Beam Chain trará cinco grandes mudanças para o Ethereum?

Beam Chain não é uma nova blockchain no sentido literal, mas sim uma nova infraestrutura construída dentro da mainnet do Ethereum, que aumentará significativamente a velocidade, segurança e eficiência das transações na L1 mainnet.

Autor: Ebunker

Como é de conhecimento geral, o Ethereum nasceu com o PoW (Prova de Trabalho) e, em 2021, migrou com sucesso para o PoS (Prova de Participação). Sobre isso, Justin Drake, pesquisador principal da Ethereum Foundation, acredita que: embora a Beacon Chain tenha sido eficaz quando o PoS foi introduzido, nos últimos cinco anos ela acumulou uma certa “dívida técnica”, pois seu design não aproveitou as tecnologias de ponta dos sistemas descentralizados (como provas de conhecimento zero). Portanto, a camada de consenso do Ethereum precisa urgentemente de uma grande atualização.

Em uma recente palestra na Devcon em Bangkok, o pesquisador do Ethereum Justin Drake anunciou uma proposta para uma reforma completa da camada de consenso do Ethereum, chamada “Beam Chain”.

Isso faz parte do roteiro de longo prazo do Ethereum, permitindo que o Ethereum aproveite os avanços atuais da criptografia ZK, com o objetivo de aumentar significativamente a escalabilidade e o desempenho da rede sem a necessidade de lançar uma nova rede. Sem dúvida, é uma das atualizações mais importantes para o Ethereum nos próximos 3–5 anos.

Beam Chain não é uma nova blockchain no sentido literal, mas sim uma nova infraestrutura construída dentro da mainnet do Ethereum, que aumentará significativamente a velocidade, segurança e eficiência das transações na L1 mainnet. Alguns interpretam Beam Chain como Ethereum 3.0, mas isso é um equívoco, pois Beam Chain resolve apenas questões da camada de consenso, sem alterar a camada de dados (como canais blob) ou a camada de execução (como a Ethereum Virtual Machine - EVM).

As cinco principais transformações do Beam Chain são:

1. Confirmação de blocos mais rápida: habilitação de slots de 4 segundos e finalidade em slot único

2. Sem sacrificar a descentralização: mantém ou melhora as garantias atuais de descentralização

3. Redução do limite de staking: reduz o staking de ETH de 32 ETH para apenas 1 ETH

4. Proteção dos usuários comuns: elimina o MEV baseado em reorganização de blocos

5. Voltado para o futuro: torna a rede Ethereum resistente a ataques quânticos

Ideia e princípios da atualização do Beam Chain

1. Aumento da produção de blocos

Maior throughput: Beam Chain aumentará a produção de blocos para 3 vezes o valor atual, melhorando a capacidade de transações do Ethereum.

Resistência à censura: a introdução do FOCIL (Fork Choice Inclusion List) reforça a resistência à censura, garantindo que as transações não sejam facilmente excluídas por agentes mal-intencionados.

Leilão de execução & isolamento de validadores: os validadores usarão leilões de execução para isolamento, garantindo maior desempenho e descentralização, além de proteger mais usuários contra o MEV.

Finalidade mais rápida: o Ethereum terá finalidade em slot único e tempo de bloco de 4 segundos, permitindo confirmações de transações mais rápidas e maior eficiência da rede.

Curiosamente, as exchanges não precisarão mais esperar por confirmações de 1/32, 2/32, 3/32... de blocos, pois no futuro uma única confirmação de bloco será suficiente.

2. Melhoria no staking

Melhoria no modelo de emissão: mudanças no modelo de recompensas para validadores, tornando o staking mais lucrativo.

Redução do requisito de staking: validadores independentes precisarão apostar apenas 1 ETH, muito abaixo do limite atual de 32 ETH, tornando o staking independente mais simples e acessível.

Acreditamos que, para o Ethereum aumentar a velocidade, acomodar mais nós participando do consenso e não alterar muito os requisitos de hardware, superando o “trilema do staking”, isso realmente se deve à tecnologia ZK, que está muito à frente do setor.

3. Reforço da segurança

Criptografia pós-quântica: o Ethereum implementará criptografia resistente a ataques quânticos para proteger a rede contra ameaças de computação quântica, dando o primeiro passo entre as blockchains mainstream para resistência quântica.

Integração zkSNARK e zkVM: provas de conhecimento zero (ZKP) serão integradas ao Ethereum via zkSNARK e zkVM, aumentando ainda mais a privacidade, escalabilidade e segurança.

