「イーサリアム3.0」:ビームチェーンの提案を解説

最近終了した2024 Devcon大会で、イーサリアムエコシステムの参加者たちがバンコクに集まり、この分野の最新の進展と未来のトレンドについて共に議論しました。その中で、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"エーテル 3.0"アップグレード計画が広く注目を集めました。

この「Beam Chain」と呼ばれるコンセンサスレイヤーのアップグレード提案は、ゼロ知識証明技術を使用して、バリデーターの計算および通信負担を軽減し、ネットワーク検証への参加の敷居を下げることを目的としています。この改善は、ネットワークの安全性を高め、冗長計算を削減し、全体的な効率を向上させることが期待されています。さらに、この提案は、Beaconチェーンの技術的負債を解決し、将来的に発生する可能性のある量子コンピューティングの脅威に備えることにも焦点を当てています。

! 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? 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

Beam Chainの提案は、イーサリアムの共同創設者Vitalik Buterinが以前に提案したThe Vergeロードマップと呼応しています。このロードマップは、イーサリアムのSnark化（SNARKification）の重要性を強調しており、コンセンサス層と実行層のゼロ知識証明への改造を含んでいます。Vitalikは最近、コンセンサス層の改造作業が重大な課題であり、継続的な最適化と考慮が必要であることを認めました。

Beam Chainは、コンセンサス層の改造に主に焦点を当てています。このプロセスでは、すべての部分を全面的に改造する必要はなく、状態遷移関数（State Transition Function）のSnark化に重点を置いています。コンセンサス層にとって、状態遷移関数には各スロット変換関数、各ブロック変換関数、各期間変換関数が含まれます。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、実行層の結果検証、Merkle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、アカウントのストレージ状態アクセスに関連するステーキングとリデンプション操作などをカバーしています。

注目すべきは、イーサリアムがコンセンサス層のSnark化を進める過程で、依然として分散化と多様性を最優先の目標とすることです。したがって、システム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、提案者が自分で選択できるようにしています。

! 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 構想の核心的な課題は、証明効率を大幅に向上させ、現在数十秒または数百秒かかる証明時間を秒単位に短縮する方法です。Justin は最近の ZK Workshop で、コミュニティに ASIC 加速方法を採用することを奨励する潜在的な解決策を提案しました。この方法は、専用チップを使用して証拠生成から証明までの全プロセスを完成させることを目的としており、今後数年間で証明生成時間を10倍以上向上させ、リアルタイム証明（Realtime Proving）を実現できることが期待されています。

! 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 提案の進展に伴い、ゼロ知識証明技術に基づく仮想マシンはイーサリアムエコシステムで核心的な役割を果たすと予想されています。SNARK証明と後量子暗号を導入し、より低いステーキングのハードルとより速い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特性とより高いパフォーマンスをもたらすことが期待されています。

! 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

コンセンサス層と実行層のSnark化は、イーサリアムのSnark化の最終的な青写真を共同で完成させるもので、これはイーサリアムのスケーラビリティを向上させるだけでなく、その分散化の程度をさらに強化します。Beam Chain提案の深い議論と潜在的な実施が進むにつれて、私たちはイーサリアムエコシステムをより効率的で安全な方向に発展させるための新しい革新的なアイデアの登場を期待できます。