Beam Chain：Nâng cấp lớn của lớp nhận thức chung Ethereum, giới thiệu ZK để cải thiện hiệu suất và thả ngưỡng.

Ethereum đã trải qua sự chuyển đổi từ PoW (Bằng chứng công việc) sang PoS (Bằng chứng) kể từ khi ra đời. Một nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, mặc dù beacon chain thể hiện xuất sắc khi giới thiệu PoS, nhưng trong những năm gần đây đã tích lũy một số "nợ kỹ thuật", thiết kế của nó không tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến của hệ thống phi tập trung như zk-SNARK. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum cần một bản cập nhật lớn khẩn cấp.

Tại hội nghị các nhà phát triển gần đây, một đề xuất mang tên "Beam Chain" đã được đưa ra, nhằm cách mạng hóa lớp nhận thức chung của Ethereum. Là một phần trong kế hoạch phát triển lâu dài của Ethereum, Beam Chain sẽ tận dụng những bước đột phá mới nhất trong mật mã không biết (zk-SNARK), giúp nâng cao đáng kể khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng mà không cần khởi động một mạng mới. Điều này chắc chắn là một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong vài năm tới.

Cần phải làm rõ rằng Beam Chain không phải là một blockchain hoàn toàn mới, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính của Ethereum. Nó sẽ nâng cao đáng kể tốc độ giao dịch, độ an toàn và hiệu quả của mạng chính L1. Có quan điểm hiểu nhầm Beam Chain là Ethereum 3.0, thực tế nó chỉ giải quyết các vấn đề ở tầng nhận thức chung, sẽ không thay đổi tầng dữ liệu hoặc tầng thực thi.

Năm cuộc cách mạng cốt lõi mà Beam Chain mang lại bao gồm:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng một khe
2. Giữ cho sự phi tập trung: Duy trì hoặc cải thiện bảo đảm phi tập trung hiện có
3. Giảm ngưỡng staking: Giảm yêu cầu staking ETH từ 32 ETH xuống 1 ETH
4. Bảo vệ người dùng thông thường: Loại bỏ MEV dựa trên tái cấu trúc khối.
5. Hướng tới tương lai: Tăng cường khả năng chống lượng tử cho mạng Ethereum

Ý tưởng và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain:

1. Tăng sản lượng khối

• Tăng cường khả năng xử lý: Beam Chain nâng sản lượng khối lên gấp 3 lần so với mức hiện tại, tăng cường khả năng xử lý giao dịch của Ethereum.
• Tăng cường khả năng chống kiểm duyệt: Giới thiệu cơ chế FOCIL (Danh sách bắt buộc bao gồm chọn nhánh), đảm bảo giao dịch khó bị loại trừ bởi các hành vi xấu.
• Thực hiện đấu giá và cách ly các xác nhận viên: Thực hiện đấu giá để đạt được sự cách ly cho các xác nhận viên, nâng cao hiệu suất và tính phi tập trung, đồng thời giảm thiểu rủi ro người dùng bị ảnh hưởng bởi MEV.
• Tăng tốc độ xác định cuối cùng: Đạt được xác định cuối cùng trong một khoảng thời gian và thời gian khối 4 giây, tăng tốc độ xác nhận giao dịch và cải thiện hiệu suất mạng.

Điều đáng chú ý là sàn giao dịch sẽ không còn cần phải chờ xác nhận nhiều khối nữa, mà trong tương lai chỉ cần xác nhận trong một khối.

2. Cải thiện cơ chế staking

• Tối ưu hóa mô hình phát hành: Điều chỉnh mô hình phát hành phần thưởng cho người xác thực, tăng lợi nhuận từ việc staking.
• Giảm yêu cầu staking: Hạ ngưỡng staking của các nhà xác thực độc lập từ 32 ETH xuống 1 ETH, làm cho việc staking độc lập trở nên phổ biến hơn.

Sử dụng công nghệ ZK, Ethereum đã tăng tốc đồng thời cho phép nhiều nút tham gia nhận thức chung mà không làm tăng đáng kể yêu cầu phần cứng, vượt qua tam giác bất khả thi của việc staking. Tiến bộ này đã đi trước đáng kể so với ngành.

3. Tăng cường an ninh

• Hậu mã hóa lượng tử: Thực hiện mã hóa chống lượng tử, bảo vệ mạng khỏi mối đe dọa của máy tính lượng tử, trở thành người tiên phong chống lượng tử trong các blockchain chính thống.
• Tích hợp zkSNARK và zkVM: Nâng cao quyền riêng tư, khả năng mở rộng và tính bảo mật thông qua công nghệ chứng minh không kiến thức.
• Blockchain SNARK: Sử dụng RISC-V để hiện thực hóa SNARK cho blockchain, nâng cao hiệu suất tạo chứng và khả năng mở rộng.
• Tăng cường tính ngẫu nhiên: Giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ, đảm bảo tính công bằng trong việc chọn lựa người xác thực và các quy trình mạng quan trọng khác.
• Giảm rủi ro MEV: Thông qua việc tăng cường khả năng chống lại sự kiểm tra, giảm thiểu sự bùng nổ của các robot như tấn công sandwich.

