Beam Chain: простое объяснение

На Devcon 2024 Джастин Дрейк, исследователь Ethereum, анонсировал редизайн Ethereum на уровне консенсуса, названный Beam Chain. Он начал подогревать аудиторию еще до выступления, что породило слухи, будто будет предложен концепт Ethereum 3.0. За 25 минут выступления было сказано очень много интересных вещей. Мы подготовили перевод треда Джаррода Уоттса, который буквально в девяти твиттах просто и понятно донес весь основной концепт.

Beam Chain был самым крупным объявлением на Devcon, представив 9 ключевых обновлений для Ethereum. Но большинство людей до сих пор не понимают их…Постараемся объяснить ниже.

Beam Chain — это предложение Джастина Дрейка по переработке слоя консенсуса (CL) Ethereum.

Прежде чем мы углубимся в конкретные обновления, я кратко объясню, что такое CL.

Каждый узел Ethereum запускает два компонента:

1) Клиент исполнения

2) Клиент консенсуса

Клиент консенсуса — это то, что узлы используют, чтобы «согласовать», какой будет следующий блок в блокчейне.

Вы можете застейкать 32 ETH, чтобы добавить третий компонент — «валидатор» — и получать вознаграждения за предложение новых блоков с помощью алгоритма proof-of-stake.

Так почему слой консенсуса нуждается в переработке?

Сейчас у CL есть несколько проблем:

◆ Ему уже 5 лет — он имеет технический долг и не использует последние инновации, такие как ZK-доказательства.
◆ Это возможность провести обновления и устранить технический долг Ethereum одним махом.

Эти 9 обновлений разделены на 3 категории:

1) Производство блоков

2) Стейкинг

3) Криптография

Далее я дам краткое описание каждого обновления.

Обновление №1: Устойчивость к цензуре

В настоящее время производство блоков крайне централизовано.

Два блок-билдера — Beaver Build и Titan Build — создают практически все блоки Ethereum:

Эти билдеры создают блоки таким образом, чтобы максимизировать свою прибыль за счет MEV, произвольно включая, исключая или меняя порядок транзакций в блоках, которые они производят.

На данный момент, если ваша транзакция не выгодна для этих двух блок-билдеров, они могут решить исключить её из блоков, фактически подвергая вашу транзакцию цензуре.

Это обновление, предложенное в EIP-7805, повышает устойчивость Ethereum к цензуре, позволяя валидаторам выбирать транзакции из мемпула и принуждать к их включению с помощью «Списков Включения» (Inclusion Lists, ILs), которые билдеры обязаны учитывать, чтобы их блоки были приняты сетью.

В обновлении Beam Chain 16 валидаторов на каждом слоте будут составлять список транзакций, которые ДОЛЖНЫ быть включены блок-билдерами, что означает, что билдеры больше не смогут цензурировать транзакции.

Обновление №2: Изолированные валидаторы

Разделение аттестаторов и блок-билдеров (APS), например, через Аукционы Исполнения.

Хотя валидаторы могут самостоятельно строить блоки транзакций, большинство из них используют так называемый «MEV Boost», чтобы передать процесс создания блоков третьим лицам (обычно это Beaver Build или Titan Build), которые платят валидатору комиссию.

Эти две стороны называются:

• Аттестаторы (валидаторы, подтверждающие блоки)

• Блок-билдеры (валидаторы, предлагающие блоки)

Разделение между ними уже существует — то есть валидаторы принимают блоки от блок-билдеров. Однако проблема в том, что этот процесс централизован через доверенных посредников-ретрансляторов.

Ретрансляторы, такие как Flashbots, действуют как «посредники», которые облегчают сделки между валидаторами, желающими продать свои блоки, и блок-билдерами, стремящимися создать прибыльные блоки.

APS — это обновление, которое добавляет или «узаконивает» это разделение между валидаторами и блок-билдерами в Ethereum децентрализованным способом, снижая риск централизации через ретрансляторы вроде Flashbots.

Один из способов реализации такого разделения — через аукционы исполнения, систему, где любой желающий может купить «билеты», дающие шанс выиграть право на создание блока в будущем.

Обновление №3: Быстрые слоты

В Beam Chain слоты будут уменьшены с 12 секунд до 4 секунд.

Слоты — это период времени, в течение которого валидатор может предложить новый блок, а другие валидаторы соглашаются с ним.

Быстрые слоты означают более быстрое завершение транзакций и более высокую пропускную способность сети.

Обновление №4: Умная эмиссия, например, лимит стейкинга

Кривая эмиссии определяет, как создается и распределяется новый ETH со временем.

В настоящее время:

• ETH выпускается валидаторам в качестве награды каждый эпох (~6 минут).

• ETH сжигается как часть каждой транзакции.

В зависимости от активности сети, ETH может становиться то инфляционным, то дефляционным.

