Grande mudança na camada de consenso do Ethereum: as cinco principais atualizações do Beam Chain

Ethereum passou por uma transformação de Prova de Trabalho (PoW) para Prova de Participação (PoS) desde o seu nascimento. No entanto, os pesquisadores principais da Fundação Ethereum acreditam que, apesar do bom desempenho inicial do PoS, nos últimos anos surgiram alguns problemas técnicos, e o seu design não conseguiu aproveitar plenamente tecnologias de ponta como provas de conhecimento zero. Assim, a camada de consenso do Ethereum necessita urgentemente de uma atualização significativa.

Na recente conferência de desenvolvedores, pesquisadores do Ethereum apresentaram uma proposta de reforma da camada de consenso chamada "Beam Chain". Esta é uma parte importante do planejamento de longo prazo do Ethereum, destinada a aproveitar ao máximo os avanços atuais em criptografia de zero conhecimento, melhorando significativamente a escalabilidade e o desempenho da rede sem a necessidade de iniciar uma nova rede. Sem dúvida, isso se tornará uma das atualizações mais críticas do Ethereum nos próximos anos.

A Beam Chain não é uma nova blockchain independente, mas sim uma nova infraestrutura construída dentro da rede principal do Ethereum. Ela irá aumentar significativamente a velocidade, segurança e eficiência das transações da rede principal. É importante notar que a Beam Chain se concentra em resolver questões da camada de consenso, sem alterar a estrutura da camada de dados ou da camada de execução.

As cinco principais transformações do Beam Chain incluem:

1. Confirmação de bloco mais rápida: implementação de um tempo de slot de 4 segundos e finalização de slot único
2. Manter a descentralização: manter ou melhorar o nível atual de descentralização
3. Reduzir o limite de staking: reduzir o requisito de staking de ETH de 32 ETH para 1 ETH
4. Proteger usuários comuns: eliminar o MEV baseado em reestruturação de blocos
5. Voltado para o futuro: fornecer capacidade quântica ao Ethereum

Ideia e Princípio da Atualização da Beam Chain

1. Aumentar a produção de blocos

Beam Chain irá aumentar a produção de blocos para três vezes a atual, a fim de melhorar a capacidade de processamento de transações do Ethereum. Ao mesmo tempo, será introduzido o FOCIL (Lista de Inclusão de Forquilha Obrigatória) para fortalecer a resistência à censura, garantindo que as transações não sejam facilmente excluídas de forma maliciosa. Os validadores irão realizar leilões para garantir um desempenho mais forte e descentralização, além de reduzir o impacto do MEV sobre os usuários.

Além disso, o Ethereum irá implementar a finalização determinística de slot único e um tempo de bloco de 4 segundos, acelerando a velocidade de confirmação de transações e aumentando a eficiência da rede. Isso significa que as bolsas não precisarão mais esperar por múltiplas confirmações de bloco, uma única confirmação de bloco será suficiente para validar a transação.

2. Melhorar o mecanismo de staking

A Beam Chain irá ajustar o modelo de emissão de recompensas dos validadores, aumentando o retorno do staking. A mudança mais significativa é a redução do requisito de staking para validadores independentes para 1 ETH, muito abaixo do atual limite de 32 ETH, tornando o staking independente mais acessível.

Este avanço revolucionário é resultado da aplicação da tecnologia de conhecimento zero, permitindo que o Ethereum aumente a velocidade enquanto acomoda mais nós participando do consenso, sem aumentar significativamente os requisitos de hardware, superando efetivamente o "triângulo impossível" do staking.

3. Aumentar a segurança

A Beam Chain implementará criptografia resistente a quântica, garantindo que a rede possa resistir a ameaças potenciais de computação quântica no futuro. Ao mesmo tempo, ao integrar tecnologias de prova de conhecimento zero como zkSNARK e zkVM, melhorará ainda mais a proteção da privacidade, escalabilidade e segurança.

Ethereum também utilizará a arquitetura RISC-V para implementar a SNARKização da blockchain, aumentando a eficiência e escalabilidade da geração de provas. Em resumo, esse processo pode ser entendido como o tratamento ZK de toda a rede Ethereum.

Além disso, a Beam Chain introduzirá um mecanismo de aleatoriedade mais robusto, garantindo a equidade na seleção de validadores e em outros processos críticos da rede, e reduzirá ao mínimo os riscos de MEV, como ataques de sanduíche, através de uma resistência à censura aprimorada.

4. Princípio de funcionamento

A Beam Chain tira pleno partido dos avanços significativos que os criptógrafos conseguiram na área dos SNARKs nos últimos anos. Ao SNARKizar a função de conversão de estado do Ethereum, é possível alcançar um tempo de slot de 4 segundos e uma finalização de slot único. Isso não só melhora significativamente a experiência de transação L1, mas também reduz o risco de MEV ao eliminar a estratégia de reagrupamento de blocos remotos.

A SNARKização também dará à rede Ethereum características de resistência quântica, estabelecendo uma base para o desenvolvimento futuro da blockchain. A Beam Chain avançará na atualização do Ethereum da seguinte forma:

• Adotar tecnologia de sharding para aumentar a velocidade de processamento
• Implementar medidas de segurança contra computação quântica
• Integração profunda com o roteiro de longo prazo do Ethereum

5. Importância significativa

A Beam Chain é crucial para melhorar a capacidade do Ethereum de processar aplicações descentralizadas. Ela aumentará a escalabilidade da rede, reduzirá os custos de transação e melhorará a segurança geral, permitindo que o Ethereum suporte mais usuários e aplicações complexas.

O sistema de prova baseado em SNARK permite que os stakers comuns utilizem hardware padrão para alcançar as vantagens de desempenho mencionadas. Com a diminuição do limite de staking e a melhoria do desempenho da rede, o grau de descentralização do grupo de stakers do Ethereum também será aprimorado.

Embora a implementação da Beam Chain exija algum tempo, ela mudará as prioridades do roteiro do Ethereum, acelerando o desenvolvimento de certos componentes-chave. Se houver apoio suficiente da comunidade, os desenvolvedores poderão começar a elaborar as especificações no próximo ano, escrever código de produção em 2026, realizar testes em 2027 e, finalmente, implantar com segurança na mainnet do Ethereum.

De um modo geral, a Beam Chain resolveu os problemas técnicos passados do Ethereum através de uma abordagem ZK, melhorando significativamente as funcionalidades do L1, enquanto mantém um alto grau de descentralização. As soluções de longo prazo, como a resistência quântica, garantirão que o Ethereum permaneça seguro, eficiente e adaptável nas próximas décadas, estabelecendo as bases para inovações futuras.

Esta atualização significativa não é apenas importante para o Ethereum, mas também para toda a indústria de blockchain, fornecendo uma base sólida para manter uma atitude otimista em relação ao Ethereum no atual ambiente de mercado.