"Ethereum 3.0" : Analyse de la proposition Beam Chain

Lors de la récente conférence Devcon 2024, les participants de l'écosystème Ethereum se sont réunis à Bangkok pour discuter des dernières avancées et des tendances futures dans ce domaine. Parmi eux, le chercheur de la fondation Ethereum, Justin Drake, a suscité un grand intérêt avec son plan de mise à niveau "Ethereum 3.0".

La proposition de mise à niveau de la couche de consensus, appelée Beam Chain, vise à réduire la charge de calcul et de communication des validateurs grâce à la technologie des preuves à divulgation nulle de connaissance, abaissant ainsi le seuil de participation à la validation du réseau. Cette amélioration devrait accroître la sécurité du réseau, réduire les calculs redondants et améliorer l'efficacité globale. De plus, la proposition vise également à résoudre la dette technique dans la chaîne Beacon et à se préparer aux menaces potentielles des ordinateurs quantiques à l'avenir.

La proposition de Beam Chain fait écho à la feuille de route The Verge précédemment proposée par Vitalik Buterin, cofondateur d'Ethereum. Cette feuille de route met en avant l'importance de la SNARKification d'Ethereum, y compris la transformation du niveau de consensus et du niveau d'exécution par des preuves à divulgation nulle de connaissance. Vitalik a récemment également reconnu que le travail de transformation du niveau de consensus représente un défi majeur, nécessitant une optimisation et une réflexion continues.

La chaîne Beam se concentre principalement sur la transformation de la couche de consensus. Ce processus ne nécessite pas une refonte complète de toutes les parties, mais se concentre plutôt sur la Snarkisation de la fonction de transition d'état (State Transition Function). En ce qui concerne la couche de consensus, la fonction de transition d'état comprend la fonction de transition par slot, la fonction de transition par bloc et la fonction de transition par période. Ces fonctions couvrent l'exécution de l'algorithme de consensus et de la logique de staking, la proposition de blocs, la validation des résultats de la couche d'exécution, la vérification de la racine de l'arbre Merkle, la validation et l'agrégation des signatures de consensus, le calcul de hachage et les opérations de staking et de rachat impliquant l'accès à l'état de stockage des comptes.

Il est important de noter qu'Ethereum, dans le processus de promotion de la couche de consensus Snark, considère toujours la décentralisation et la diversité comme des objectifs primordiaux. Par conséquent, le système n'impose pas l'utilisation d'algorithmes et de protocoles de preuve à connaissance nulle spécifiques, mais permet aux proposeurs de faire leur propre choix.

Le défi majeur pour réaliser le concept de Beam Chain réside dans la manière d'augmenter significativement l'efficacité des preuves, en réduisant le temps de preuve qui nécessite actuellement des dizaines de secondes, voire des centaines de secondes, à un niveau de secondes. Justin a proposé une solution potentielle lors d'un récent atelier ZK, à savoir encourager la communauté à adopter une méthode d'accélération ASIC. Cette méthode vise à réaliser l'ensemble du processus, de la génération de preuves à la preuve elle-même, grâce à des puces spécialisées, et espère multiplier par dix le temps de génération de preuves dans les prochaines années, permettant ainsi des preuves en temps réel (Realtime Proving).

Avec l'avancement de la proposition Beam Chain, une machine virtuelle basée sur la technologie des preuves à connaissance nulle devrait jouer un rôle central dans l'écosystème Ethereum. En introduisant des preuves SNARK et la cryptographie post-quantique, combinées à un seuil de mise plus bas et à des temps de confirmation de blocs plus rapides, Beam Chain devrait apporter à Ethereum des caractéristiques de décentralisation plus fortes et une performance améliorée.

La Snarkification des couches de consensus et d'exécution complétera ensemble le plan final de Snarkification d'Ethereum, ce qui contribuera non seulement à améliorer l'évolutivité d'Ethereum, mais renforcera également son degré de décentralisation. Avec la discussion approfondie et la mise en œuvre potentielle de la proposition Beam Chain, nous pouvons nous attendre à voir émerger davantage d'idées innovantes, propulsant l'écosystème Ethereum vers une direction plus efficace et plus sécurisée.