Например, за последний час ETH был инфляционным, потому что вознаграждений валидаторам было выпущено больше, чем сожжено ETH в транзакциях:

В сообществе много споров о том, нужно ли и как изменять эту эмиссию, но в презентации Джастина Дрейка по Beam Chain упоминается введение лимита стейкинга.

Лимит стейкинга устанавливает максимальное количество ETH, которое можно застейкать, чтобы обеспечить более предсказуемые вознаграждения валидаторам, вероятно, с дополнительной целью сделать ETH дефляционным.

Обновление №5: Уменьшение ставки для валидатора

В настоящее время для того, чтобы стать соло-валидатором в Ethereum, необходимо застейкать 32 ETH.

Это примерно $107,000 USD по сегодняшним ценам (22.11.24).

Beam Chain предлагает снизить этот порог до 1 ETH, что поможет решить проблемы централизации, связанные с провайдерами ликвидного стейкинга, такими как LIDO или Coinbase, которые сейчас контролируют почти 40% застейканного ETH:

Пользователи, которые хотят запустить валидатор для получения наград, но не имеют 32 ETH, смогут сделать это благодаря этому обновлению, запустив валидатор всего за 1 ETH.

В рамках следующего обновления (Pectra) стейкеры также смогут стейкать более 32 ETH — вплоть до 2048 ETH. Это означает, что в Beam Chain пользователи смогут стейкать от 1 до 2048 ETH.

Джастин упоминает Orbit Staking как возможный подход, который описывает систему, где более крупные валидаторы выбираются чаще и получают небольшие вознаграждения регулярно, тогда как меньшие валидаторы выбираются реже, но получают более крупные вознаграждения.

Обновление №6: Более быстрая финализация, например, 3 Slot FFG

В настоящее время Ethereum требуется около 15 минут (64 слота), чтобы транзакции были финализированы.

Была предложена финализация за один слот (Single-Slot-Finality), чтобы сократить это время до одного слота, но более новая концепция — Финализация за 3 Слота (3-Slot-Finality) — может оказаться быстрее благодаря своему подходу к раундам голосования.

Это позволит достигать финализации за 36 секунд вместо 15 минут.

Это особенно важно для сервисов, которые зависят от финализации на L1, таких как DeFi-приложения или протоколы кросс-чейн/интероперабельности.

Обновление №7: Snarkification цепочки

Beam Chain стремится «snarkify» (использовать ZK-SNARKs, безопасный тип ZK-доказательств) для слоя консенсуса. Джастин Дрейк описывает это как «Эру ZK».

Конкретно, Beam Chain предлагает использовать ZK-SNARKs для:

• Компиляции реализаций Beam Chain на разных языках в байткод zkVM.

• Агрегации подписей, создаваемых аттестаторами, в ZK-доказательства.

Если объяснять совсем просто, за последние 5 лет технологии ZK значительно продвинулись, и Ethereum хочет внедрить их на нативном уровне как в слое консенсуса, так и в слое исполнения.

Обновление №8: Квантовая безопасность

Квантовые компьютеры уже сегодня могут взломать некоторые части Ethereum, такие как приватные ключи или подделать подписи транзакций, используя методы вроде алгоритма Шора.

Квантовые компьютеры, вероятно, станут доступны для использования в течение следующего десятилетия. Поэтому предложение Beam Chain направлено на то, чтобы подготовить Ethereum к пост-квантовому миру, используя методы вроде подписи на основе хэшей, которые защищены от квантовых атак.

Обновление №9: Новый примитив для рандома

Наконец, обновление Beam Chain предлагает способ создания источника случайности с использованием новой примитивной функции — VDF (Verifiable Delay Function, проверяемая функция задержки).

Джастин Дрейк также говорил об этом в 2018 году в Праге, отмечая, что это может быть использовано как:

• В слое консенсуса — например, для случайного выбора валидаторов.

• В прикладном слое — например, для предоставления опкода, который может выдавать проверяемую случайность.

Сегодня это невозможно реализовать без сторонних сервисов, таких как Chainlink или Pyth VRF.

В дополнение к этим 9 обновлениям, обновление Beam Chain также устранит значительную часть существующего технического долга и ненужных компонентов, которые станут избыточными благодаря этим изменениям.

Например, с более быстрой финализацией слотов, эпохи могут больше не требоваться.

Реакция криптотвиттера была такой, что таймлайн Beam Chain слишком затянут.

Однако Джастин позже уточнил, что Ethereum будет постоянно получать обновления на протяжении этих 5 лет.

Форк Beam Chain состоится после 5-летнего периода, включающего постоянные обновления Ethereum.

Спасибо, что дочитали! Больше материалов можете найти в нашем TG-канале👋

Оригинальный текст от Jarrod Watts