イーサリアムコンセンサスレイヤーがビームチェーンを再構築:究極の道はまだ技術的なパズル

著者: 0xNatalie

Devcon大会で、ETH坊基金会の中心メンバーであるJustin Drakeが、ETH坊のコンセンサスレイヤーを包括的に再構築する提案を発表しました。この提案はBeam Chainと呼ばれています。コンセンサスレイヤーを再設計することで、MEVの問題を緩和し、スケーラビリティとセキュリティを向上させ、ZKテクノロジーを用いてパフォーマンスを向上させることを目指しています。Beam Chainは主に共識層の変更にフォローし、新しいトークンの作成や既存のブロックチェーンアーキテクチャの変更には関与しません。

ETHフォークには、コンセンサスレイヤ（Beacon Chain）が5年の歴史があります。セキュリティ面では良好なパフォーマンスを示していますが、時間の経過とともに技術的負債が蓄積されています。さらに、ETHフォークコミュニティがMEVの研究を深め、ZK技術が急速に進展する中で、既存のコンセンサスレイヤは新興技術に対する適応性が不足しています。Beam Chainの再構築計画は、技術的負担を排除し、ETHフォークが将来的に柔軟性と適応性を持つことを目指しています。

技术のハイライト

技術的には、Beam Chain には2つの特徴があります：ZKVMによるSnarkificationの実現とハッシュベースの集約署名の使用。

コンセンサス層は、ネットワーク内のすべてのノードがブロックチェーンの状態（トランザクションの順序、口座残高など）について合意する方法を担当しています。ETHブロックチェーンでは、コンセンサス層の役割にはブロックの検証、署名の検証、フォークの処理、アカウントの状態の維持と更新などが含まれます。コンセンサス層の重要な操作は状態の移行であり、つまり、1つのブロックの状態（トランザクション後の口座残高など）から次のブロックの状態への移行です。これらの操作には多くの計算が関与することが多く、Snarkificationは計算プロセスをゼロ知識証明に変換する技術手段の一つです。

Beam Chainは、ZKVMを使用して共識レイヤーをSnarkificationし、状態遷移関数をゼロ知識証明に変換します。ZKVMは計算プロセスをオフチェーンに移動し、オンチェーンの計算負担を軽減します。各ノードはゼロ知識証明を検証することで、状態が正しいかどうかを確認でき、再計算する必要はありません。さらに、Beam Chainでは、バリデータが適切なZKVMを選択でき、特定のZKVMをオンチェーンプロトコルに強制する必要はありません。

同時、量子コンピューターの発展に伴い、従来の暗号化技術（楕円曲線暗号など）は解読のリスクに直面する可能性があります。これは、現在のブロックチェーンシステムのセキュリティ（秘密鍵や署名検証など）が量子コンピューターの登場後に破壊される可能性があります。この脅威に対処するために、Beam Chainはハッシュを基にした集約署名方式を導入しました。ハッシュ関数はポスト量子安全性を持ち、量子コンピューターの攻撃に耐えることができます。この方式は署名の集約効率を向上させるだけでなく、将来に向けてより高いセキュリティ保障を提供します。

さらに、Beam ChainはPBSを採用し、リストを含むオークションの実行を導入することで、MEVの負の影響を減らす。バリデータの最低ステーク要件を32 ETHから1 ETHに引き下げ、分散化をさらに向上させる計画もある。Beam Chain全体の移行は段階的に行われ、Beacon Chainの機能を徐々に置き換える予定であり、約5年の時間がかかる見込みです。

コミュニティの意見

**開発時間の懸念：**ビームチェーンの開発に5年かかるというコミュニティの懸念が広く共有されています。また、一部のメンバーは、ビームチェーンがETHリウムを徐々にソラナに近づけようとしているのか疑問視しています。

Delphi Venturesの創業パートナーであるJosé Maria Macedo氏は、Beam Chainへの失望を表明した。 彼は、Beam Chainの中核となる改善点は、4秒のブロック時間や「量子攻撃に抵抗する」能力など、コードベースのリファクタリングに過ぎないと考えていますが、これらの変更は2029年から2030年まで予想されていません。 このような改善は、イーサリアムL1がブロックチェーンレースで優位に立つのに十分ではなく、イーサリアムの長期的な競争力の物語を形作ることさえできません。

