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Beam Chain: 零知識證明助力以太坊3.0升級共識層
Beam Chain: 以太坊的未來願景
2024 Devcon 大會剛剛在曼谷落下帷幕,以太坊生態各方齊聚一堂,共同見證了一系列重磅進展和動態的發布。其中,以太坊基金會研究員 Justin Drake 提出的"以太坊 3.0"提案計劃尤爲引人注目。
這項被稱爲 Beam Chain 的共識層升級提案核心思想是:利用零知識證明技術來減輕驗證者的計算和通信負擔,從而降低成爲驗證者的門檻。這將使更多驗證者能夠加入網路,提高安全性,減少計算冗餘,並提升整體網路效率。此外,Justin 還希望借此機會解決 Beacon 鏈中由於歷史原因遺留的技術債務,並爲未來可能面臨的量子計算安全挑戰做好準備。
Beam Chain 的提出與 Vitalik 此前提出的 The Verge 路線圖中關於以太坊 Snark 化的設想不謀而合。Vitalik 在最新的解讀中坦言,對共識層的改造是一項艱巨的挑戰,需要在未來的工作中持續思考和優化。
Beam Chain 專注於共識層的改造。將共識層 Snark 化並不意味着對所有部分進行改造,而是主要針對區塊鏈的核心——狀態轉換函數。對於共識層而言,狀態轉換函數主要包括每時隙、每區塊和每紀元的轉換函數。這些函數涉及共識算法和質押邏輯的執行、區塊提議、執行層結果正確性驗證、Merkle 樹根驗證、共識籤名的驗證和聚合、哈希函數計算以及涉及帳戶存儲狀態訪問的質押和贖回操作等。
實現 Beam Chain 構想的核心難點在於如何將目前需要幾十甚至上百秒的證明時間壓縮到秒級。Justin 提出了使用 ASIC 加速方法的解決方案,即在芯片上完成零知識證明虛擬機從證據生成到證明的全流程,以期在未來幾年內將證明生成時間提升十倍以上,實現實時證明。
隨着 Beam Chain 提案的推進,基於零知識證明技術的虛擬機將在以太坊生態中扮演更加重要的角色。通過引入 SNARK 證明和後量子密碼學,結合更低的質押門檻以及更快的區塊確認時間,Beam Chain 有望爲以太坊帶來更強的去中心化和更高的性能。這將成爲以太坊擴展性和去中心化進程中的重要裏程碑。