Transformaciones significativas en la capa de consenso de Ethereum: Las cinco actualizaciones clave de Beam Chain

Ethereum ha experimentado una transición desde la prueba de trabajo (PoW) hasta la prueba de participación (PoS) desde su nacimiento. Sin embargo, los investigadores clave de la Fundación Ethereum consideran que, aunque PoS ha mostrado un buen rendimiento en sus inicios, en los últimos años también ha acumulado algunos problemas técnicos, ya que su diseño no ha logrado aprovechar adecuadamente tecnologías avanzadas como las pruebas de conocimiento cero. Por lo tanto, la capa de consenso de Ethereum necesita una actualización importante.

En la reciente conferencia de desarrolladores, los investigadores de Ethereum presentaron una propuesta de reforma de la capa de consenso llamada "Beam Chain". Esta es una parte importante del plan de desarrollo a largo plazo de Ethereum, que tiene como objetivo aprovechar al máximo los avances actuales en criptografía de conocimiento cero, mejorando significativamente la escalabilidad y el rendimiento de la red sin la necesidad de iniciar una nueva red. Sin duda, esto se convertirá en una de las actualizaciones más críticas de Ethereum en los próximos años.

Beam Chain no es una nueva cadena de bloques independiente, sino una nueva infraestructura construida dentro de la red principal de Ethereum. Aumentará significativamente la velocidad de las transacciones, la seguridad y la eficiencia de la red principal. Es importante destacar que Beam Chain se centra en resolver problemas de la capa de consenso y no cambiará la estructura de la capa de datos o de la capa de ejecución.

Las cinco grandes transformaciones fundamentales de Beam Chain incluyen:

1. Confirmación de bloque más rápida: lograr un tiempo de ranura de 4 segundos y finalización de una sola ranura.
2. Mantener la descentralización: mantener o mejorar el nivel actual de descentralización.
3. Reducir el umbral de participación: bajar el requisito de participación de ETH de 32 ETH a 1 ETH
4. Proteger a los usuarios comunes: eliminar el MEV basado en la reorganización de bloques
5. Mirando hacia el futuro: proporcionar capacidades contra quantum para la red Ethereum

La idea y el principio de la actualización de Beam Chain

1. Aumentar la producción de bloques

Beam Chain aumentará la producción de bloques a 3 veces la cantidad actual para mejorar la capacidad de procesamiento de transacciones de Ethereum. Al mismo tiempo, se introducirá FOCIL (Lista de Inclusión Forzada de Selección de Fork) para mejorar la resistencia a la censura, asegurando que las transacciones no sean fácilmente excluidas maliciosamente. Los validadores se aislarán a través de subastas para garantizar un rendimiento y descentralización más fuertes, y reducir el impacto de MEV en los usuarios.

Además, Ethereum logrará la finalización determinista en un solo slot y un tiempo de bloque de 4 segundos, acelerando la velocidad de confirmación de transacciones y mejorando la eficiencia de la red. Esto significa que los intercambios ya no necesitarán esperar múltiples confirmaciones de bloques, una sola confirmación de bloque será suficiente para validar la transacción.

2. Mejora del mecanismo de staking

Beam Chain ajustará el modelo de emisión de recompensas para los validadores, aumentando el rendimiento de las apuestas. El cambio más notable es que se reducirá el requisito de apuesta para los validadores independientes a 1 ETH, muy por debajo del umbral actual de 32 ETH, lo que hará que las apuestas independientes sean más comunes.

Este avance revolucionario se debe a la aplicación de la tecnología de prueba de conocimiento cero, que permite que Ethereum aumente la velocidad mientras acomoda a más nodos para participar en el consenso, sin aumentar significativamente los requisitos de hardware, superando eficazmente el "triángulo imposible" de la participación.

3. Mejora de la seguridad

Beam Chain implementará criptografía resistente a la computación cuántica, asegurando que la red pueda resistir las amenazas potenciales de la computación cuántica futura. Al mismo tiempo, mediante la integración de tecnologías de pruebas de conocimiento cero como zkSNARK y zkVM, se mejorará aún más la protección de la privacidad, la escalabilidad y la seguridad.

Ethereum también utilizará la arquitectura RISC-V para lograr la SNARKización de la blockchain, mejorando la eficiencia y escalabilidad de la generación de pruebas. En resumen, este proceso puede entenderse como un tratamiento ZK de toda la red Ethereum.

Además, Beam Chain introducirá un mecanismo de aleatoriedad más robusto para garantizar la equidad en procesos clave de la red, como la selección de validadores, y minimizará los riesgos de MEV, como los ataques de sándwich, mediante mejoras en la resistencia a la censura.

4. Mecanismo de funcionamiento

Beam Chain aprovecha los importantes avances que los criptógrafos han logrado en el campo de SNARK en los últimos años. Al SNARKizar la función de transición de estado de Ethereum, se logra un tiempo de ranura de 4 segundos y una finalización de una sola ranura. Esto no solo puede mejorar significativamente la experiencia de transacción de L1, sino que también puede reducir el riesgo de MEV al eliminar la estrategia de reorganización de bloques remotos.

La SNARKificación también dotará a la red de Ethereum de características anticuánticas, sentando las bases para el desarrollo futuro de la blockchain. Beam Chain promoverá la actualización de Ethereum de la siguiente manera:

• Utilizar tecnología de fragmentación para aumentar la velocidad de procesamiento
• Implementar medidas de seguridad contra la computación cuántica
• Integración profunda con la hoja de ruta a largo plazo de Ethereum

5. Importancia significativa

Beam Chain es crucial para mejorar la capacidad de Ethereum para procesar aplicaciones descentralizadas. Aumentará la escalabilidad de la red, reducirá los costos de transacción y mejorará la seguridad general, permitiendo así que Ethereum soporte más usuarios y aplicaciones complejas.

El sistema de prueba basado en SNARK permite a los validadores regulares lograr las ventajas de rendimiento mencionadas utilizando hardware estándar. Con la reducción del umbral de participación y la mejora del rendimiento de la red, el grado de descentralización de la comunidad de validadores de Ethereum también mejorará.

A pesar de que la implementación de Beam Chain tomará tiempo, cambiará las prioridades en la hoja de ruta de Ethereum y acelerará el desarrollo de ciertos componentes clave. Si se obtiene suficiente apoyo de la comunidad, los desarrolladores podrían comenzar a elaborar las especificaciones el próximo año, escribir código de nivel de producción en 2026, realizar pruebas en 2027 y, finalmente, desplegarlo de manera segura en la red principal de Ethereum.

En general, Beam Chain resuelve los problemas técnicos pasados de Ethereum a través de una ruta ZK, mejorando significativamente la funcionalidad de L1 mientras mantiene un alto grado de descentralización. Las soluciones a largo plazo, como la resistencia cuántica introducida, asegurarán que Ethereum se mantenga seguro, eficiente y adaptable en las próximas décadas, sentando las bases para la innovación futura.

Esta importante actualización no solo tiene un significado importante para Ethereum, sino también para toda la industria blockchain, y proporciona una base sólida para mantener una actitud optimista hacia Ethereum en el actual entorno de mercado.