ビームチェーン: イーサリアムの未来発展の新しい方向

2024年Devcon大会が終わったばかりで、今回バンコクで開催された盛会はイーサリアムエコシステムの多くの参加者を惹きつけました。会議期間中、イーサリアムおよびその関連プロジェクトは最新の進展と計画を発表し、世界のWeb3に新たな活力とアイデアをもたらしました。

その中で最も注目されるのは、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクが提案したコンセンサス層のアップグレード案—Beam Chainです。この計画はコミュニティによって"イーサリアム3.0"と呼ばれ、ゼロ知識証明技術を使用して検証ノードの計算および通信負担を軽減し、検証者になるためのハードルを下げることを目的としています。これにより、より多くの検証者がネットワークに参加しやすくなり、安全性が向上し、冗長な計算が減少し、全体的な効率が向上します。同時に、この提案は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、将来的に直面する可能性のある量子コンピュータの脅威に備えることにも取り組んでいます。

Beam Chainの提案は、Vitalikが以前に提唱したThe VergeのロードマップにおけるイーサリアムのSnark化の構想と一致しています。Vitalikは、コンセンサス層を改造することは挑戦に満ちた作業であり、将来的に継続的に最適化と改善が必要であると述べました。Beam Chainの提案は、この挑戦に対する具体的な応答と探求と見なすことができます。

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Beam Chainの核心的な難点は、証明効率を大幅に向上させることにあります。現在、数十秒から数百秒かかる証明時間を秒単位に圧縮する必要があります。この問題を解決するために、JustinはASIC加速の方法を提案し、今後数年以内に証明生成の時間を10倍以上に向上させ、リアルタイム証明（Realtime Proving）を実現することを目指しています。

Beam Chainはコンセンサス層の改造に焦点を当てており、主に3つの状態遷移関数に関わっています：各タイムスロット遷移関数、各ブロック遷移関数、各エポック遷移関数です。これらの関数には、コンセンサスアルゴリズム、ステーキングロジックの実行、ブロック提案、実行層の結果検証、マークルツリーのルート検証、コンセンサス署名の検証/集約、ハッシュ計算、及びアカウントストレージ状態アクセスに関わるステーキングとリデンプション操作などが含まれています。Beam Chainの目標は、これらの操作をSnark化することです。

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注目すべきは、共識層のSnark化を進める過程において、イーサリアムが依然として分散化と多様性を最優先の目標としていることです。したがって、提案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ものではなく、提案者に自主的な選択を許可しています。

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Beam Chain提案が進む中、ゼロ知識証明技術に基づくバーチャルマシンはイーサリアムエコシステムにおいてより核心的な役割を果たすことが期待されています。SNARK証明と後量子暗号学を導入し、より低いステーキングのハードルとより高速なブロック確認時間を組み合わせることで、Beam Chainはイーサリアムにより強力な分散化とより高い性能をもたらすことが期待されています。

この提案の提出は、コミュニティがコンセンサス層の改造により多くの注意を向けるよう導き、より多くの革新的なアイデアを生み出すことが期待されます。コンセンサス層と実行層のSnark化が徐々に進むにつれて、イーサリアムのスケーラビリティと分散化の程度が顕著に向上し、その将来の発展への道を開くことが予見されます。