Quando foi lançado pela primeira vez, Ethereum era considerado a moeda alternativa (alt) à criptomoeda principal, o Bitcoin. Ao longo dos anos, a cadeia foi o lar de avanços tecnológicos iminentes. Primeiro, foram os NFTs e seus vários mercados, e depois foi o De-Fi, que trouxe oportunidades de empréstimo, empréstimo e agricultura de rendimento aos usuários do Ethereum.

Cada mudança começou como uma Proposta de Melhoria Ethereum, submetida por desenvolvedores ou membros da comunidade, visando o crescimento da rede Ethereum.

EIPs continuam sendo uma grande parte do desenvolvimento do Ethereum, com propostas aceitas sendo adotadas e adicionadas ao roteiro da rede. Uma nova proposta, a Ethereum Beam Chain, chamou a atenção da comunidade com sua nova abordagem ao mecanismo de consenso e aceleração do desenvolvimento do roteiro.

O que é a Beam Chain?

No evento Devcon de novembro de 2024, Justin Drake, pesquisador da Ethereum Foundation, propôs uma grande reformulação na camada de consenso da Ethereum. Sua proposta, denominada Ethereum Beam Chain, surgiu a partir da observação de que a "ambição do roteiro da Ethereum não acompanhava o ritmo das mudanças na rede".

A rota do Ethereum é uma lista de recursos implementados na rede Ethereum em um ritmo incremental e periódico, principalmente por meio de bifurcações de rede. Um exemplo de recurso agora no Ethereum que foi implementado a partir do roteiro éa atualização da Beacon chain, que mudou o mecanismo de consenso da rede deProof of Work (PoW) para Proof of Stake (PoS). O problema, no entanto, com essas atualizações é que, no ritmo atual, pode levar décadas para a comunidade desfrutar das funcionalidades maiores e mais importantes no roteiro do Ethereum.

Em resposta, Justin Drake desenvolveu o fork Beam, essencialmente uma maneira de agrupar várias atualizações em um fork maior, permitindo à rede Ethereum se equipar melhor contra redes concorrentes com tecnologia mais avançada sendo introduzida na cadeia através deste Beam Fork. O Beam tem como alvo a camada de consenso e execução do Ethereum, propondo mudanças na produção de blocos, staking e criptografia na rede.

Explicação da Cadeia Beam

Resumidamente, a cadeia de feixe é uma reescrita da camada de consenso que integra alguns dos maiores e mais recentes avanços na tecnologia blockchain à rede ethereum. Com a cadeia de feixes, os recursos do roteiro que normalmente levariam décadas para serem concluídos são agrupados em uma grande atualização que pode ser concluída e implementada até 2029 (4-5 anos). Duas equipes de desenvolvimento, a equipe ZIM e a Lambda Class, já se comprometeram a construir a cadeia de feixes.

A proposta da cadeia de feixes inclui nove itens diferentes do roteiro do Ethereum que são todos relevantes para a camada de consenso. Dos nove itens, cinco são alterações incrementais do roteiro que normalmente teriam sido implementadas no roteiro do Ethereum via fork, enquanto os outros quatro são chamados de itens de alto impacto que são mais adequados para serem construídos do zero. A proposta da cadeia de feixes apresenta três principais áreas: produção de blocos, participação e criptografia.

Baldes da Beam Chain: Produção de Blocos

O balde de produção de blocos inclui três recursos monumentais: resistência à censura, validadores isolados e slots mais rápidos. Os dois primeiros são mudanças incrementais.

Resistência à censura

Na blockchain, resistência à censura refere-se à liberdade que um usuário em uma rede tem de realizar transações sem confisco e imutabilidade das transações (ou seja, alteração de terceiros de transações concluídas). O processo de verificação da rede Ethereum inclui construtores que ordenam transações e enviam blocos e proponentes que selecionam quais blocos assinar e qual é o melhor para propor à cadeia. A estrutura atual do processo é altamente centralizada de uma forma que dá ao proponente a palavra final e deixa aberta a possibilidade de colaboração entre o proponente e o construtor para censurar transações e obter MEV.

A melhor solução para o problema agora adotada sob o roteiro da beam chain é o conceito de Listas de Inclusão Forçada (FOCIL) que ajuda a descentralizar o processo de produção de blocos, tornando necessário para cada validador verificar sua lista de inclusão agregada com a lista transmitida pelos membros do comitê de lista de inclusão.

Validadores Isolados

Os Validadores Isolados são mais uma característica relacionada ao MEV. O objetivo é reduzir o nível de sofisticação necessário para validar transações na blockchain, melhorando assim a saúde da rede.

Slots mais rápidas

O tempo de slot do Ethereum é de 12 segundos, e leva aproximadamente 15 minutos para cada bloco atingir a finalidade. O impacto disso na rede é especialmente evidente quando se trata de aplicativos de grande escala e construção de rollups na rede. O Ethereum usa um conceito conhecido como Gasper para sua finalidade de slot único. E embora seja funcional, há espaço para melhorias. O algoritmo Gasper usa uma base de época para alcançar conectividade e, consequentemente, finalidade, pois cada slot deve ser considerado antes da segurança econômica.

