ビームチェーン: イーサリアムコンセンサス層の革新

最近開催された2024 Devcon大会では、イーサリアムエコシステムの重要人物が一堂に会し、業界の最新の進展と将来のトレンドについて議論しました。その中で、"イーサリアム3.0"と呼ばれる提案が広く注目を集めました。

! ETH 3.0はパフォーマンスの問題をどのように解決しますか? この記事の背後にあるZKテクノロジーのブレークスルーとアップグレードソリューションが明らかにされています

この「Beam Chain」と呼ばれる提案は、イーサリアムのコンセンサス層に対する重要なアップグレードを目的としています。その核心的なアイデアは、ゼロ知識証明技術を利用して、バリデーターの計算および通信の負担を軽減し、バリデーターになるためのハードルを下げることです。この改善は、より多くのバリデーターがネットワークに参加することを促し、全体的なセキュリティを向上させ、ネットワークの効率を大幅に向上させることが期待されています。

Beam Chain提案のもう一つの重要な目標は、Beaconチェーンにおける歴史的な理由から残された技術的問題を解決し、将来発生する可能性のある量子計算の脅威に備えることです。これは、イーサリアムの共同創設者Vitalik Buterinが以前に提案したThe Vergeロードマップと一致しており、このロードマップはイーサリアムに対する包括的なゼロ知識証明の改造の重要性を強調しています。

! ETH 3.0はパフォーマンスの問題をどのように解決しますか? ZKテクノロジーのブレークスルーとその背後にあるアップグレードソリューションを明らかにします

Beam Chainは主にコンセンサスレイヤーの改造に焦点を当てており、その核心は状態遷移関数をゼロ知識証明化することです。これには、各タイムスロット、各ブロック、および各エポックの状態遷移関数が含まれます。これらの関数は、コンセンサスアルゴリズムとステーキングロジックの実行、ブロック提案、実行レイヤーの結果検証、マークルツリーのルート検証、コンセンサス署名の検証と集約、ハッシュ計算、およびアカウントストレージ状態に関連するステーキングと償還操作などを含みます。

! ETH 3.0はパフォーマンスの問題をどのように解決しますか? ZKテクノロジーのブレークスルーとその背後にあるアップグレードソリューションを明らかにします

注目すべきは、イーサリアムがコンセンサス層のゼロ知識証明化を進める過程で、依然として非中央集権と多様性の原則を守っているということです。これは、特定のゼロ知識証明アルゴリズムやプロトコルの使用を強制することはなく、提案者が自主的に選択することを許可することを意味します。

Beam Chainの構想を実現する最大の課題は、証明効率を大幅に向上させることです。現在、数十秒から百秒以上かかる証明時間を秒単位に短縮する必要があります。この問題を解決するために、専門家が専用集積回路（ASIC）技術を利用してゼロ知識証明のプロセス全体を加速することを提案しました。今後数年内に証明生成時間を十倍以上に向上させ、リアルタイムでの証明を実現することを期待しています。

現在、業界はGPU、FPGA、ASICなどのハードウェアプラットフォームを利用して、さまざまなゼロ知識証明システムの加速を進めており、一部のコアアルゴリズムは百倍以上の性能向上を実現しています。これらの技術進歩は、ゼロ知識証明のブロックチェーン分野での応用を推進するだけでなく、AIとブロックチェーンの融合に新たな可能性を切り開いています。

Beam Chainの提案が提出されることで、コンセンサス層の改造に関するさらなる議論と革新が期待されます。コンセンサス層と実行層のゼロ知識証明化の結合は、イーサリアムのスケーラビリティと分散化に大きな突破口をもたらすでしょう。将来的には、ゼロ知識証明技術に基づく仮想マシンがイーサリアムエコシステムの中でますます重要な役割を果たす可能性があります。SNARK証明とポスト量子暗号を導入し、ステーキングのハードルを下げ、ブロック確認速度を加速させることで、Beam Chainはイーサリアムにより強い分散化と高い性能をもたらすことが期待されています。