Ethereum Beam Chain: Memimpin Inovasi Lapisan Konsensus

Ethereum dimulai dari PoW (Proof of Work) dan berhasil bertransformasi menjadi PoS (Proof of Stake) pada tahun 2021. Namun, peneliti inti dari Yayasan Ethereum berpendapat bahwa meskipun Beacon Chain menunjukkan hasil yang signifikan di awal, dalam lima tahun terakhir telah terakumulasi beberapa "utang teknologi", dan desainnya belum sepenuhnya memanfaatkan teknologi mutakhir dari sistem terdesentralisasi, seperti bukti nol pengetahuan. Oleh karena itu, lapisan konsensus Ethereum membutuhkan pembaruan besar.

Dalam konferensi Devcon di Bangkok baru-baru ini, peneliti Ethereum mengajukan sebuah proposal bernama "Beam Chain", yang bertujuan untuk mereformasi lapisan konsensus Ethereum secara menyeluruh. Ini adalah bagian dari rencana pengembangan jangka panjang Ethereum, dengan tujuan meningkatkan skalabilitas dan kinerja jaringan secara signifikan dengan memanfaatkan terobosan terbaru dalam kriptografi ZK, tanpa memulai jaringan baru. Tidak diragukan lagi, ini akan menjadi salah satu peningkatan paling penting bagi Ethereum dalam 3-5 tahun ke depan.

Beam Chain bukanlah blockchain baru dalam arti harfiah, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam jaringan utama Ethereum, yang bertujuan untuk secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi jaringan utama L1. Perlu dicatat bahwa Beam Chain berfokus pada penyelesaian masalah lapisan konsensus, tanpa melibatkan perubahan pada lapisan data (seperti saluran blob) atau lapisan eksekusi (seperti mesin virtual Ethereum EVM).

Beam Chain akan membawa lima perubahan inti:

1. Konfirmasi blok yang lebih cepat: mencapai waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal.
2. Pertahankan desentralisasi: Mempertahankan atau meningkatkan jaminan desentralisasi yang ada
3. Menurunkan ambang batas Staking: Mengurangi persyaratan Staking ETH dari 32 ETH menjadi 1 ETH
4. Melindungi pengguna biasa: Menghilangkan MEV yang berbasis pada reorganisasi blok
5. Menuju Masa Depan: Memberikan Kemampuan Anti-Quantum pada Jaringan Ethereum

Pemikiran dan Prinsip Peningkatan Beam Chain

1. Meningkatkan jumlah blok

Beam Chain akan meningkatkan jumlah produksi blok hingga tiga kali lipat dari saat ini, untuk meningkatkan kemampuan pemrosesan transaksi Ethereum. Memperkenalkan mekanisme FOCIL (Fork Choice Forced Inclusion List), meningkatkan kemampuan tahan sensor, memastikan transaksi tidak mudah dikeluarkan secara jahat. Dengan melaksanakan lelang, mencapai isolasi validator, baik menjaga kinerja dan desentralisasi, serta memungkinkan lebih banyak pengguna terhindar dari dampak MEV.

Sistem baru akan memiliki finalitas slot tunggal dan waktu blok 4 detik, mempercepat kecepatan konfirmasi transaksi, serta meningkatkan efisiensi jaringan. Ini berarti bursa tidak perlu lagi menunggu konfirmasi dari beberapa blok, konfirmasi dapat diselesaikan hanya dengan satu blok.

2. Optimalkan mekanisme staking

Beam Chain akan menyesuaikan model penerbitan hadiah validator untuk meningkatkan imbal hasil staking. Persyaratan staking untuk validator independen akan turun dari 32 Ether menjadi 1 Ether, secara signifikan mengurangi hambatan untuk berpartisipasi dan membuat staking independen lebih umum.

Perbaikan terobosan ini berkat penerapan teknologi ZK, yang memungkinkan Ethereum untuk mempercepat sambil mengakomodasi lebih banyak node dalam konsensus, dan tidak secara signifikan meningkatkan persyaratan perangkat keras, secara efektif mengatasi segitiga ketidakmungkinan dari staking.

3. Meningkatkan keamanan

Ethereum akan menerapkan kriptografi tahan kuantum untuk memastikan jaringan dapat melawan ancaman komputasi kuantum di masa depan, menjadi pelopor tahan kuantum di antara blockchain mainstream. Dengan mengintegrasikan zkSNARK dan zkVM, meningkatkan privasi, skalabilitas, dan keamanan lebih lanjut.

