Следующее десятилетие Ethereum: от Beam Chain до комплексного обновления Lean Ethereum

Глубокий анализ влияния Lean Roadmap на экосистему Ethereum.

Автор: ZHIXIONG PAN

К десятилетию Ethereum Foundation (то есть к концу июля 2025 года) официально представила новую техническую концепцию 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 и более лет.

Что такое Lean Ethereum?

Lean Ethereum был предложен ведущим исследователем Ethereum Foundation Джастином Дрейком. Основная идея заключается в радикальном упрощении протокольного дизайна, внедрении криптографических технологий, устойчивых к квантовым вычислениям, для достижения максимальной 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 (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 до примерно 4 секунд, достижение финальности примерно за 12 секунд.
• Улучшение 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 SNARK-технологий 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 агрегированных доказательств: использование агрегированных хэш-подписей для снижения сетевой нагрузки и повышения эффективности верификации.

Lean Consensus в настоящее время является флагманским проектом Lean Ethereum, имеет отдельные открытые встречи (Lean Calls), которые проходят каждые несколько недель для глубокого технического обновления и обмена опытом. Ключевые члены команды: Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran и другие.

2. Проектная группа PQ (постквантовая криптография)

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

• Алгоритмы хэш-подписей: замена существующих алгоритмов подписи на эллиптических кривых на схемы хэш-подписей, устойчивые к квантовым атакам.
• Оптимизация коммитментов данных: переход от существующих KZG полиномиальных коммитментов к хэш-коммитментам для повышения безопасности данных в цепи.
• Доказательства с нулевым разглашением (ZKP): разработка эффективных SNARK/STARK-схем, подходящих для хэш-алгоритмов, для проверки состояния.
• Формальная верификация: строгая формальная проверка новых криптографических схем для обеспечения корректности реализации и дизайна протокола.

Ключевые члены PQ-группы: 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 независимые 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 сети Ethereum:

• PeerDAS v1 и v2: внедрение распределенного сэмплирования доступности данных для значительного увеличения пропускной способности.
• Механизм BPO (Blob Parameter Only): автоматическая настройка параметров хранения данных для постепенного увеличения емкости данных в сети.
• FullDAS и шардирование mempool: дальнейшая оптимизация эффективности передачи и хранения данных.

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

Lean Execution (также известна как EVM 2.0)

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

• zkVM на архитектуре RISC-V: упрощенный набор инструкций, снижение издержек на доказательства.
• Реальное доказательство с нулевым разглашением: повышение скорости генерации доказательств для возможности их проверки в реальном времени.
• Совместимость и пути миграции: постепенное внедрение нового zkVM, параллельная работа с существующим EVM, с последующим полным переходом.
• Аппаратное ускорение: исследование ускорения доказательств с нулевым разглашением на 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 на следующие десять лет. Lean Consensus как основной столп обеспечивает безопасность и масштабируемость сети за счет более эффективного протокольного дизайна; 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 основную сеть Ethereum в глобальную инфраструктуру доверия, способную прослужить десятки, а то и сотни лет, и поддерживать масштабную экосистему децентрализованных приложений будущего.