Beam Chain porterà cinque grandi novità a Ethereum?

Beam Chain non è una nuova blockchain nel senso letterale del termine, ma una nuova infrastruttura costruita all’interno della mainnet di Ethereum, che aumenterà notevolmente la velocità, la sicurezza e l’efficienza delle transazioni della mainnet L1.

Autore: Ebunker

Come è noto, Ethereum è nato con il PoW (Proof of Work) e nel 2021 è passato con successo al PoS (Proof of Stake). A questo proposito, Justin Drake, ricercatore principale della Ethereum Foundation, ritiene che: sebbene la Beacon Chain fosse molto efficace appena introdotto il PoS, negli ultimi cinque anni abbia accumulato una certa “debito tecnico”, poiché il suo design non ha sfruttato le tecnologie più avanzate dei sistemi decentralizzati (come le zero-knowledge proof). Pertanto, il layer di consenso di Ethereum necessita urgentemente di un grande aggiornamento.

Durante una recente presentazione al Devcon di Bangkok, il ricercatore di Ethereum Justin Drake ha annunciato una proposta di riforma radicale del layer di consenso di Ethereum, chiamata “Beam Chain”.

Questa proposta fa parte della roadmap a lungo termine di Ethereum e consente alla rete di sfruttare i recenti progressi della crittografia ZK, con l’obiettivo di aumentare notevolmente la scalabilità e le prestazioni della rete senza dover avviare una nuova rete. Senza dubbio, si tratta di uno degli aggiornamenti più importanti per Ethereum nei prossimi 3–5 anni.

Beam Chain non è una nuova blockchain nel senso letterale, ma una nuova infrastruttura costruita all’interno della mainnet di Ethereum, che aumenterà notevolmente la velocità, la sicurezza e l’efficienza delle transazioni della mainnet L1. Alcuni hanno interpretato Beam Chain come Ethereum 3.0, ma si tratta di un fraintendimento, poiché Beam Chain risolve solo i problemi del layer di consenso e non modifica il layer dei dati (come il blob channel) o il layer di esecuzione (come la Ethereum Virtual Machine, EVM).

I cinque principali cambiamenti introdotti da Beam Chain sono:

1. Conferma dei blocchi più rapida: abilitazione di slot di 4 secondi e finalità a singolo slot

2. Senza sacrificare la decentralizzazione: mantenimento o miglioramento delle attuali garanzie di decentralizzazione

3. Riduzione della soglia di staking: abbassamento dello staking di ETH da 32 ETH a 1 ETH

4. Protezione degli utenti comuni: eliminazione del MEV basato sulla riorganizzazione dei blocchi

5. Orientamento al futuro: rendere la rete Ethereum resistente ai computer quantistici

Approccio e principi dell’aggiornamento Beam Chain

1. Aumento della produzione di blocchi

Maggiore throughput: Beam Chain aumenterà la produzione di blocchi fino a 3 volte rispetto ad ora, migliorando la capacità di transazione di Ethereum.

Resistenza alla censura: l’introduzione di FOCIL (Fork Choice Enforced Inclusion List) rafforza la resistenza alla censura, assicurando che le transazioni non possano essere facilmente escluse da attori malevoli.

Aste di esecuzione & isolamento dei validatori: i validatori saranno isolati tramite aste di esecuzione, garantendo migliori prestazioni e decentralizzazione, e permettendo a più utenti di evitare l’influenza del MEV.

Finalità più rapida: Ethereum avrà la finalità a singolo slot e blocchi ogni 4 secondi, confermando le transazioni più rapidamente e migliorando l’efficienza della rete.

Curiosamente, gli exchange non dovranno più attendere 1/32, 2/32, 3/32… per la conferma dei blocchi, perché in futuro sarà sufficiente la conferma di un singolo blocco.

2. Miglioramento dello staking

Miglioramento del modello di emissione: la modifica del modello di emissione delle ricompense per i validatori permetterà di ottenere maggiori ritorni dallo staking.

Riduzione dei requisiti di staking: i validatori indipendenti dovranno mettere in staking solo 1 ETH, molto meno rispetto all’attuale soglia di 32 ETH, rendendo lo staking indipendente più semplice e diffuso.

Riteniamo che, per consentire a Ethereum di accogliere più nodi nel consenso senza aumentare troppo i requisiti hardware e superare il trilemma dello staking, il merito vada alla tecnologia ZK, che rappresenta davvero un grande passo avanti nel settore.

3. Maggiore sicurezza

Crittografia post-quantistica: Ethereum implementerà la crittografia resistente ai computer quantistici, per proteggere la rete dalle minacce dei computer quantistici, segnando il primo passo delle blockchain mainstream verso la resistenza quantistica.

Integrazione di zkSNARK e zkVM: le zero-knowledge proof (ZKP) saranno integrate in Ethereum tramite zkSNARK e zkVM, migliorando ulteriormente privacy, scalabilità e sicurezza.

SNARKificazione della blockchain (SNARKification): Ethereum utilizzerà RISC-V per SNARKificare la blockchain, aumentando l’efficienza e la scalabilità della generazione delle prove. Gli SNARK sono una forma compatta di zero-knowledge proof che consente a una parte di dimostrare il possesso di informazioni senza rivelarle o richiedere interazione tra il dimostratore e il verificatore.

