Od Beam Chain do Lean Ethereum: dogłębna analiza wpływu lean roadmap na ekosystem Ethereum

Autor: Zhixiong Pan

Oryginalny tytuł: Kolejna dekada Ethereum: kompleksowa aktualizacja od Beam Chain do Lean Ethereum

Ethereum Foundation z okazji dziesiątej rocznicy (czyli pod koniec lipca 2025 roku) oficjalnie wprowadziła nową techniczną mapę drogową o nazwie „Lean Ethereum”. Głównym celem tej koncepcji jest stworzenie bardziej uproszczonej, bezpiecznej i wydajnej warstwy bazowej Ethereum, która zapewni solidne podstawy technologiczne dla rozwoju Ethereum na kolejne dziesięciolecia, a nawet dłużej.

Czym jest Lean Ethereum?

Lean Ethereum zostało zaproponowane przez głównego badacza Ethereum Foundation, Justin Drake. Główną ideą jest znaczne uproszczenie projektu protokołu, wprowadzenie kryptografii odpornej na komputery kwantowe oraz osiągnięcie ekstremalnej wydajności sieci Ethereum (przepustowość na poziomie milionów transakcji na sekundę) oraz bezpieczeństwa na poziomie odporności na komputery kwantowe.

Rdzeń mapy drogowej Lean Ethereum opiera się głównie na dwóch kluczowych zespołach projektowych.

I. Lean Consensus (dawniej Beam Chain)

Lean Consensus jest rdzeniem i podstawą Lean Ethereum. Początkowo nazywany „Beam Chain”, został publicznie zaprezentowany podczas Devcon 2024 (a nawet uznany za Eth 3.0), później oficjalnie przemianowany na „Lean Consensus”. Ten zespół projektowy koncentruje się na nowym projekcie warstwy konsensusu Ethereum (Beacon Chain).

Główne cele Lean Consensus obejmują:

• Błyskawiczne potwierdzanie: skrócenie czasu produkcji bloku do około 4 sekund, osiągnięcie ostateczności w około 12 sekund.

• Zwiększenie decentralizacji: obniżenie minimalnej kwoty stakowania dla walidatorów z 32 ETH do 1 ETH, znacznie obniżając próg uczestnictwa w konsensusie.

• Bezpieczeństwo postkwantowe: wprowadzenie podpisów opartych na funkcjach skrótu, aby zapewnić odporność warstwy konsensusu na zagrożenia ze strony komputerów kwantowych w przyszłości.

• Lekka weryfikacja on-chain: wykorzystanie technologii SNARK do wydajnej weryfikacji stanu łańcucha, umożliwiając każdemu węzłowi łatwą weryfikację integralności blockchaina.

• Optymalizacja sieci: poprawa efektywności komunikacji sieciowej poprzez nowy protokół P2P (np. Gossipsub v2.0).

• Technologia agregacji dowodów: zastosowanie podpisów agregowanych opartych na funkcjach skrótu, zmniejszenie obciążenia komunikacyjnego sieci i zwiększenie wydajności weryfikacji.

Lean Consensus jest obecnie flagowym projektem Lean Ethereum, posiada dedykowane publiczne spotkania (Lean Calls), które odbywają się co kilka tygodni, podczas których zespół dzieli się najnowszymi aktualizacjami technicznymi. Kluczowi członkowie zespołu to Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran i inni.

II. Zespół PQ (Post-Quantum Cryptography)

Zespół PQ koncentruje się na modernizacji kryptografii, aby zapewnić, że Ethereum pozostanie bezpieczne i niezawodne w erze komputerów kwantowych. Główne kierunki badań zespołu PQ obejmują:

• Algorytmy podpisów opartych na funkcjach skrótu: zastąpienie obecnych algorytmów podpisów eliptycznych rozwiązaniami odpornymi na ataki kwantowe.

• Optymalizacja zobowiązań danych: przejście z obecnych zobowiązań wielomianowych KZG na zobowiązania oparte na funkcjach skrótu, zwiększając bezpieczeństwo danych w łańcuchu.

