Ethereum 3.0: Proposal Beam Chain Memimpin Putaran Baru Inovasi Teknologi

Konferensi Devcon 2024 di Bangkok telah selesai dengan sukses, selama konferensi proyek ekosistem Ethereum berkumpul untuk bersama-sama mendiskusikan kemajuan terbaru dan arah pengembangan masa depan, memberikan energi baru untuk bidang Web3 global.

Di antara itu, proposal "Ethereum 3.0" yang diajukan oleh peneliti dari Ethereum Foundation, Justin Drake, sangat menarik perhatian. Proposal ini bertujuan untuk mengurangi beban komputasi dan komunikasi pada node validasi melalui teknologi bukti nol, menurunkan ambang batas untuk menjadi node validasi, sehingga menarik lebih banyak peserta untuk bergabung ke dalam jaringan, meningkatkan keamanan, dan mengoptimalkan efisiensi keseluruhan. Drake juga berharap dapat memanfaatkan kesempatan ini untuk menyelesaikan utang teknis sejarah di dalam Beacon Chain, sekaligus mempersiapkan diri terhadap ancaman komputasi kuantum yang mungkin muncul di masa depan.

Usulan Beam Chain sejalan dengan peta jalan The Verge yang sebelumnya diajukan oleh co-founder Ethereum Vitalik Buterin. Dalam peta jalan The Verge, SNARKifikasi Ethereum dicantumkan sebagai salah satu tugas penting, termasuk transformasi bukti nol pengetahuan pada lapisan konsensus dan lapisan eksekusi. Vitalik baru-baru ini mengakui bahwa pekerjaan transformasi pada lapisan konsensus masih menghadapi tantangan, dan perlu terus dioptimalkan dalam pekerjaan mendatang. Usulan Beam Chain dapat dianggap sebagai respons terhadap tantangan ini.

Beam Chain terutama fokus pada transformasi lapisan konsensus. Mengubah lapisan konsensus menjadi Snark tidak berarti melakukan transformasi menyeluruh pada semua bagian, melainkan mengubah fungsi transisi status inti (State Transition Function) menjadi Snark. Untuk lapisan konsensus, fungsi transisi status terutama mencakup fungsi transisi setiap slot waktu, fungsi transisi setiap blok, dan fungsi transisi setiap epoch. Fungsi-fungsi ini mencakup pelaksanaan algoritma konsensus dan logika staking, usulan blok, verifikasi hasil lapisan eksekusi, verifikasi akar pohon Merkle, verifikasi dan agregasi tanda tangan konsensus, perhitungan hash, serta operasi staking dan penebusan yang melibatkan akses status penyimpanan akun.

Perlu dicatat bahwa Ethereum, dalam memajukan lapisan konsensus Snark, tetap menjadikan desentralisasi dan keragaman sebagai tujuan utama. Oleh karena itu, tidak akan ada persyaratan untuk menggunakan algoritma dan protokol ZK tertentu, melainkan memungkinkan para pengusul blok untuk memilih secara mandiri.

Inti dari tantangan untuk mewujudkan konsep Beam Chain adalah bagaimana meningkatkan efisiensi pembuktian, mengurangi waktu pembuktian yang saat ini memerlukan puluhan bahkan ratusan detik menjadi tingkat detik. Justin pada bulan September tahun ini di ZK Workshop II mengajukan solusi menggunakan metode akselerasi ASIC, menyarankan agar proses lengkap dari pembuatan bukti hingga pembuktian dilakukan di chip mesin pembuktian nol pengetahuan, yang diperkirakan akan meningkatkan waktu pembuatan bukti lebih dari sepuluh kali lipat dalam beberapa tahun ke depan, mencapai pembuktian waktu nyata (Realtime Proving).

Industri telah mencapai kemajuan signifikan dalam peningkatan kinerja dan perluasan aplikasi teknologi bukti nol pengetahuan. Beberapa tim penelitian berfokus pada percepatan bukti ZK menggunakan platform perangkat keras seperti GPU, FPGA, dan ASIC, mencakup berbagai sistem ZK, dan beberapa operator inti telah mencapai rasio percepatan di atas seratus kali. Di arah AI+ZK, optimasi untuk komputasi yang dapat diverifikasi pada model besar juga telah mencapai kemajuan yang luar biasa, secara signifikan mengurangi waktu generasi token pertama.

Menghadapi ancaman yang mungkin ditimbulkan oleh komputer kuantum, beberapa tim juga telah memodifikasi perpustakaan kriptografi yang mendukung beberapa algoritma pasca-kuantum standar NIST. Melalui proses konsensus dan optimasi pembacaan memori dengan latensi rendah, TPS blockchain anti-kuantum dapat mencapai sekitar 50% dari rantai asli.

Eksplorasi teknologi ini telah diterapkan dalam beberapa solusi komersial, seperti rencana akselerasi perangkat keras dan perangkat lunak yang dioptimalkan untuk operator yang umum digunakan dalam bukti nol pengetahuan, yang secara signifikan meningkatkan efisiensi perhitungan.

Selama ini, komunitas Ethereum terutama fokus pada optimasi lapisan eksekusi, termasuk peningkatan BlockGasLimit dan pengembangan L2. Snarkifikasi lapisan eksekusi telah menyelesaikan sebagian besar pekerjaan melalui L2 dalam peta jalan "berfokus pada rollup". Usulan Beam Chain membuka babak baru dalam snarkifikasi lapisan konsensus, yang diharapkan akan mengarahkan komunitas untuk lebih memperhatikan transformasi lapisan konsensus dan memicu lebih banyak ide inovatif.

Dapat diperkirakan, seiring dengan kemajuan Snarkisasi pada lapisan konsensus dan lapisan eksekusi, peta jalan Snarkisasi Ethereum akan secara bertahap disempurnakan, memberikan kontribusi penting untuk meningkatkan skalabilitas dan tingkat desentralisasi. Sementara itu, mesin virtual berbasis teknologi bukti nol pengetahuan akan memainkan peran yang semakin penting dalam ekosistem Ethereum. Dengan memperkenalkan bukti SNARK dan kriptografi pasca kuantum, serta menggabungkan ambang taruhan yang lebih rendah dan waktu konfirmasi blok yang lebih cepat, Beam Chain diharapkan dapat memberikan karakteristik desentralisasi yang lebih kuat dan kinerja yang lebih tinggi untuk Ethereum.