Beam Chain: 以太坊未来发展的新方向

近日结束的2024 Devcon大会在曼谷举行，吸引了以太坊生态的众多参与者。会议期间，多个项目发布了最新进展，为全球Web3领域带来了新的观点和趋势。

其中最引人注目的是以太坊基金会研究员Justin Drake提出的共识层升级提案Beam Chain，被社区称为"以太坊3.0"。该提案的核心思想是利用零知识证明技术减轻验证者的计算和通信负担，降低成为验证者的门槛，从而吸引更多验证者加入网络，提高安全性和整体效率，同时减少计算冗余。Drake还希望借此机会解决Beacon链中的技术债务，并为未来可能出现的抗量子计算需求做准备。

这一提案与Vitalik此前提出的The Verge路线图中关于以太坊Snark化的设想相呼应。Vitalik曾表示，对共识层的改造是一项具有挑战性的工作，需要持续优化。Beam Chain可以看作是对这一挑战的回应。

Beam Chain主要聚焦于共识层的改造，具体而言，是将共识层的状态转换函数Snark化。这包括每个时隙、每个区块和每个周期的状态转换函数。这些函数涉及共识算法和质押逻辑的执行、区块提议、执行层结果验证、默克尔树根验证、共识签名的验证和聚合、哈希计算以及质押和赎回操作等。值得注意的是，以太坊仍然将去中心化和多样性作为首要目标，因此不会强制要求使用特定的ZK算法和协议，而是允许提议者自行选择。

实现Beam Chain构想的核心难点在于如何将目前需要几十甚至上百秒的证明时间压缩到秒级。Justin在近期的一次ZK研讨会上提出了使用ASIC加速方法的建议，希望在芯片上完成零知识证明虚拟机的全流程，以在未来几年内将证明生成时间提升十倍以上，实现实时证明。

随着Beam Chain提案的提出，预计将会引导社区更多地关注共识层的改造，带来更多创新想法。共识层和执行层的Snark化将共同完成以太坊Snark化的最终目标，为提高可扩展性和去中心化做出重要贡献。

通过引入SNARK证明和后量子密码学，结合更低的质押门槛和更快的区块确认时间，Beam Chain有望为以太坊带来更强的去中心化和更高的性能。这一发展方向将推动基于零知识证明技术的虚拟机在以太坊生态中发挥核心作用，为其未来发展开辟新的道路。