Beam Chain: إثيريوم الجيل القادم من الترقية

اختتم مؤتمر Devcon لعام 2024 بنجاح في بانكوك، وجذب العديد من المشاركين من نظام إثيريوم البيئي. خلال المؤتمر، أثارت مجموعة من الأفكار المبتكرة والاتجاهات الرائدة نقاشات حماسية في عالم Web3 العالمي.

من بين ذلك، فإن مفهوم "إثيريوم 3.0" الذي اقترحه الباحث في مؤسسة إثيريوم جاستين دريك يبرز بشكل خاص. يهدف هذا الاقتراح لترقية طبقة الإجماع المعروف باسم Beam Chain إلى تقليل تكاليف الحوسبة والاتصالات للمحققين من خلال تقنية الإثباتات الصفرية، مما يقلل من عتبة المشاركة ويجذب المزيد من المحققين للانضمام إلى الشبكة. هذا لا يُتوقع أن يعزز فقط من أمان الشبكة، بل يمكن أيضًا أن يقلل من الفائض في الحوسبة، مما يحسن الكفاءة العامة. في الوقت نفسه، يأمل دريك أن يستخدم هذه الفرصة لحل ديون التكنولوجيا التاريخية في سلسلة Beacon، والاستعداد للتهديدات المحتملة من الحوسبة الكمومية في المستقبل.

تتوافق مقترحات Beam Chain مع خارطة الطريق The Verge التي وصفها فيتاليك بوتيرين سابقًا. تتضمن خارطة الطريق The Verge خطة لتحويل إيثيريوم إلى Snark، وتشمل طبقة الإجماع وطبقة التنفيذ. اعترف فيتاليك مؤخرًا أن تحويل طبقة الإجماع يشكل تحديًا كبيرًا، ويتطلب تفكيرًا مستمرًا وتحسينًا.

تركز Beam Chain بشكل أساسي على إعادة تشكيل طبقة الإجماع. لا يتطلب هذه العملية إعادة بناء شاملة لجميع الأجزاء، بل يتم تحويل دالة الحالة الأساسية إلى Snark. بشكل محدد، يشمل ذلك ثلاثة دوال لتحويل الحالة: لكل فترة، لكل كتلة، ولكل عصر، بما في ذلك تنفيذ خوارزمية الإجماع، اقتراح الكتل، التحقق من نتائج طبقة التنفيذ، التحقق من جذر شجرة Merkle، التحقق من توقيع الإجماع/التجميع، حساب التجزئة، بالإضافة إلى العمليات المتعلقة بالتخزين. من الجدير بالذكر أن إثيريوم، أثناء دفع Snark، لا تزال تتمسك بمبادئ اللامركزية والتنوع، مما يسمح للمقترحين باختيار خوارزمية ZK والبروتوكول حسب رغبتهم.

التحدي الرئيسي لتحقيق فكرة Beam Chain هو تحسين كفاءة الإثبات، والهدف هو تقليص الوقت الحالي الذي يحتاج إلى عشرات بل وحتى مئات الثواني إلى مستوى الثواني. لهذا الغرض، يستكشف القطاع استخدام طرق تسريع ASIC، على أمل إكمال العملية الكاملة من توليد الأدلة إلى الإثبات على مستوى الرقاقة، بهدف زيادة وقت توليد الإثبات بأكثر من عشرة أضعاف في السنوات القادمة، وتحقيق الإثبات في الوقت الحقيقي.

حالياً، تعمل عدة فرق بحثية بنشاط على تحسين أداء تقنية إثبات المعرفة الصفرية وتوسيع تطبيقاتها. تستخدم بعض المؤسسات منصات الأجهزة مثل GPU وFPGA وASIC لتسريع إثباتات ZK، مما يغطي مجموعة متنوعة من أنظمة ZK، وقد تم تحقيق تسريع يزيد عن مئة ضعف لبعض العمليات الأساسية. في الوقت نفسه، تم إحراز تقدم ملحوظ في مجال دمج الذكاء الاصطناعي مع ZK، مثل تقصير وقت توليد أول توكن لـ zkLLM من 4 ساعات إلى حوالي 18 دقيقة.

بالإضافة إلى ذلك، استجابةً للتهديدات المحتملة للحوسبة الكمومية، قامت بعض الفرق بتطوير مكتبات تشفير تدعم العديد من خوارزميات ما بعد الكم وفقًا لمعايير NIST، ومن خلال تحسين عمليات الإجماع وقراءة الذاكرة، يمكن أن تصل TPS للكتل المقاومة للكم إلى حوالي 50% من سلسلة الكتل الأصلية.

مع تقدم اقتراح Beam Chain، من المتوقع أن تلعب الآلات الافتراضية المستندة إلى الإثباتات الصفرية دورًا أكثر أهمية في نظام إيثيريوم البيئي. من خلال إدخال إثباتات SNARK والتشفير ما بعد الكمي، جنبًا إلى جنب مع عتبات الرهن الأقل وأوقات تأكيد الكتل الأسرع، من المتوقع أن تجلب Beam Chain خصائص لامركزية أقوى وأداءً أعلى لإيثيريوم. سيتكامل هذا التطور مع جهود Snarkification في طبقة التنفيذ، مما يعزز التطور نحو كفاءة وأمان أعلى لإيثيريوم.