ビームチェーン：イーサリアムコンセンサス層の重大アップグレード ZKを導入して性能を向上させ、ハードルをドロップ

イーサリアムは誕生以来、PoWからPoSへの転換を経験してきました。ある研究者は、ビーコンチェーンがPoSを導入する際に素晴らしい成果を上げたにもかかわらず、近年いくつかの"技術的負債"を蓄積しており、その設計がzk-SNARKsなどの分散化システムの最先端技術を十分に活用できていないと指摘しています。したがって、イーサリアムのコンセンサス層は重大な更新を急務としています。

最近の開発者会議で、"Beam Chain"という提案が発表され、イーサリアムのコンセンサス層を根本的に改革することを目的としています。イーサリアムの長期的な発展計画の一部として、Beam Chainは現在のzk-SNARKsの最新の突破口を利用し、新しいネットワークを立ち上げることなく、ネットワークのスケーラビリティと性能を大幅に向上させることを目指しています。これは間違いなくイーサリアムの今後数年間で最も重要なアップグレードの一つです。

明確にする必要があるのは、Beam Chainは全く新しいブロックチェーンではなく、イーサリアムのメインネット内に構築された新しいインフラであるということです。それはL1メインネットの取引速度、安全性、効率を大幅に向上させます。Beam Chainをイーサリアム3.0と誤解する意見もありますが、実際にはそれはコンセンサス層の問題にのみ関係しており、データ層や実行層を変更することはありません。

Beam Chainがもたらす5つのコア変革には次のものが含まれます：

1. より速いブロック確認：4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を実現
2. 分散化を維持する：既存の分散化保障を維持または改善する
3. ステーキングの敷居を下げる：ETHのステーキング要件を32 ETHから1 ETHに引き下げる
4. 一般ユーザーの保護：ブロック再構成に基づくMEVの排除
5. 未来を見据えて：イーサリアムネットワークに量子耐性を追加する

! Beam Chainはイーサリアムに5つの新しい変更をもたらしますか?

Beam Chainのアップグレードの考え方と原理：

1. ブロック産出量の増加

• スループットの向上：Beam Chainはブロック生成量を現行の3倍に引き上げ、イーサリアムの取引処理能力を強化します。
• 検閲耐性の向上：FOCIL（フォーク選択強制包含リスト）メカニズムを導入し、取引が悪意によって排除されにくくなります。
• オークションとバリデータの分離を実行：オークションを実行することでバリデータを分離し、パフォーマンスと分散化を向上させつつ、ユーザーがMEVの影響を受けるリスクを減少させます。
• 最終的な確定性の加速：単一タイムスロットの最終的な確定性と4秒のブロック時間を実現し、取引確認を加速し、ネットワーク効率を向上させる。

注目すべきは、取引所が複数のブロック確認を待つ必要がなくなり、将来的には単一のブロックで確認が完了することです。

2. ステーキングメカニズムの改善

• 発行モデルの最適化：バリデーターの報酬発行モデルを調整し、ステーキング収益を向上させる。
• ステーキング要件の引き下げ：独立したバリデーターのステーキングのハードルを32 ETHから1 ETHに引き下げ、独立したステーキングをより普及させます。

ZK技術を利用して、イーサリアムは速度を向上させると同時に、より多くのノードがコンセンサスに参加できるようにし、ハードウェア要件を大幅に引き上げることなく、ステーキングの不可能な三角形を打破しました。この進展は業界を大きくリードしています。

3. セキュリティの強化

• ポスト量子暗号学：量子計算の脅威からネットワークを保護するために、抗量子暗号を実施し、主流のブロックチェーンにおける抗量子の先駆者となる。
• zkSNARKとzkVMの統合：零知識証明技術を通じてプライバシー、スケーラビリティ、およびセキュリティを向上させる。
• SNARK化ブロックチェーン：RISC-Vを利用してブロックチェーンのSNARK化を実現し、証明生成の効率とスケーラビリティを向上させる。
• ランダム性の強化：強力なランダム性メカニズムを導入し、バリデーターの選択などの重要なネットワークプロセスの公平性を確保します。
• MEVリスクの低減：審査耐性を強化することで、サンドイッチ攻撃などのボットの氾濫を減少させます。

