Beam Chain: 以太坊未來發展的新方向

近日結束的2024 Devcon大會在曼谷舉行，吸引了以太坊生態的衆多參與者。會議期間，多個項目發布了最新進展，爲全球Web3領域帶來了新的觀點和趨勢。

其中最引人注目的是以太坊基金會研究員Justin Drake提出的共識層升級提案Beam Chain，被社區稱爲"以太坊3.0"。該提案的核心思想是利用零知識證明技術減輕驗證者的計算和通信負擔，降低成爲驗證者的門檻，從而吸引更多驗證者加入網路，提高安全性和整體效率，同時減少計算冗餘。Drake還希望借此機會解決Beacon鏈中的技術債務，並爲未來可能出現的抗量子計算需求做準備。

這一提案與Vitalik此前提出的The Verge路線圖中關於以太坊Snark化的設想相呼應。Vitalik曾表示，對共識層的改造是一項具有挑戰性的工作，需要持續優化。Beam Chain可以看作是對這一挑戰的回應。

Beam Chain主要聚焦於共識層的改造，具體而言，是將共識層的狀態轉換函數Snark化。這包括每個時隙、每個區塊和每個週期的狀態轉換函數。這些函數涉及共識算法和質押邏輯的執行、區塊提議、執行層結果驗證、默克爾樹根驗證、共識籤名的驗證和聚合、哈希計算以及質押和贖回操作等。值得注意的是，以太坊仍然將去中心化和多樣性作爲首要目標，因此不會強制要求使用特定的ZK算法和協議，而是允許提議者自行選擇。

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在近期的一次ZK研討會上提出了使用ASIC加速方法的建議，希望在芯片上完成零知識證明虛擬機的全流程，以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提案的提出，預計將會引導社區更多地關注共識層的改造，帶來更多創新想法。共識層和執行層的Snark化將共同完成以太坊Snark化的最終目標，爲提高可擴展性和去中心化做出重要貢獻。

通過引入SNARK證明和後量子密碼學，結合更低的質押門檻和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。這一發展方向將推動基於零知識證明技術的虛擬機在以太坊生態中發揮核心作用，爲其未來發展開闢新的道路。