От Beam Chain к Lean Ethereum: подробный анализ влияния Lean Roadmap на экосистему Ethereum

Автор: Zhixiong Pan

Оригинальное название: Следующее десятилетие Ethereum: от Beam Chain до полной модернизации Lean Ethereum

Ethereum Foundation к своему десятилетию (то есть к концу июля 2025 года) официально представил новую технологическую дорожную карту под названием «Lean Ethereum». Основная цель этой концепции — создать более компактный, безопасный и эффективный базовый слой Ethereum, обеспечив прочную технологическую основу для развития Ethereum на следующие десять лет и более.

Что такое Lean Ethereum?

Lean Ethereum был предложен ведущим исследователем Ethereum Foundation Justin Drake. Основная идея заключается в значительном упрощении протокольного дизайна, внедрении криптографических технологий, устойчивых к квантовым вычислениям, для достижения экстремальной производительности сети Ethereum (миллионы транзакций в секунду) и квантовой безопасности.

В основе Lean Ethereum лежат две ключевые проектные группы.

1. Lean Consensus (ранее Beam Chain)

Lean Consensus — это ядро и основа Lean Ethereum. Изначально проект назывался «Beam Chain» и был публично представлен на Devcon 2024 года (даже рассматривался как Eth 3.0), позже официально переименован в «Lean Consensus». Эта проектная группа сосредоточена на новом дизайне консенсусного слоя Ethereum (Beacon Chain).

Основные цели Lean Consensus включают:

• Молниеносное подтверждение: сокращение времени создания блока примерно до 4 секунд и достижение финальности примерно за 12 секунд.

• Увеличение децентрализации: снижение минимального депозита валидатора с 32 ETH до 1 ETH, что значительно снижает порог участия в консенсусе.

• Постквантовая безопасность: внедрение основанных на хэшах технологий подписи для защиты консенсусного слоя от угроз квантовых вычислений в будущем.

• Легкая верификация на цепочке: использование технологии SNARK для эффективной проверки состояния цепи, позволяя любому узлу легко проверять целостность блокчейна.

• Оптимизация сети: повышение эффективности сетевых коммуникаций с помощью новых P2P-протоколов (например, Gossipsub v2.0).

• Технология агрегирования доказательств: использование агрегированных хэш-подписей для снижения сетевой нагрузки и повышения эффективности верификации.

Lean Consensus в настоящее время является флагманским проектом Lean Ethereum, для него проводятся открытые встречи (Lean Calls), на которых каждые несколько недель проходят глубокие технические обновления и обсуждения. Ключевые члены команды — Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran и другие.

2. Группа PQ (постквантовая криптография)

Группа PQ сосредоточена на обновлении криптографии с целью обеспечить безопасность и надежность Ethereum в эпоху квантовых компьютеров. Основные направления исследований группы PQ:

• Алгоритмы хэш-подписи: замена существующих алгоритмов эллиптических кривых на устойчивые к квантовым атакам схемы хэш-подписи.

• Оптимизация коммитментов данных: переход от существующих KZG-полиномиальных коммитментов к хэш-коммитментам для повышения безопасности данных в цепи.

• Zero-Knowledge Proofs (ZKP): разработка эффективных SNARK/STARK-схем для хэш-алгоритмов, используемых для проверки состояния.

• Формальная верификация: строгая формальная проверка новых криптографических схем для обеспечения корректности реализации и протокольного дизайна.

Ключевые члены группы PQ — Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis и другие, работа ведется совместно внутренними исследователями Ethereum Foundation и внешними академическими экспертами.

3. Lean Data и Lean Execution

Помимо двух вышеуказанных ключевых проектных групп, в Lean Ethereum есть еще две важные, но не полностью самостоятельные команды: Lean Data и Lean Execution.

Lean Data

Lean Data сосредоточена на повышении производительности слоя доступности данных, например, за счет следующих методов значительно увеличивается пропускная способность данных в цепи Ethereum:

• PeerDAS v1 и v2: реализация распределенного сэмплирования доступности данных для значительного увеличения пропускной способности.

• Механизм BPO (Blob Parameter Only): автоматическая настройка параметров хранения данных для постепенного увеличения объема данных в цепи.

• FullDAS и шардинг mempool: дальнейшая оптимизация эффективности передачи и хранения данных.

Конечная цель Lean Data — реализовать передачу данных на уровне Teragas для поддержки будущих масштабных потребностей Layer2-приложений.

Lean Execution (также известна как EVM 2.0)

Lean Execution нацелена на полную реконструкцию Ethereum Virtual Machine (EVM) с целью создания компактной, эффективной и дружественной к zero-knowledge доказательствам новой среды исполнения. Основные направления исследований включают:

• zkVM на базе архитектуры RISC-V: упрощенный набор инструкций, снижение затрат на генерацию доказательств.

• Реальное zero-knowledge доказательство: повышение скорости генерации доказательств для возможности их проверки в реальном времени.

• Совместимость и путь миграции: постепенное внедрение нового zkVM, параллельная работа с существующим EVM и последующий полный переход.

• Аппаратное ускорение: исследование ускорения zero-knowledge доказательств на базе специализированных ASIC или FPGA.

Текущий прогресс Lean Data и Lean Execution в основном синхронизируется через официальный блог Ethereum Foundation, обновления протокола и сообщество разработчиков Ethereum (Ethereum Magicians).

Долгосрочное значение Lean Ethereum

Lean Ethereum — это стратегический план Ethereum Foundation по развитию на следующее десятилетие. Lean Consensus как основной столп обеспечивает безопасность и масштабируемость цепи благодаря более эффективному протокольному дизайну; проект PQ формирует линию обороны против угроз квантовых вычислений; Lean Data и Lean Execution обеспечивают повышение пропускной способности данных и производительности исполнения смарт-контрактов соответственно.

Эта новая архитектура, отличающаяся компактностью, эффективностью и безопасностью, призвана превратить основной сеть Ethereum в глобальную инфраструктуру доверия, способную прослужить десятки, а то и сотни лет, и поддерживать огромную экосистему децентрализованных приложений будущего.

Как принять участие?

Ethereum Foundation через официальный сайт Lean Ethereum, репозиторий GitHub, открытые Lean Calls и сообщество Ethereum Magicians широко приглашает членов сообщества, исследователей и разработчиков к совместному участию.