簡潔に言えば、これらのアップグレードは、全体のイーサリアムネットワークをZK化することに要約されます。

4. 仕組み

イーサリアムの現在のコンセンサス層設計が確定して以来、暗号学者はSNARK分野で重要なブレークスルーを達成しました。イーサリアムの状態遷移関数をSNARK化することにより、4秒のスロット時間と単一スロットの確定性を実現できます。これはL1の取引体験を改善するだけでなく、リモートブロック再編成戦略を排除することで潜在的な価値抽出を減少させ、同時にコンセンサス層の技術的負債を軽減します。

さらに、SNARK化はイーサリアムネットワークに対して量子耐性を与え、これは未来のブロックチェーンに必要な特性です。

ビーコンチェーンは、以下のいくつかの側面からイーサリアムのアップグレードを推進します：

• シャーディング技術を使用して処理速度を向上させる：データをより小さな部分に分割し、並列処理を実現し、取引のボトルネックを減少させる。
• 量子コンピュータに対する安全性：先進的な暗号技術を採用し、ネットワークの安全性が将来の量子コンピュータの脅威に影響されないようにします。
• イーサリアムのロードマップ統合：Beam Chainはイーサリアムの今後5年間の拡張とセキュリティ向上のロードマップの統合段階であり、独立したネットワークではありません。

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5. 意義

Beam Chainは、イーサリアムが増加する分散化アプリケーションを処理する能力を向上させるために重要です。それは、スケーラビリティを強化し、取引コストを削減し、全体の安全性を向上させ、ネットワークがより多くのユーザーや複雑なアプリケーションをサポートできるようにします。

SNARKに基づく証明のもう一つの大きな利点は、標準的なハードウェアを使用する一般的なステーキング者が上記のパフォーマンス向上を実現できることです。ステーキングの敷居が1 ETHに下がると、ネットワークのパフォーマンスが向上するだけでなく、イーサリアムのステーキング者コミュニティの分散化の程度も改善されます。

特に敷居の低下は、関連するハードウェア機器と組み合わせることで、家庭用レベルのバリデーター機器がより普及し、イーサリアムが世界で最もノードが多く、最も分散化されたパブリックチェーンとしての地位をさらに強固にする可能性があります。

Beam Chainのビジョンは、すぐにエーテルを変更することはなく、長期的なロードマップを明らかに変更することもありませんが、その採用はロードマップの開発優先順位を変更し、特定のコンポーネントの開発を加速させるでしょう。例えば、現在のロードマップにおいて、いくつかの重要なアップグレードは2029年に実施される予定ですが、Beam Chainはこれらのアップグレードのプロセスを加速させる可能性があります。

もしBeam Chainが十分なコミュニティサポートを得られれば、開発者は来年から仕様を策定し、その後2026年に開発チームがプロダクションレベルのコードを作成し、2027年にテストを行い、最終的に安全にイーサリアムメインネットにデプロイされることになります。Beam Chainの実装は遠いように見えますが、分散化開発のオープンソースソフトウェアにとって、これらの安全な冗長性は必要です。

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要するに、Beam ChainはZK化ルートによって過去の「技術的負債」を一挙に解決し、これらの改善はイーサリアムの「世界級分散化」を維持しながら、L1機能を大幅に向上させることが期待されています。同時に、量子耐性などの長期的な解決策を導入し、イーサリアムのコンセンサス層を「メンテナンスモード」に置くことで、今後数十年間の安全性、効率性、適応性を確保し、未来の革新の基盤を築き、破壊的な再設計を必要としません。

イーサリアムは継続的に長期的な戦略を展開しており、これは全体のブロックチェーン業界にとって興奮すべき進展です。これにより、現在の活発な市場環境においてイーサリアムに対する楽観的な姿勢を維持するための堅固な基盤が提供されました。