Inovasi Lapisan Konsensus Ethereum: Lima Perubahan yang Dibawa oleh Beam Chain

Ethereum telah mengalami peralihan dari Proof of Work (PoW ) ke Proof of Stake (PoS ) sejak lahirnya. Namun, seorang peneliti inti menunjukkan bahwa meskipun Beacon Chain tampil baik di awal, selama lima tahun terakhir telah terakumulasi beberapa "hutang teknis", dan desainnya tidak memanfaatkan teknologi mutakhir seperti bukti nol secara memadai. Oleh karena itu, lapisan konsensus Ethereum sangat membutuhkan pembaruan besar.

Dalam konferensi pengembang baru-baru ini, peneliti tersebut mengajukan proposal inovatif bernama "Beam Chain", yang bertujuan untuk mereformasi lapisan konsensus Ethereum secara menyeluruh. Ini adalah bagian penting dari rencana pengembangan jangka panjang Ethereum, dengan tujuan untuk secara signifikan meningkatkan skalabilitas dan kinerja jaringan tanpa memulai jaringan baru. Tanpa diragukan lagi, ini akan menjadi salah satu peningkatan terpenting bagi Ethereum dalam 3-5 tahun ke depan.

Perlu dicatat bahwa Beam Chain bukanlah blockchain baru dalam arti harfiah, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam jaringan utama Ethereum. Ini akan secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi jaringan utama L1. Beberapa pandangan mengartikan Beam Chain sebagai Ethereum 3.0, yang sebenarnya merupakan kesalahpahaman. Beam Chain hanya berfokus pada masalah lapisan konsensus dan tidak akan mengubah struktur lapisan data atau lapisan eksekusi.

Beam Chain akan membawa lima perubahan inti untuk Ethereum:

1. Konfirmasi blok yang lebih cepat: mencapai waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal
2. Memelihara desentralisasi: Mempertahankan atau meningkatkan jaminan desentralisasi yang ada
3. Menurunkan ambang batas staking: Persyaratan staking ETH turun dari 32 ETH menjadi 1 ETH
4. Melindungi pengguna biasa: Menghilangkan MEV yang berbasis pada reorganisasi blok
5. Arah Masa Depan: Menambahkan kemampuan anti-kuantum ke jaringan Ethereum

Pemikiran dan Prinsip Peningkatan Beam Chain

1. Meningkatkan produksi blok

• Meningkatkan throughput: Beam Chain meningkatkan jumlah produksi blok hingga 3 kali lipat dari tingkat saat ini untuk meningkatkan kemampuan pemrosesan transaksi Ethereum.
• Memperkuat kemampuan anti-sensor: Memperkenalkan mekanisme FOCIL (daftar pemaksaan inklusi pemilihan fork), memastikan transaksi sulit untuk dikeluarkan secara jahat.
• Eksekusi lelang dan pemisahan validator: Melalui eksekusi lelang untuk mencapai pemisahan validator, meningkatkan kinerja dan tingkat desentralisasi, sekaligus mengurangi risiko pengguna terpengaruh oleh MEV.
• Mempercepat finalitas: Mencapai finalitas dalam satu slot waktu dan waktu blok 4 detik, mempercepat konfirmasi transaksi, meningkatkan efisiensi jaringan.

Perbaikan ini berarti bahwa bursa tidak perlu menunggu konfirmasi dari beberapa blok lagi, di masa depan konfirmasi dapat dicapai hanya dengan satu blok.

2. Optimalkan mekanisme staking

• Meningkatkan model hadiah: Menyesuaikan model penerbitan hadiah validator untuk meningkatkan imbal hasil staking.
• Menurunkan persyaratan staking: Ambang staking untuk validator independen diturunkan dari 32 Ether menjadi 1 Ether, sehingga staking independen menjadi lebih umum.

Perlu dicatat bahwa Ethereum dapat meningkatkan kecepatan sambil memungkinkan lebih banyak node untuk berpartisipasi dalam konsensus, tanpa secara signifikan meningkatkan persyaratan perangkat keras, yang terutama berkat penerapan teknologi zero-knowledge, menunjukkan posisi terdepan Ethereum dalam inovasi teknologi.