Nói ngắn gọn, những nâng cấp này có thể được tóm tắt là: khiến toàn bộ mạng Ethereum đạt được tính ZK.

4. Nguyên tắc hoạt động

Kể từ khi thiết kế lớp đồng thuận hiện tại của Ethereum được xác định, các nhà mật mã học đã đạt được những bước đột phá lớn trong lĩnh vực SNARK. Bằng cách SNARK hóa hàm chuyển đổi trạng thái của Ethereum, có thể đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe. Điều này không chỉ cải thiện trải nghiệm giao dịch L1 mà còn giảm thiểu việc khai thác giá trị tiềm năng bằng cách loại bỏ các chiến lược tái cấu trúc khối từ xa, đồng thời giảm nợ kỹ thuật của lớp đồng thuận.

Ngoài ra, việc SNARK hóa sẽ cung cấp khả năng chống lại lượng tử cho mạng Ethereum, đây là đặc điểm cần có của blockchain trong tương lai.

Beam Chain sẽ thúc đẩy việc nâng cấp Ethereum từ một số khía cạnh như sau:

• Sử dụng công nghệ phân mảnh để tăng tốc độ xử lý: Chia dữ liệu thành các phần nhỏ hơn, thực hiện xử lý song song, giảm thiểu tắc nghẽn giao dịch.
• Bảo mật chống lại máy tính lượng tử: Sử dụng công nghệ mã hóa tiên tiến, đảm bảo an ninh mạng không bị đe dọa bởi máy tính lượng tử trong tương lai.
• Tích hợp với lộ trình Ethereum: Beam Chain là giai đoạn tích hợp của lộ trình mở rộng và nâng cao bảo mật của Ethereum trong 5 năm tới, chứ không phải là một mạng độc lập.

5. Ý nghĩa quan trọng

Beam Chain rất quan trọng cho việc nâng cao khả năng của Ethereum trong việc xử lý ngày càng nhiều ứng dụng phi tập trung. Nó sẽ tăng cường khả năng mở rộng, giảm chi phí giao dịch, cải thiện tổng thể an ninh, giúp mạng hỗ trợ nhiều người dùng và các ứng dụng phức tạp hơn.

Một lợi thế lớn khác của việc chứng minh dựa trên SNARK là cho phép những người đặt cược thông thường sử dụng phần cứng tiêu chuẩn để đạt được sự cải thiện hiệu suất nêu trên. Khi ngưỡng đặt cược giảm xuống còn 1 ETH, hiệu suất mạng sẽ được cải thiện và mức độ phi tập trung của cộng đồng người đặt cược Ethereum cũng sẽ được cải thiện.

Đặc biệt là việc giảm bớt rào cản, nếu kết hợp với các thiết bị phần cứng liên quan, có thể khiến thiết bị xác thực cấp gia đình trở nên phổ biến hơn, củng cố thêm vị thế của Ethereum như là chuỗi công khai có nhiều nút nhất và phi tập trung nhất trên toàn cầu.

Mặc dù tầm nhìn của Beam Chain sẽ không thay đổi ngay lập tức Ether, cũng như sẽ không thay đổi rõ rệt lộ trình dài hạn của nó, nhưng việc áp dụng của nó sẽ thay đổi thứ tự ưu tiên phát triển lộ trình, tăng tốc sự phát triển của một số thành phần. Ví dụ, một số nâng cấp quan trọng trong lộ trình hiện tại dự kiến sẽ được thực hiện vào năm 2029, trong khi Beam Chain có thể sẽ tăng tốc quá trình nâng cấp này.

Nếu Beam Chain nhận được đủ sự hỗ trợ từ cộng đồng, các nhà phát triển có thể bắt đầu xây dựng quy chuẩn từ năm tới, sau đó vào năm 2026, đội ngũ phát triển sẽ viết mã sản xuất, năm 2027 sẽ tiến hành thử nghiệm, và cuối cùng mới có thể triển khai an toàn trên mạng chính Ethereum. Mặc dù việc triển khai Beam Chain có vẻ còn xa vời, nhưng đối với phần mềm mã nguồn mở phát triển phi tập trung, những biện pháp an toàn này là cần thiết.

Tóm lại, Beam Chain đã giải quyết một lần cho tất cả "nợ kỹ thuật" trong quá khứ thông qua lộ trình ZK, những cải tiến này hy vọng sẽ nâng cao chức năng L1 của nó trong khi vẫn giữ được "phi tập trung đẳng cấp thế giới" của Ethereum. Đồng thời, việc đưa vào các giải pháp lâu dài như khả năng chống lại lượng tử sẽ đặt lớp nhận thức chung của Ethereum vào "chế độ bảo trì", đảm bảo rằng nó sẽ giữ an toàn, hiệu quả và thích ứng trong vài thập kỷ tới, tạo nền tảng cho những đổi mới trong tương lai mà không cần thiết phải thiết kế lại một cách đột phá.

Ethereum tiếp tục thực hiện các kế hoạch dài hạn, đây là một bước tiến đáng khích lệ cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Điều này cũng cung cấp một nền tảng vững chắc để chúng tôi duy trì thái độ lạc quan đối với Ethereum trong môi trường thị trường hiện tại.