Beam Chainはイーサリアムにもたらす5つの変化とは？

原文タイトル：《Beam Chain はイーサリアムに五つの新しい変化をもたらすのか？》

原文出典：Ebunker 日本語

広く知られているように、イーサリアムは PoW（プルーフ・オブ・ワーク）から誕生し、2021年に PoS（プルーフ・オブ・ステーク）に成功裏に移行しました。これに対し、イーサリアム財団のコア研究者であるジャスティン・ドレイクは、PoSが導入された当初、信号チェーンは非常に効果的だったが、過去5年間で「技術的負債」を蓄積しており、その設計は分散型システムの最前線技術（例えば、ゼロ知識証明）を活用していないと考えています。したがって、イーサリアムのコンセンサス層は大規模な更新を急務としています。

最近のバンコクでのDevconでの講演で、イーサリアムの研究者ジャスティン・ドレイクは、イーサリアムのコンセンサス層を根本的に改革する提案「Beam Chain」を発表しました。

これはイーサリアムの長期的なロードマップの一部であり、イーサリアムが現在のZK暗号学の最前線の成果を活用し、新しいネットワークを立ち上げることなく、ネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを大幅に向上させることを目的としています。疑いなく、これはイーサリアムの今後3～5年で最も重要なアップグレードの一つです。

Beam Chainは文字通りの新しいブロックチェーンではなく、イーサリアムのメインネット内に構築される新しいインフラストラクチャであり、L1メインネットの取引速度、安全性、効率を大幅に向上させます。Beam Chainをイーサリアム3.0と解釈する人もいますが、これは誤解であり、Beam Chainはコンセンサス層の問題を解決するだけで、データ層（例えば、blobチャネル）や実行層（例えば、イーサリアム仮想マシン（EVM））を変更することはありません。

Beam Chainの五つの核心的変革は次の通りです：

1. より速いブロック確認：4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を有効にする

2. 分散化を犠牲にしない：現在の分散化の保障を保持または改善する

3. ステーキングのハードルを下げる：ETHステーキングを32 ETHから1 ETHに引き下げる

4. 一般ユーザーを保護する：ブロック再編成に基づくMEVを排除する

5. 未来に向けて：イーサリアムネットワークに量子耐性を持たせる

Beam Chainのアップグレードの考え方と原理

1. ブロック生産量の増加

より高いスループット：Beam Chainはブロック生産量を現在の3倍に増加させ、イーサリアムの取引能力を向上させます。

検閲耐性：FOCIL（フォーク選択強制包含リスト）の導入により、検閲耐性が強化され、取引が悪意のある者によって簡単に排除されないようにします。

実行オークション＆隔離検証者：検証者は実行オークションを使用して隔離し、より強力なパフォーマンスと分散化を確保し、より多くのユーザーがMEVの侵害を受けないようにします。

より速い最終性：イーサリアムは単一スロットの最終性と4秒のブロック時間を持ち、取引をより迅速に確認し、ネットワークの効率を向上させます。

興味深いことに、取引所はもはや1/32、2/32、3/32…のようにゆっくりとブロック確認を待つ必要がなく、将来的には単一のブロックで確認できるようになります。

2. ステーキングの改善

発行モデルの改善：検証者への報酬発行モデルの変更により、ステーキングがより多くのリターンを得られるようになります。

ステーキング要件の引き下げ：独立した検証者は1 ETHのみをステークすればよく、現在の32 ETHのハードルを大幅に下回り、独立したステーキングがより簡単で普及しやすくなります。

私たちは、イーサリアムがスピードを上げながら、より多くのノードがコンセンサスに参加できるようにし、デバイスのハードウェア要件をあまり変えずに、ステーキングの不可能な三角形を突破することが本当にZK技術のおかげであると考えています。これは確かに業界の最前線を大きくリードしています。

3. セキュリティの強化

ポスト量子暗号：イーサリアムは量子計算の脅威からネットワークを保護するためにポスト量子暗号を実施し、主流のブロックチェーンにおける量子耐性の第一歩を踏み出します。

zkSNARKとzkVMの統合：ゼロ知識証明（ZKP）は、zkSNARKとzkVMを通じてイーサリアムと統合され、プライバシー、スケーラビリティ、セキュリティをさらに向上させます。

SNARK化されたブロックチェーン（SNARKification）：イーサリアムはRISC-Vを利用してブロックチェーンをSNARK化し、このプロセスは証明生成の効率とスケーラビリティを向上させます。SNARKは、情報を持っていることを証明する一方で、情報を開示せず、証明者と検証者の間での相互作用を要求しないコンパクトなゼロ知識証明の形式です。