• Dowody zerowej wiedzy (ZKP): opracowanie wydajnych obwodów SNARK/STARK dostosowanych do algorytmów opartych na funkcjach skrótu, wykorzystywanych do weryfikacji stanu.

• Formalna weryfikacja: przeprowadzenie rygorystycznej formalnej weryfikacji nowych rozwiązań kryptograficznych, aby zapewnić poprawność implementacji i projektu protokołu.

Kluczowi członkowie zespołu PQ to Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis i inni, a prace prowadzone są wspólnie przez badaczy z Ethereum Foundation oraz zewnętrznych ekspertów akademickich.

III. Lean Data i Lean Execution

Oprócz dwóch powyższych kluczowych zespołów projektowych, Lean Ethereum obejmuje także dwa ważne, choć nie działające jako niezależne zespoły projekty: Lean Data i Lean Execution.

Lean Data

Lean Data koncentruje się na poprawie wydajności warstwy dostępności danych, na przykład poprzez następujące metody znacznego zwiększenia przepustowości danych na łańcuchu Ethereum:

• PeerDAS v1 i v2: wdrożenie rozproszonego próbkowania dostępności danych, znacznie zwiększając przepustowość danych.

• Mechanizm BPO (Blob Parameter Only): automatyczna regulacja parametrów przechowywania danych, stopniowe zwiększanie pojemności danych na łańcuchu.

• FullDAS i sharding mempool: dalsza optymalizacja efektywności rozgłaszania i przechowywania danych.

Ostatecznym celem Lean Data jest osiągnięcie transmisji danych na poziomie Teragas, aby sprostać przyszłym wymaganiom licznych aplikacji Layer2.

Lean Execution (znane również jako EVM 2.0)

Lean Execution dąży do całkowitej przebudowy Ethereum Virtual Machine (EVM), z celem stworzenia uproszczonego, wydajnego i przyjaznego dla dowodów zerowej wiedzy nowego środowiska wykonawczego. Główne kierunki badań obejmują:

• zkVM oparty na architekturze RISC-V: uproszczony zestaw instrukcji, zmniejszenie kosztów generowania dowodów.

• Dowody zerowej wiedzy w czasie rzeczywistym: zwiększenie szybkości generowania dowodów, umożliwiając weryfikację w czasie rzeczywistym.

• Kompatybilność i ścieżka migracji: stopniowe wprowadzanie nowego zkVM, równoległe działanie z istniejącym EVM, aż do pełnej migracji.

• Wsparcie przyspieszenia sprzętowego: badanie rozwiązań przyspieszających dowody zerowej wiedzy opartych na dedykowanych ASIC lub FPGA.

Postępy w Lean Data i Lean Execution są obecnie synchronizowane głównie poprzez oficjalny blog Ethereum Foundation, aktualizacje protokołu oraz społeczność deweloperów Ethereum (Ethereum Magicians).

Długoterminowe znaczenie Lean Ethereum

Plan Lean Ethereum to kluczowa strategia rozwoju Ethereum Foundation na kolejną dekadę. Lean Consensus jako główny filar zapewnia bezpieczeństwo i skalowalność łańcucha dzięki bardziej wydajnemu projektowi protokołu; zespół PQ buduje linię obrony przed zagrożeniami ze strony komputerów kwantowych; Lean Data i Lean Execution odpowiednio gwarantują zwiększenie przepustowości danych na łańcuchu oraz wydajność wykonywania smart kontraktów.

Ta uproszczona, wydajna i bezpieczna nowa architektura ma na celu przekształcenie głównej sieci Ethereum w globalną infrastrukturę zaufania, zdolną do utrzymania się przez dziesiątki, a nawet setki lat, obsługującą przyszły ogromny ekosystem zdecentralizowanych aplikacji.

Jak się zaangażować?

Ethereum Foundation szeroko zaprasza członków społeczności, badaczy i deweloperów do wspólnego udziału poprzez oficjalną stronę Lean Ethereum, repozytorium GitHub, publiczne Lean Calls oraz społeczność Ethereum Magicians.