteriormente que a reforma da camada de consenso é um desafio, que requer consideração e otimização contínuas.

A Beam Chain foca na transformação da camada de consenso, envolvendo principalmente três funções de conversão de estado: função de conversão por slot de tempo, função de conversão por bloco e função de conversão por época. Essas funções incluem o algoritmo de consenso, execução da lógica de Staking, proposta de bloco, verificação de resultados da camada de execução, verificação da raiz da árvore Merkle, verificação/agregação de assinaturas de consenso, cálculo de hash, além das operações de staking e resgate que envolvem acesso ao estado de armazenamento de contas. Vale ressaltar que, ao realizar a Snarkificação da camada de consenso, o Ethereum ainda considera a descentralização e a diversidade como objetivos primordiais, portanto, não exige o uso de algoritmos e protocolos ZK específicos, permitindo que o proponente escolha por conta própria.

O principal desafio para realizar a concepção do Beam Chain é como reduzir o tempo de prova, que atualmente leva dezenas ou até centenas de segundos, para um nível de segundos. Justin sugeriu, em um seminário, o uso de aceleração ASIC, completando todo o processo de geração de provas até a prova em uma máquina virtual de provas de conhecimento zero no chip, com o objetivo de aumentar o tempo de geração de provas em mais de dez vezes nos próximos anos, alcançando provas em tempo real.

Com o avanço da proposta Beam Chain, a máquina virtual baseada na tecnologia de prova de conhecimento zero desempenhará um papel central no ecossistema Ethereum. Ao introduzir provas SNARK e criptografia pós-quântica, combinadas com um limite de staking mais baixo e tempos de confirmação de bloco mais rápidos, a Beam Chain tem potencial para trazer maior descentralização e melhor desempenho ao Ethereum.

É previsível que a Snarkização da camada de consenso e da camada de execução complete o quebra-cabeça final da Snarkização do Ethereum, contribuindo significativamente para a escalabilidade e descentralização do Ethereum. Com o avanço da proposta Beam Chain, acredita-se que isso irá guiar e inspirar a comunidade a dedicar mais atenção à transformação da camada de consenso, trazendo mais ideias inovadoras e empolgantes.