簡単に言えば、私たちはこれを「イーサリアム全体を直接ZK化する」と要約できます。

ランダム性の強化：イーサリアムは、検証者の選択などの重要なネットワークプロセスの公平性を確保するために強力なランダム性を導入します。

MEVリスクの低減：より良い検閲耐性は、サンドイッチ攻撃などのボットの氾濫を最小限に抑えることができます。

4. 動作原理

イーサリアムの現在のコンセンサス層（信号チェーン）の設計が決定されて以来、暗号学者はSNARKにおいて重要な進展を遂げました。イーサリアムの状態変換関数（つまり、検証者がブロックチェーンに対する正しい見解を維持するために統合された状態変化メッセージ）をSNARK化することで、4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を得ることができます。

一方で、ブロック生産と最終性時間の短縮は、待機時間がイーサリアムL1の取引体験に与える積極的な影響を低下させます。

他方で、取引から抽出される潜在的な価値を排除し、コンセンサス層の技術的負債を減少させるために、遠隔ブロック再編成戦略を通じて実現されます。

さらに、SNARK化はイーサリアムネットワークに量子耐性を持たせ、これは未来のブロックチェーンに必須の機能です。

Beam Chainは以下のいくつかの側面からイーサリアムのアップグレードを推進します：

処理速度を加速するためのシャーディング：イーサリアムBeam Chainはシャーディング技術を使用してデータをより小さな部分（シャード）に分割し、同時に複数の取引を処理します。これにより、取引のボトルネックが減少し、取引時間が短縮されます。

量子計算に対するセキュリティ：イーサリアムは時代を先取りした暗号技術を利用し、将来のスーパー量子コンピュータでさえネットワークのセキュリティを破壊できないようにします。

イーサリアムのロードマップとの統合：Beam Chainは独立したネットワークではなく、イーサリアムの今後5年間の拡張とセキュリティ向上のためのロードマップの統合段階です。

5. 重要な意義

イーサリアムが増加する分散型アプリケーションを処理する能力にとって、Beam Chainは極めて重要です。これはイーサリアムのスケーラビリティを強化し、取引コストを低下させ、全体的なセキュリティを向上させ、ネットワークが時間の経過とともにより多くのユーザーと複雑なアプリケーションをサポートできるようにします。

SNARKに基づく証明のもう一つの大きな利点は、標準的なハードウェアを備えた一般のステーキング者が上記のパフォーマンスの利点を実現できることです。ステーキングのハードルが32 ETHから1 ETHに減少した後、ネットワークのパフォーマンスが向上するにつれて、イーサリアムのステーキング者の分散化も改善されます。

特にハードルの引き下げは、EbunkerのeNodeのような関連するハードウェアデバイスと組み合わせることで、家庭用レベルの検証者デバイスが千家万戸に広がることを可能にします。イーサリアムは依然として世界中で最も多くのノードを持ち、最も分散化されたパブリックチェーンです。

Beam Chainのビジョンはイーサリアムを即座に変化させるものではなく、長期的なロードマップを明確に変えるものではありませんが、その採用はロードマップの開発の優先順位を変え、特定のコンポーネントの発展を加速させます（例えば、現在のロードマップではいくつかの重要なアップグレードが2029年に設定されていますが、Beam Chainは重要なアップグレードの到来を加速させる可能性があります）。

もしBeam Chainが十分なコミュニティの支持を得られれば、開発者は来年に仕様を策定し、その後2026年に開発チームが生産レベルのコードを作成し、2027年にテストを行い、最終的にイーサリアムメインネットに安全にデプロイすることができます。Beam Chainの実施はまだ遠いように見えますが、分散型開発のオープンソースソフトウェアにとって、これらの安全な冗長性は非常に必要です。

要するに、Beam ChainはZK化のルートを通じて、過去の「技術的負債」を一挙に解決し、これらの改善はイーサリアムの「世界級の分散化」を保持しながら、L1機能を大幅に改善することが期待されています。

同時に、新しいアイデアとして導入される量子耐性などの長期的な解決策は、イーサリアムのコンセンサス層を「メンテナンスモード」に置き、イーサリアムが今後数十年にわたって安全で効率的かつ適応性を保ち、未来の革新を実現するために破壊的な再設計を必要としないことを保証します。

イーサリアムは依然として長期的な計画を着実に進めており、これはブロックチェーンと業界全体にとって非常に刺激的な更新であり、現在の活況な市場の中でもイーサリアムに対する楽観的な基盤を保つことができます。