• Solana 開発プラットフォームのHelius CEOであるMertは、Beam Chainの開発スケジュールについても懸念を表明しています。Beam Chainが実際に2029年までリリースされる必要がある場合、イーサリアムは急速に発展するブロックチェーン競争で競争力を維持するのが難しいかもしれません。
• EthStorageの共同設立者であるQi Zhou氏は、Beam Chainが2030年までに完成するまでの推定時間は長すぎると考えています。 彼は、実装をスピードアップするために、RustやGoなどの単一のプログラミング言語での開発に集中することを勧めています。 イーサリアムは、技術的負債(ブロックチェーンジェネシスブロックの再生成、ユーザーとコントラクトのコア状態データの保持、システムからの冗長な履歴データと古いコードの削除)に対処する際に、Cosmosの「リジェネシス」モデルを参照して、完全なリセットを通じて技術的な負担とレガシーの問題を解決することができます。
• Hydrogen Labsの共同創設者であるMeirは、Beam Chainの計画が長すぎると懸念しており、ETHが完全な機能を備えたブロックチェーンとしての拡張性要件を満たすかどうかは不透明です。ETHが高効率なブロックチェーンプラットフォームとしての目標を持っている場合、漸進的な最適化ではなく、より速いかつ積極的な拡張性の改善が必要です。今後5年間にわたる進化を待つのではなく、より迅速かつ大胆なアプローチが求められます。
• 要約 開発者cygaarは、Beam Chainの5年計画がなぜ必要なのか説明しました。 彼は、ETH坊が普通の小規模のブロックチェーンではなく、世界第2位のブロックチェーンであり、600億ドルのTVL、4000億ドルの基本資産価値、および数千のアプリケーションが依存していると指摘しました。 このような大規模な変更を分散型でリアルタイムに動作するETH坊ネットワークで実施することは非常に困難であり、関連するリスクは非常に高いため、長期の準備と厳密なテストが必要です。 どんなミスでもユーザーに深刻な損失をもたらす可能性があります。
• ETH坊クライアントPrysmのメンテナンス担当者であるterenceは、Beam Chainの実装時間が長すぎることに懸念を表明しました。Beam ChainはETH坊の「最終目標」であり、この間、ETH坊はハードフォークを継続して改善していきます。Beam Chainでのいくつかの提案はETH坊の分散化と検閲耐性を向上させるのに役立ちます。同時に、ETH坊は実装する前に、データの利用可能性、検閲耐性、EVMのパフォーマンスなどを継続的に向上させ、変化するニーズに応えていきます。 *Flashbotsの戦略責任者であるHasuは、Beam Chainの提案は過度に煽られるべきではないと考えています。なぜなら、それは5年以上かかる長期プロジェクトであり、ほとんどの改善は既に技術ロードマップに含まれているからです。真の革新は、これらの改善を結び付けてテストし、将来的に全体を置き換えることにあります。これは進行を加速させるためのハイライトでした。しかし、多くのコミュニティメンバーはこの提案を「ETH坊3.0」のエキサイティングなリリースと見なし、一部のソラナの特徴を模倣したいと考えていましたが、期待は裏切られました。
• MetaLeXの創設者gabrielShapir0は、イーサリアムの中核的な価値はその分散化と自律性にあると考えており、Beam Chainはこれらの中核的な特性を大幅に向上させるだろう。多くの人々がイーサリアムが異なる製品やサービスを提供したり、より一般的なトレンドや物語に迎合したりすることを望んでいますが、それはイーサリアムの位置づけではなく、ソラナの方向です。

技術的な課題

• ETH坊基金会のコアメンバーであるPéter氏は、Beam Chainの提案には多くの変更が含まれており、技術的およびガバナンス的な観点から潜在的な問題があると考えています。技術的には、多くの変更が組み合わされることでエラーの可能性が高まります。ガバナンス的には、多数の変更がまとめて行われると、細かい点が見落とされ、論争のリスクが高まる可能性があります。彼は、まずBeacon Chainで低難易度の改善タスクを処理し、その後段階的により複雑な変更を実装することを提案し、システムを徐々に適応させ、一度に全面的な改革を避けるようにすることを提案しています。
• ETH坊研究员 mteam は、Beam Chain の提案は新しい考えとして発表されていますが、実際には過去の多くの古い考えが集約されています。 彼はこの提案を支持していますが、このアップグレードが実行レイヤーの研究を妨げる可能性も懸念しています。 実行レイヤーとコンセンサスレイヤーは、独立した2つの研究方向であり、互いに干渉しないように並行して改善されるべきです。
• SMGの研究ディレクター、Max Resnick氏は、イーサリアムはより大きなビジョンを持つ必要があり、5年ごとの段階的な改善に縛られるべきではないと述べています。彼はイーサリアムの本来の目的に戻り、開発者が最も複雑な調整問題を解決するためのグローバルな計算プラットフォームになるよう呼びかけています。彼はイーサリアムが次の5年間で達成すべき目標を提案しています。それには、1秒のブロック時間の実現、シングルスロットの最終性（Single-slot Finality）によるクロスチェーンの相互操作性の向上、1000 TPS以上の大幅なスループットの増加、リアルタイムの検閲耐性の実現などが含まれます。