SNARKificação da blockchain (SNARKification): o Ethereum utilizará RISC-V para SNARKificar a blockchain, processo que aumenta a eficiência e escalabilidade da geração de provas. SNARK é uma forma compacta de prova de conhecimento zero, permitindo que uma parte prove que possui uma informação sem revelá-la ou exigir qualquer interação entre provador e verificador.

Resumindo, podemos dizer: tornar toda a rede Ethereum diretamente ZK.

Reforço da aleatoriedade: o Ethereum também introduzirá forte aleatoriedade para garantir justiça em processos críticos da rede, como a seleção de validadores.

Redução do risco de MEV: melhor resistência à censura pode minimizar a proliferação de bots de ataques como o sanduíche.

4. Funcionamento

Desde que o design da camada de consenso atual do Ethereum (Beacon Chain) foi definido, criptógrafos fizeram grandes avanços em SNARKs. Ao SNARKificar a função de transição de estado do Ethereum (ou seja, as mensagens de mudança de estado integradas que os validadores usam para manter a visão correta da blockchain), é possível obter slots de 4 segundos e finalidade em slot único.

Por um lado, a redução no tempo de produção de blocos e de finalidade pode diminuir o tempo de espera, impactando positivamente a experiência de transação na L1 do Ethereum;

Por outro lado, isso também pode eliminar o valor potencial extraído das transações por meio de estratégias de reorganização remota de blocos e reduzir a dívida técnica da camada de consenso.

Além disso, a SNARKificação tornará a rede Ethereum resistente a ataques quânticos, uma funcionalidade essencial para blockchains do futuro.

Beam Chain impulsionará a atualização do Ethereum nos seguintes aspectos:

Sharding para acelerar o processamento: o Ethereum Beam Chain utilizará sharding, dividindo dados em partes menores (shards) para processar várias transações simultaneamente. Isso reduzirá gargalos e acelerará o tempo das transações.

Segurança resistente à computação quântica: o Ethereum utilizará criptografia de ponta para garantir que nem mesmo supercomputadores quânticos do futuro possam comprometer a segurança da rede.

Integração ao roteiro do Ethereum: Beam Chain não é uma rede independente, mas uma fase integrada ao roteiro de expansão e aumento de segurança do Ethereum para os próximos 5 anos.

5. Importância

Para a capacidade do Ethereum de lidar com o crescente número de aplicações descentralizadas, o Beam Chain é fundamental — ele pode aumentar a escalabilidade do Ethereum, reduzir custos de transação e melhorar a segurança geral, permitindo que a rede suporte mais usuários e aplicações complexas ao longo do tempo.

Outra grande vantagem das provas baseadas em SNARK é: permitir que stakers comuns, com hardware padrão, alcancem esses benefícios de desempenho. Quando o limite de staking cair de 32 ETH para 1 ETH, com o aumento do desempenho da rede, a descentralização entre os stakers do Ethereum também será aprimorada.

Especialmente com a redução do limite, se combinado com alguns dispositivos de hardware, como o eNode da Ebunker, dispositivos de validadores domésticos podem se espalhar por milhares de lares, mantendo o Ethereum como a blockchain pública mais descentralizada e com mais nós do mundo.

Embora a visão do Beam Chain não traga mudanças imediatas ao Ethereum nem altere visivelmente seu roteiro de longo prazo, sua adoção mudará a ordem de prioridade no desenvolvimento do roteiro, acelerando o progresso de componentes específicos (por exemplo, o roteiro atual prevê algumas atualizações importantes para 2029, enquanto o Beam Chain pode antecipar essas melhorias).

Se o Beam Chain receber apoio suficiente da comunidade, os desenvolvedores poderão começar a definir as especificações no próximo ano, depois escrever código de produção em 2026, testar em 2027 e, finalmente, implantar com segurança na mainnet do Ethereum. Embora a implementação do Beam Chain ainda pareça distante, para um software open source desenvolvido de forma descentralizada, essas redundâncias de segurança são extremamente necessárias.

Em resumo, o Beam Chain, por meio do caminho ZK, resolve de uma vez a “dívida técnica” do passado, e essas melhorias prometem aprimorar significativamente as funcionalidades da L1 do Ethereum, mantendo sua “descentralização de classe mundial”.

Ao mesmo tempo, soluções de longo prazo como a resistência quântica, introduzidas por essa nova abordagem, colocam a camada de consenso do Ethereum em “modo de manutenção”, garantindo que o Ethereum permaneça seguro, eficiente e adaptável nas próximas décadas, permitindo inovações futuras sem a necessidade de redesenhos disruptivos.

O Ethereum continua investindo em planejamento de longo prazo, o que é uma atualização animadora para o setor de blockchain e toda a indústria, e nos permite manter uma base otimista para o Ethereum mesmo no atual mercado em alta.