Menggunakan teknologi RISC-V untuk mengSNARKkan blockchain, meningkatkan efisiensi dan skalabilitas dalam menghasilkan bukti. Singkatnya, ini setara dengan mengZKkan seluruh jaringan Ethereum.

Selain itu, Beam Chain juga akan memperkenalkan mekanisme acak yang lebih kuat untuk memastikan keadilan dalam pemilihan validator dan proses jaringan penting lainnya, serta meminimalkan risiko manipulasi bot seperti serangan sandwich melalui kemampuan peninjauan yang ditingkatkan.

4. Cara Kerja

Sejak desain lapisan konsensus Ethereum saat ini (rantai beacon) ditentukan, para ahli kriptografi telah membuat kemajuan signifikan di bidang SNARK. Dengan mengSNARKkan fungsi pengubah status Ethereum, waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal dapat dicapai.

Revolusi ini tidak hanya dapat secara signifikan meningkatkan pengalaman transaksi Ethereum L1, memperpendek waktu tunggu, tetapi juga dapat mengurangi potensi pengambilan nilai dengan menghilangkan strategi reorganisasi blok jarak jauh, serta mengurangi utang teknis di lapisan konsensus.

SNARKisasi juga akan memberikan jaringan Ethereum fitur tahan kuantum, yang merupakan fungsi penting untuk blockchain di masa depan.

Beam Chain akan memajukan upgrade Ethereum dari beberapa aspek berikut:

• Memanfaatkan teknologi sharding untuk mempercepat kecepatan pemrosesan, membagi data menjadi bagian yang lebih kecil dan memproses beberapa transaksi secara bersamaan, mengurangi kemacetan, dan mempercepat waktu transaksi.
• Menggunakan teknologi kriptografi terdepan, memastikan bahwa jaringan tetap aman bahkan menghadapi komputer kuantum di masa depan.
• Sebagai tahap integrasi dari roadmap peningkatan skalabilitas dan keamanan Ethereum selama 5 tahun ke depan, bukan jaringan yang berdiri sendiri.

5. Makna Penting

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

Keuntungan lain dari bukti berbasis SNARK adalah memungkinkan staker biasa menggunakan perangkat keras standar untuk mencapai peningkatan kinerja yang disebutkan di atas. Ketika ambang staking turun menjadi 1 ETH, tingkat desentralisasi komunitas staker Ethereum akan meningkat seiring dengan peningkatan kinerja jaringan.

Penurunan ambang batas, dikombinasikan dengan beberapa perangkat keras terkait (seperti eNode dari Ebunker), diharapkan dapat membawa perangkat validator tingkat rumah tangga ke ribuan rumah tangga, memperkuat Ethereum sebagai blockchain publik dengan node terbanyak dan paling terdesentralisasi di dunia.

Meskipun visi Beam Chain tidak akan mengubah Ethereum secara langsung, dan tidak akan secara signifikan mengubah peta jalan jangka panjangnya, itu akan mengubah urutan prioritas dalam pengembangan peta jalan, mempercepat pengembangan komponen tertentu. Misalnya, beberapa peningkatan penting yang dijadwalkan dalam peta jalan saat ini hingga tahun 2029 mungkin akan dilakukan lebih awal.

Jika Beam Chain mendapatkan cukup dukungan dari komunitas, para pengembang mungkin mulai merumuskan spesifikasi tahun depan, kemudian pada tahun 2026 tim pengembang akan menulis kode tingkat produksi, pengujian pada tahun 2027, dan akhirnya dapat dikerahkan dengan aman ke jaringan utama Ethereum. Meskipun implementasi tampak jauh, redundansi keamanan ini diperlukan untuk perangkat lunak sumber terbuka yang dikembangkan secara terdesentralisasi.

Singkatnya, Beam Chain melalui jalur ZK telah berhasil menyelesaikan "utang teknologi" di masa lalu, dan diharapkan dapat secara signifikan meningkatkan fungsi L1-nya sambil mempertahankan "desentralisasi kelas dunia" Ethereum.

Solusi jangka panjang seperti ketahanan kuantum yang diperkenalkan oleh pemikiran baru akan menempatkan lapisan konsensus Ethereum dalam "mode pemeliharaan", memastikan keamanan, efisiensi, dan adaptabilitas selama beberapa dekade ke depan, serta meletakkan dasar untuk inovasi di masa depan tanpa perlu desain ulang yang mengganggu.

Ethereum terus fokus pada perencanaan jangka panjang, yang merupakan kemajuan yang menggembirakan bagi blockchain dan seluruh industri, serta memberikan dasar yang kuat bagi kami untuk mempertahankan sikap optimis terhadap Ethereum di pasar yang berkembang pesat saat ini.