"イーサリアム3.0": Beam Chainの新しいビジョン

イーサリアムエコシステムは最近バンコクで2024 Devcon大会を開催し、多くの業界関係者を引き付けました。会議では、イーサリアム財団の研究者Justin Drakeが「イーサリアム3.0」と呼ばれるコンセンサスレイヤーのアップグレード提案——Beam Chainを提案しました。

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この提案の核心理念は、ゼロ知識証明技術を利用して、検証者の計算および通信負担を軽減し、検証者になるためのハードルを下げることです。これにより、より多くの検証者がネットワークに参加でき、安全性が向上し、冗長な計算が減少し、全体のネットワーク効率が向上します。Drakeはまた、この機会にBeaconチェーンの歴史的な技術的負債を解消し、将来発生する可能性のある量子安全性の要求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であるVitalik Buterinが以前に提案したThe Vergeのロードマップにおける「スナーク化」作業への具体的な応答と見なすことができます。Vitalikは、コンセンサス層の改造は挑戦的な作業であり、継続的な最適化が必要であると述べました。

Beam Chainは主にコンセンサス層の改造に焦点を当てています。コンセンサス層をSnark化することは、すべての部分を改造することを意味するのではなく、ブロックチェーンの核心である状態変換関数に重点を置いています。これには、各スロット変換関数、各ブロック変換関数、各周期変換関数が含まれます。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、実行層結果の検証、Merkleツリーのルート検証、コンセンサス署名の検証/集約、ハッシュ計算、ならびにステーキングと償還操作などに関与しています。

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Beam Chainの構想を実現する最大の課題は、現在数十秒から数百秒かかる証明時間を秒単位に圧縮する方法です。DrakeはASICアクセラレーション手法を使用し、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させることを提案し、今後数年内に証明生成時間を10倍以上に向上させ、リアルタイム証明を実現することを目指しています。

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業界のいくつかの機関が、GPU、FPGA、ASICなどのハードウェアプラットフォームを利用してZK証明の加速を積極的に探索しており、すでに複数のZKシステムで顕著な成果を上げており、一部のコア演算子は百倍以上の加速比に達しています。また、AI+ZKの方向性においても、機関が大規模モデルの検証可能な計算において重要な進展を遂げ、初回トークン生成時間を大幅に短縮しました。

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さらに、量子コンピュータの潜在的な脅威に直面して、一部の機関はポスト量子暗号の応用を探求し、ポスト量子署名のストレージ膨張問題を解決する上で一定の進展を遂げています。

Beam Chain提案の進展に伴い、ゼロ知識証明技術に基づくバーチャルマシンはイーサリアムエコシステムにおいてより中心的な役割を果たすことが期待されています。SNARK証明と後量子暗号学を導入し、より低いステーキングの敷居とより高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い分散化とより高い性能をもたらすことが期待されています。