イーサリアムビームチェーン提案速読：どのようなビジョンがあるのか？技術層はどのように構築されるのか？

著者：Karen，Foresight News

イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクは、本日のDevcon会議でイーサリアムの最終設計を提案しました。その核心はイーサリアムのコンセンサス層の大規模な再設計にあります。彼はこの提案の設計を「Beam」と名付けました。では、Beam Chainはどのようなビジョンを持っているのでしょうか？その技術アーキテクチャと実施計画はどのように展開されるのでしょうか？

Beam ビジョン

なぜコンセンサス層を大規模に再設計する必要があるのでしょうか？ジャスティン・ドレイクは、現在のビーコンサインが時代遅れであり、その仕様が5年前に凍結されたことに加え、近年、MEV緩和、SNARKS（ゼロ知識簡潔非対話証明）、zKVMs（ゼロ知識仮想マシン）などの分野で多くの画期的な進展があったため、コンセンサス層の再設計が特に緊急であると考えています。

まず指摘すべきは、2020年にビーコンサインが起動して以来、イーサリアムは毎年重要なフォークアップグレードを迎えているということです。2021年の同期委員会の増加、2022年の合併の完了、2023年のステーキング引き出しのサポート、そして2024年のproto-dankshardingに至るまで、各ステップはイーサリアムの成長と変革を目撃しています。そして2025年にはイーサリアムがElectraフォークを実施し、EIP-7251（MaxEB）を導入します。今後数年で、イーサリアムは一部の漸進的なフォークも行う予定です。

しかし、これらの漸進的なフォークの後、ジャスティン・ドレイクは、私たちが前例のない挑戦に直面する可能性があると考えています。それがBeamフォークです。これはコンセンサス層の「量子飛躍」であり、複数のアップグレードを一つのフォークに統合（バッチ）することができます。

注目すべきは、Beamはコンセンサス層に特化しており、blobと実行層（EVMを含む）を除外していることです。これは、blobと実行層を変更する機会が非常に限られているためです。一方で、コンセンサス層はアプリケーションによって直接使用されないため、設計や変更の機会が比較的大きいのです。

Beam Chainのコンセンサス層のロードマップには、ブロック生成、ステーキング、暗号学の3つのカテゴリが含まれています。ブロック生成の面では、インクルージョンリストを導入することで検閲に抵抗し、バリデーターとブロック生成プロセスを分離し、実行オークションのようなアイデアもあります。また、現在の12秒のスロット時間を短縮することもできるかもしれません。

ステーキングの面では、現在の発行曲線を最適化することでイーサリアムの全体的な健康状態を改善する機会があると広く考えられています。さらに、バリデーターになるために必要なイーサリアムのステーキング量を減らし、より迅速な確定性（ファイナリティ）を実現することも研究の重点です。そして暗号学の面では、主にチェーンの抽象化、量子安全性、強いランダム性などが挙げられます。

Beam Chain 技術層

ジャスティン・ドレイクは、「PoW、PoSの後、私たちはイーサリアムのコンセンサスのゼロ知識証明時代に入っている可能性があります。ZK時代では、SNARKSが不可欠な技術となります。Beam Chain全体、さらにはコンセンサス層全体がSNARK化処理されることができます。これこそがzKVMが大いに活躍する時です。」

注意すべきは、SNARK処理が必要な部分は主に状態遷移関数であり、これはコンセンサスクライアントの核心です。そして、状態遷移関数を中心としたすべてのインフラストラクチャ（ネットワーク、同期、キャッシュ最適化、フォーク選択ルールなど）は、SNARK処理を必要としません。最終的に、状態遷移関数はシステム全体のサブセットに過ぎません。

Beam ChainでSNARKSが大量に使用されるもう一つの場所は、集約署名です------ハッシュ関数を使用して後量子集約署名（post quantum aggregatable signatures）を実現します。ジャスティン・ドレイクは、何千もの署名を収集し、それらを一つの証明に圧縮し、ハッシュに基づく後量子可集約スキームを得ることができると説明しています。また、集約をさらに何度も行うことができます。

さらに、イーサリアムは既存のインフラストラクチャ（libp2p、SimpleSerialiZe、PySpec、Protocol Guildなど）を引き続き使用します。

Beam Chain ロードマップ

ジャスティン・ドレイクはBeam Chainの開始に向けて詳細な計画を策定しました。2025年から関連仕様の策定プロセスが開始され、2026年から構築が始まり、2027年からは関連テストが開始され、Beam Chainが生産レベルの基準を満たし、安全にメインネットにデプロイできることを確認します。以下のロードマップから見ると、メインネットのデプロイ時間は2029年、2030年以降になる可能性があります。

ジャスティン・ドレイクは次のステップとして実行可能な仕様の作成を開始する予定であり、この仕様は最終的に約1000行のPythonコードに簡素化される予定です。

さらに、すでに2つのクライアント開発チーム（インドのZeamチームと南米のLambdaチーム）がBeam Chainクライアント開発に興味を示しています。