"イーサリアム 3.0": Beam Chain 提案がコンセンサス層の革新をリード

先日終了した2024 Devcon大会では、イーサリアムエコシステムがバンコクに集まり、一連の新しい視点、新しいトレンド、新しい計画について議論し、世界のWeb3の発展に新たな活力を注入しました。その中でも、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"計画が特に注目を集めました。

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このコミュニティが「イーサリアム 3.0」と呼ぶ提案は Beam Chain と名付けられ、その核心思想はゼロ知識証明技術を利用して、検証者の計算および通信の負担を軽減することです。この革新は、検証者になるためのハードルを下げることを目的としており、より多くの参加者をネットワークに引き入れ、セキュリティを向上させ、計算の冗長性を減少させ、全体的なネットワーク効率を向上させることを目指しています。ジャスティンはまた、この機会を利用して、ビーコーンチェーンにおける歴史的な理由から残された技術的負債を解決し、将来的に発生する可能性のある量子耐性のニーズに備えたいと考えています。

Beam Chainの提案は、イーサリアムの共同創設者Vitalik Buterinが以前に提案したThe VergeのロードマップにおけるイーサリアムのSnark化（SNARKification）に関するアイデアと一致しています。Vitalikは最新の解釈の中で、コンセンサス層の改造作業は重大な挑戦であり、今後の作業で継続的に最適化する必要があると認めています。この観点から見ると、Beam Chainの提案は、Vitalikがどのようにコンセンサス層のSnark化を実現するかについての具体的な応答と見なすことができます。

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Beam Chainの重点はコンセンサス層の改造にあります。具体的には、ブロックチェーンのコアである状態遷移関数（State Transition Function）をSnark化することを含みます。コンセンサス層において、状態遷移関数は主に各タイムスロットの遷移関数、各ブロックの遷移関数、各エポックの遷移関数を含みます。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、実行層結果の正当性検証、Merkleツリーの根の検証、コンセンサス署名の検証と集約、ハッシュ関数計算、及びアカウントストレージ状態アクセスに関わるステーキングと償還操作などの重要なプロセスをカバーしています。

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注目すべきは、コンセンサス層のスナーク化を進める過程で、イーサリアムが依然として非中央集権性と多様性の核心原則を守っていることです。そのため、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主的に選択することを許可しています。

Beam Chainの構想を実現するための核心的な課題は、証明効率を大幅に向上させ、現在数十秒から100秒以上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で「リアルタイム証明」（Realtime Proving）の概念を提案し、コミュニティにASIC加速方法を採用し、専用チップ上でゼロ知識証明仮想マシンの証拠生成から証明までの全プロセスを完了することを検討するよう提案しました。これにより、今後数年以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を実現することを目指しています。

長い間、イーサリアムコミュニティの主な焦点は、ブロックのガス制限の引き上げやLayer 2ソリューションの開発など、実行層の最適化に集中してきました。この過程で、実行層のSnark化はLayer 2によって「ボリュームスタッキングを中心に」というロードマップの中で顕著な進展を遂げました。Beam Chainの提案は、コンセンサス層のSnark化の新たな章を開き、コミュニティがコンセンサス層の改造により多くの関心を寄せ、さらなる革新的なアイデアを刺激することが期待されています。

予想されるように、コンセンサス層と実行層のSnark化が共同で進行するにつれて、イーサリアムのSnark化ブループリントは徐々に完成し、これによりイーサリアムのスケーラビリティと非中央集権性が大幅に向上します。同時に、Beam Chain提案が進むにつれて、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でより中心的な役割を果たすことが期待されています。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迅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非中央集権特性とより高い性能をもたらすことが期待されています。