3. Meningkatkan Keamanan

• Aplikasi kriptografi pasca-kuantum: menerapkan teknik kriptografi tahan kuantum untuk melindungi jaringan dari ancaman komputasi kuantum di masa depan.
• Mengintegrasikan zkSNARK dan zkVM: Meningkatkan privasi, skalabilitas, dan keamanan melalui teknologi bukti nol pengetahuan.
• Mendorong SNARKifikasi: Menggunakan teknologi RISC-V untuk mewujudkan SNARKifikasi blockchain, meningkatkan efisiensi pembuatan bukti.
• Meningkatkan Keacakan: Memperkenalkan mekanisme keacakan yang kuat untuk memastikan keadilan dalam pemilihan validator dan proses kunci lainnya.
• Mengurangi risiko MEV: Meningkatkan ketahanan terhadap pemeriksaan, mengurangi serangan sandwich dan perilaku arbitrase otomatis lainnya.

4. Cara Kerja

Beam Chain memanfaatkan kemajuan teknologi SNARK terbaru, mengubah fungsi status Ethereum menjadi SNARK, mewujudkan waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal. Ini tidak hanya dapat memperbaiki pengalaman transaksi L1, tetapi juga dapat mengurangi MEV dengan menghilangkan strategi reorganisasi blok jarak jauh. Selain itu, SNARK juga akan memberikan kemampuan tahan kuantum bagi jaringan Ethereum.

Implementasi spesifik dari Beam Chain mencakup:

• Menggunakan teknologi sharding untuk mempercepat kecepatan pemrosesan
• Menerapkan teknologi enkripsi canggih untuk melawan ancaman komputasi kuantum
• Integrasi tanpa batas dengan peta jalan Ethereum yang ada

5. Arti Penting

Beam Chain sangat penting untuk meningkatkan kemampuan Ethereum dalam menangani aplikasi terdesentralisasi yang semakin kompleks. Ini akan meningkatkan skalabilitas, mengurangi biaya transaksi, dan meningkatkan keamanan secara keseluruhan, memungkinkan jaringan untuk mendukung lebih banyak pengguna dan aplikasi kompleks.

Sistem bukti berbasis SNARK memungkinkan pemegang saham dengan konfigurasi perangkat keras biasa untuk mencapai keuntungan kinerja yang disebutkan di atas. Ketika ambang taruhan turun menjadi 1 ETH, peningkatan kinerja jaringan akan disertai dengan peningkatan tingkat desentralisasi kelompok pemegang saham.

Jika Beam Chain mendapatkan dukungan komunitas yang cukup, tim pengembang mungkin akan mulai menetapkan spesifikasi konkret tahun depan, menulis kode tingkat produksi pada tahun 2026, melakukan pengujian pada tahun 2027, dan akhirnya melakukan penyebaran aman di jaringan utama Ethereum. Meskipun waktu pelaksanaan tampak jauh, langkah-langkah keamanan ini adalah hal yang diperlukan untuk perangkat lunak sumber terbuka yang dikembangkan secara terdesentralisasi.

Secara keseluruhan, Beam Chain melalui jalur teknologi ZK, secara efektif menyelesaikan masalah "utang teknologi" yang ada sebelumnya. Peningkatan ini secara signifikan meningkatkan fungsi L1-nya sambil menjaga desentralisasi tinggi Ethereum. Solusi jangka panjang seperti ketahanan kuantum yang diperkenalkan oleh pemikiran baru, menempatkan lapisan konsensus Ethereum dalam "mode pemeliharaan", memastikan keamanan, efisiensi, dan adaptabilitasnya dalam beberapa dekade mendatang, serta meletakkan dasar bagi inovasi masa depan tanpa perlu dilakukan desain ulang yang merusak.

Ethereum terus-menerus melakukan pengaturan jangka panjang, yang merupakan sinyal positif untuk seluruh industri blockchain. Ini juga memberikan dasar yang kuat bagi kami untuk mempertahankan sikap optimis terhadap Ethereum di tengah lingkungan pasar yang aktif saat ini.