ビームチェーン：イーサリアムの未来のビジョン

2024 Devcon大会がバンコクで終了し、イーサリアムエコシステムの各方面が集まり、一連の重要な進展と動向の発表を共に目撃しました。その中でも、イーサリアム財団の研究者Justin Drakeが提案した"イーサリアム 3.0"計画が特に注目を集めました。

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の核心思想は、ゼロ知識証明技術を利用してバリデーターの計算および通信負担を軽減し、バリデーターになるためのハードルを下げることです。これにより、より多くのバリデーターがネットワークに参加できるようになり、安全性が向上し、計算の冗長性が減少し、全体的なネットワーク効率が向上します。さらに、ジャスティンはこの機会を利用して、ビーコンサインチェーンにおける歴史的な理由に起因する技術的負債を解決し、将来的に直面する可能性のある量子計算の安全性の課題に備えたいと考えています。

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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イーサリアムのSnark化の構想と一致しています。Vitalikは最新の解釈で、コンセンサス層の改造は困難な課題であり、今後の作業で継続的に考え、最適化する必要があると認めています。

Beam Chainはコンセンサス層の改造に焦点を当てています。コンセンサス層をSnark化することは、すべての部分を改造することを意味するのではなく、主にブロックチェーンの核心である状態遷移関数に対して行われます。コンセンサス層において、状態遷移関数は主に各タイムスロット、各ブロック、各エポックの遷移関数を含みます。これらの関数は、コンセンサスアルゴリズムとステーキングロジックの実行、ブロック提案、実行層の結果の正当性検証、Merkleツリーのルート検証、コンセンサス署名の検証と集約、ハッシュ関数計算、およびアカウントストレージ状態へのアクセスを伴うステーキングとリデンプション操作などを含みます。

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Beam Chainの構想を実現するための核心的な難点は、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ASIC加速手法を用いた解決策を提案しました。これは、チップ上でゼロ知識証明仮想マシンを用いて証拠生成から証明までの全プロセスを完了させ、今後数年以内に証明生成時間を十倍以上に向上させ、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 の提案が進むにつれて、ゼロ知識証明技術に基づく仮想マシンはイーサリアムエコシステムにおいてより重要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を導入し、より低いステーキングのハードルとより速い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。これはイーサリアムのスケーラビリティと分散化のプロセスにおける重要なマイルストーンとなるでしょう。