"Ethereum 3.0": Análise da Proposta Beam Chain

Na recente Devcon 2024, os participantes do ecossistema Ethereum reuniram-se em Banguecoque para discutir os últimos avanços e tendências futuras na área. Entre eles, o plano de atualização "Ethereum 3.0" proposto pelo pesquisador da Fundação Ethereum, Justin Drake, atraiu ampla atenção.

Esta proposta de atualização da camada de consenso, chamada Beam Chain, visa reduzir a carga computacional e de comunicação dos validadores, através de tecnologia de prova de conhecimento zero, diminuindo assim a barreira de entrada para a validação da rede. Esta melhoria promete aumentar a segurança da rede, reduzir a computação redundante e melhorar a eficiência geral. Além disso, a proposta também se concentra em resolver a dívida técnica na cadeia Beacon e em se preparar para possíveis ameaças de computação quântica no futuro.

A proposta da Beam Chain ressoa com o roteiro The Verge anteriormente apresentado por Vitalik Buterin, cofundador do Ethereum. Este roteiro enfatiza a importância da Snarkificação do Ethereum (SNARKification), incluindo a transformação da camada de consenso e da camada de execução através de provas de conhecimento zero. Vitalik também reconheceu recentemente que a transformação da camada de consenso é um desafio significativo, que requer otimização e consideração contínuas.

A Beam Chain foca principalmente na transformação da camada de consenso. Este processo não requer uma reestruturação completa de todas as partes, mas coloca ênfase na Snarkificação da função de transição de estado (State Transition Function). Para a camada de consenso, a função de transição de estado inclui a função de transição de cada slot, a função de transição de cada bloco e a função de transição de cada período. Essas funções abrangem a execução do algoritmo de consenso e a lógica de staking, a proposta de blocos, a verificação dos resultados da camada de execução, a verificação da raiz da árvore Merkle, a verificação e agregação da assinatura de consenso, os cálculos de hash, bem como as operações de staking e resgate que envolvem o acesso ao estado de armazenamento da conta.

É importante notar que o Ethereum, ao avançar para a Snarkização da camada de consenso, ainda considera a descentralização e a diversidade como objetivos primordiais. Portanto, o sistema não exigirá o uso de algoritmos e protocolos de prova de conhecimento zero específicos, mas permitirá que os proponentes escolham por si mesmos.

O principal desafio para realizar a concepção do Beam Chain é como melhorar significativamente a eficiência da prova, reduzindo o tempo de prova, que atualmente leva dezenas ou até centenas de segundos, para o nível de segundos. Justin propôs uma solução potencial em um recente ZK Workshop, que é incentivar a comunidade a adotar métodos de aceleração ASIC. Este método visa completar todo o processo, desde a geração da prova até a validação, utilizando chips dedicados, com a expectativa de aumentar o tempo de geração da prova em mais de dez vezes nos próximos anos, alcançando a prova em tempo real (Realtime Proving).

Com o avanço da proposta da Beam Chain, espera-se que a máquina virtual baseada em tecnologia de prova de conhecimento zero desempenhe um papel central no ecossistema Ethereum. Ao introduzir provas SNARK e criptografia pós-quântica, juntamente com um limite de staking mais baixo e tempos de confirmação de bloco mais rápidos, a Beam Chain promete trazer características de descentralização mais fortes e um desempenho superior para o Ethereum.

A Snarkização da camada de consenso e da camada de execução concluirá o plano final da Snarkização do Ethereum, o que não só ajudará a melhorar a escalabilidade do Ethereum, mas também aumentará ainda mais o seu grau de descentralização. Com as discussões aprofundadas e a potencial implementação da proposta do Beam Chain, podemos esperar ver mais ideias inovadoras surgirem, impulsionando o ecossistema do Ethereum em direção a uma direção mais eficiente e segura.