A cadeia de feixe propõe um tempo de slot mais curto, de 4 segundos, que será alcançado por meio de pré-confirmação, um recurso que pode ser facilmente implementado na rede Ethereum mesmo como existe hoje. A pré-confirmação é basicamente um processo de blockchain que "garante" aos usuários que suas transações serão incluídas no próximo slot, permitindo que os usuários recebam a confirmação da transação muito mais rápido do que o tempo normal do slot.

Buckets da Beam Chain: Staking

O segundo item da proposta tem os seguintes pontos: emissão mais inteligente, validadores menores e finalidade mais rápida. O foco aqui é otimizar a curva de emissão da rede e reduzir o requisito mínimo de apostas para se tornar um validador. Como resultado, a saúde geral da rede aumenta e o objetivo de finalidade mais rápida é alcançado com mais facilidade.

Buckets da Beam Chain: Criptografia

Este é o balde mais difícil, pois dois itens são marcados em vermelho como parte dos quatro principais itens. As principais ideias aqui são sobre a snarkificação do Ethereum e a resistência quântica.

A tecnologia Snark não é estranha para a indústria blockchain como um todo. Os projetos de Camada 2 têm tirado vantagem dessa inovação há algum tempo, e redes maiores como Ethereum estão atrasadas. O objetivo de Justin Drake, conforme declarado em sua proposta, é snarkificar o cliente de consenso usando a tecnologia ZK. A cadeia beam propõe substituir o processo de cadeia farol do Ethereum de reexecução para confirmar a raiz do estado resultante por um sistema de verificação alimentado pela tecnologia ZK. A ideia com esse novo método é que os cálculos e dados necessários para alcançar consenso na rede são fornecidos por meio de ZK, trazendo eficiência ao tamanho dos dados e escalabilidade da rede, sendo esta última um problema com o qual o Ethereum tem lutado há muito tempo.

Finalmente, há segurança quântica. O Ethereum atualmente usa assinaturas BLS para validar assinaturas como dados de atestação. O problema é que as assinaturas BLS usam curvas elípticas, que estão se tornando cada vez mais inferiores aos poderes computacionais dos computadores quânticos. E assim, o objetivo da proposta é alcançar algoritmos de assinatura de resistência quântica e o caminho a seguir é mais uma vez a tecnologia ZK.

Debates sobre o Cronograma de Implementação da Beam Chain

A grande ideia de Justin Drake traz grandes mudanças para a rede em relação à escalabilidade e segurança, mas não sem custos. A implementação proposta estabelece 2025 para acordo de especificação, 2026 para codificação de produção e os anos entre 2027 e 2029 para testes exaustivos.

Essencialmente, com o cronograma proposto, a implantação completa pode levar até 5 anos, lançando publicamente em 2030. Críticos argumentam que isso fará com que a rede Ethereum fique ainda mais atrasada em relação aos seus concorrentes. No entanto, os apoiadores da proposta consideram que o cronograma alongado é necessário para uma atualização dessa magnitude.

Como o Beam Chain Impactará o Ethereum?

A Beam Chain é um hard fork que visa renovar a camada de consenso do Ethereum. As principais melhorias que ela pretende trazer para o Ethereum são escalabilidade e segurança, introduzindo um tempo de bloco mais rápido e finalidade, snarkificação de cadeias usando zkEVMs e resistência quântica e à censura.

Sem dúvida, a proposta da cadeia beam representa um passo significativo em direção à forma final da rede. Se aceita oficialmente, poderia trazer uma mudança significativa e duradoura para o estado da rede Ethereum.

Cadeia Beam vs. Cadeia Beacon

Lançada no final de 2020, a atualização da cadeia de beacons mudou significativamente a rede Ethereum, substituindo o mecanismo de consenso de prova de trabalho por um mecanismo de prova de participação mais rápido e menos dependente de energia.

Desde o primeiro lançamento público da proposta, os membros da comunidade começaram a comparar a cadeia beam com a atualização mais antiga da cadeia de beacons. Embora haja semelhanças, também existem grandes diferenças. A cadeia de beacons, que veio como parte da atualização de fusão, mudou toda a camada de consenso: os participantes e o processo de validação de transações em funcionamento. Enquanto a cadeia beam está, de fato, propondo mudanças na camada de consenso, as mudanças propostas não são tão drásticas.

A cadeia de faróis alterou os participantes do consenso de mineradores de prova de trabalho para validadores de prova de participação, mas a cadeia de feixes pretende manter os validadores em ambos os lados do fork. O que a cadeia de feixes está propondo em vez disso é uma mudança nas regras, como as regras relacionadas aos números de slots e à finalidade das transações, bem como o requisito mínimo de participação.

Conclusão

A Ethereum Beam Chain é uma proposta inovadora que visa reformular significativamente a camada de consenso da Ethereum. Ao integrar avanços como tempos de bloco mais rápidos, escalabilidade aprimorada e segurança aprimorada por meio de zk-EVMs e resistência quântica, a Beam Chain busca impulsionar a Ethereum para uma nova era de desempenho e eficiência.