In breve, possiamo riassumere così: rendere l’intera Ethereum direttamente ZK.

Maggiore casualità: Ethereum introdurrà anche una forte casualità per garantire l’equità nei processi chiave della rete, come la selezione dei validatori.

Riduzione del rischio MEV: una migliore resistenza alla censura ridurrà al minimo la diffusione di bot come quelli degli attacchi sandwich.

4. Principio di funzionamento

Dalla definizione dell’attuale layer di consenso di Ethereum (Beacon Chain), i crittografi hanno fatto grandi progressi sugli SNARK. SNARKificando la funzione di transizione di stato di Ethereum (cioè il messaggio di cambiamento di stato integrato dai validatori per mantenere una visione corretta della blockchain), si possono ottenere slot di 4 secondi e finalità a singolo slot.

Da un lato, la riduzione dei tempi di produzione dei blocchi e della finalità può ridurre i tempi di attesa, migliorando l’esperienza delle transazioni L1 su Ethereum;

Dall’altro, può anche eliminare il valore potenziale estratto dalle transazioni tramite strategie di riorganizzazione remota dei blocchi e ridurre il debito tecnico del layer di consenso.

Inoltre, la SNARKificazione renderà la rete Ethereum resistente ai computer quantistici, una funzione essenziale per le blockchain del futuro.

Beam Chain promuoverà l’aggiornamento di Ethereum nei seguenti aspetti:

Sharding per velocizzare l’elaborazione: Ethereum Beam Chain utilizzerà la tecnologia dello sharding, suddividendo i dati in parti più piccole (shard) per elaborare più transazioni contemporaneamente. Questo ridurrà i colli di bottiglia e accelererà i tempi di transazione.

Sicurezza resistente ai computer quantistici: Ethereum utilizzerà tecnologie crittografiche all’avanguardia per garantire che nemmeno i futuri supercomputer quantistici possano compromettere la sicurezza della rete.

Integrazione con la roadmap di Ethereum: Beam Chain non è una rete indipendente, ma una fase integrata della roadmap di Ethereum per espandere e migliorare la sicurezza nei prossimi 5 anni.

5. Significato importante

Per la capacità di Ethereum di gestire applicazioni decentralizzate in crescita, Beam Chain è fondamentale: può migliorare la scalabilità di Ethereum, ridurre i costi di transazione e aumentare la sicurezza complessiva, consentendo alla rete di supportare più utenti e applicazioni complesse nel tempo.

Un altro grande vantaggio delle prove basate su SNARK è che permettono agli staker comuni, dotati di hardware standard, di ottenere i vantaggi prestazionali sopra descritti. Quando la soglia di staking scenderà da 32 ETH a 1 ETH, con il miglioramento delle prestazioni della rete, anche la decentralizzazione della comunità degli staker di Ethereum migliorerà.

Soprattutto, con la riduzione della soglia, se combinata con alcuni dispositivi hardware come l’eNode di Ebunker, i dispositivi di validazione a livello domestico potranno diffondersi in molte case, mantenendo Ethereum la blockchain pubblica con il maggior numero di nodi e la maggiore decentralizzazione al mondo.

Sebbene la visione di Beam Chain non cambierà immediatamente Ethereum né modificherà in modo evidente la sua roadmap a lungo termine, la sua adozione cambierà l’ordine di priorità nello sviluppo della roadmap, accelerando lo sviluppo di componenti specifici (ad esempio, l’attuale roadmap prevede alcuni aggiornamenti importanti per il 2029, mentre Beam Chain potrebbe accelerarne l’arrivo).

Se Beam Chain otterrà sufficiente supporto dalla community, gli sviluppatori potranno iniziare a definire le specifiche già il prossimo anno, poi nel 2026 i team di sviluppo dei client scriveranno il codice di produzione, nel 2027 si procederà ai test e infine potrà essere implementato in sicurezza sulla mainnet di Ethereum. Sebbene l’implementazione di Beam Chain sembri ancora lontana, per un software open source sviluppato in modo decentralizzato, queste ridondanze di sicurezza sono estremamente necessarie.

In sintesi, Beam Chain, attraverso la ZKizzazione, risolve in un colpo solo il “debito tecnico” accumulato in passato; questi miglioramenti promettono di migliorare notevolmente le funzionalità L1 di Ethereum, mantenendo la sua “decentralizzazione di livello mondiale”.

Allo stesso tempo, le soluzioni a lungo termine introdotte dal nuovo approccio, come la resistenza ai computer quantistici, mettono il layer di consenso di Ethereum in “modalità di manutenzione”, garantendo che Ethereum rimanga sicuro, efficiente e adattabile per i decenni a venire, consentendo innovazioni future senza la necessità di una riprogettazione radicale.

Ethereum continua a pianificare con lungimiranza e questo è un aggiornamento entusiasmante per la blockchain e l’intero settore, fornendo una solida base per mantenere l’ottimismo su Ethereum anche nell’attuale mercato in fermento.