イーサリアム3.0の新しい提案ビームチェーン:ゼロ知識証明がコンセンサスレイヤーに革命を起こす

#「イーサリアム3.0」:ビームチェーンの革新的な提案

最近終了した2024 Devcon大会では、イーサリアムエコシステムの各方面の代表がバンコクに集まり、業界の最新の進展と今後の方向性について議論しました。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「イーサリアム 3.0」計画のBeam Chainが広く注目を集めました。

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Beam Chainの核心思想は、ゼロ知識証明技術を利用して、検証ノード(Validator)の計算と通信の負担を軽減することです。この革新は、検証ノードになるためのハードルを大幅に下げる可能性があり、より多くの参加者がネットワークに参加できるようになり、全体の安全性を向上させ、冗長な計算を減らすことができます。さらに、この提案はBeaconチェーンの歴史的な遺産問題を解決し、将来的に発生する可能性のある量子計算の脅威に備えることを目的としています。

この提案は、イーサリアム共同創設者のVitalik Buterinが以前に提案したThe Vergeロードマップと一致しています。The Vergeロードマップには、イーサリアムのSnark化(SNARKification)の計画が含まれており、コンセンサス層と実行層のゼロ知識証明の改造をカバーしています。Vitalikは最新の解釈で、コンセンサス層の改造作業が多くの課題に直面していることを認め、将来的に継続的な最適化が必要であると述べました。この観点から、Beam ChainはVitalikのコンセンサス層のSnark化の考え方に対する具体的な応答と見なすことができます。

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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。その核心はブロックチェーンの状態変換関数(State Transition Function)をSnark化することであり、これがゼロ知識証明技術の強みです。コンセンサス層にとって、状態変換関数は主に各タイムスロット(per-slot)、各ブロック(per-block)、および各エポック(per-epoch)の変換関数を含みます。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、アカウントストレージ状態アクセスに関連するステーキングおよびリデンプション操作などに関わります。

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注目すべきは、イーサリアムがコンセンサス層のSnark化を推進する過程で、依然として分散化と多様性を最優先の目標と見なしていることです。したがって、この提案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ものではなく、ブロック提案者が自ら選択することを許可しています。

Beam Chainの構想を実現する上での核心的な難点は、証明効率を大幅に向上させ、現在数十秒または百秒かかる証明時間を秒単位に圧縮することです。Justinは今年9月のZK Workshop IIで、コミュニティにASIC加速手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。専用チップ上で証拠生成から証明までの全プロセスを完了させることで、今後数年内に証明生成時間を10倍以上向上させ、真のリアルタイム証明(Realtime Proving)を実現することが期待されています。

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Beam Chainの提案が提出されることで、より多くの研究者や開発者がコンセンサス層の改造に注目し、より多くの革新的なアイデアを刺激することが期待されています。コンセンサス層と実行層のSnark化の結合は、イーサリアムのSnark化の最終的な青写真を共に完成させ、イーサリアムの拡張性と分散化の程度を向上させるために重大な貢献を果たします。

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未来、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においてより核心的な役割を果たす可能性があります。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高速な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。この革新的な提案の段階的な推進は、イーサリアムの長期的な発展に新しい活力を注入するでしょう。