以太坊 3.0 Beam Chain 究竟是什么，要解决什么问题

作者| 潘致雄 & Haotian

Beam Chain（光束链）提议对以太坊的共识层进行重新设计，融合最新的研究成果，旨在安全且快速地从当前的信标链过渡到更接近以太坊最终设计的光束链。

重要信息包括：

1. 重新设计的范围：光束链专注于共识层，不涉及数据层（如 blobs）和执行层（EVM），因为后两者直接被应用程序使用，需要保持前向兼容性。这为在共识层进行重大改进提供了机会。

2. 提出重新设计的原因：

• 信标链的老化：信标链的规范在五年前被冻结，期间技术和理解都有了巨大进步。

• 对 MEV 的更深入理解：过去五年，我们对最大可提取价值（MEV）的理解加深，并开发了减轻其负面影响的机制。

• SNARK 和 ZKVM 的技术突破：零知识证明技术取得了重大进展，性能提升了数量级，ZKVM 的出现使得非加密专家也能利用这些技术。

• 清理技术债务的机会：信标链存在技术债务，重新设计是清理这些债务的机会。

3. 融合共识层路线图中的最新成果：光束链计划实现共识层路线图中的九个主要项目，分为三个类别：

• 区块生产：改进 MEV 处理，增强抗审查性，引入包含列表，实现验证者-提议者分离，缩短槽时间。

• 质押：修正发行曲线，将验证者的最低质押量从 32 ETH 降低到 1 ETH，实现单槽最终性。

• 加密学：实时对共识层进行 SNARK 化，使用后量子安全的加密方案。

4. 批量升级的优势：通过一次性实施多个重大升级，可以在技术和治理上受益。这被称为“加速化石化”，旨在使以太坊尽快进入维护模式，减少长期的不确定性。

5. 技术实现：

• 使用 ZKVM 和 SNARK 技术：对共识层进行零知识证明，使之更加安全和高效。

• 引入基于哈希的后量子可聚合签名：提高安全性和灵活性，允许签名的无限递归聚合。

• 复用现有的基础设施和团队：利用现有的网络库（如 libp2p）、序列化库（SSZ）、规范（PySpec）和客户端团队，加速开发进程。

挑战包括：

1. 技术复杂性：实现实时 SNARK 化和后量子加密需要克服重大的技术障碍，包括更改哈希函数、签名方案和状态序列化方式。

2. 风险管理：一次性实施多项重大更改增加了系统性风险，需要特别谨慎的测试和验证，以确保网络的安全性和稳定性。

3. 社区共识和协调：需要获得广泛的社区支持和共识，并协调多个客户端团队的协作。这包括新团队的加入和对新技术的培训。

4. 时间表的延迟风险：复杂的升级可能导致时间表延迟，需要灵活性和应急计划。

5. 标准化和兼容性：由于 ZKVM 的多样性，需要确保不同实现之间的兼容性，避免碎片化，并且不需要在共识层选择特定的 ZKVM，这减少了复杂性。

6. 安全性和稳定性：在引入新技术的同时，必须防止新漏洞的产生，确保以太坊网络的长期安全性和可持续性。

7. 新技术的采用和测试：需要广泛而深入的测试，包括可能长达数年的测试周期，以确保新技术在主网上安全部署。

总的来说，Beam Chain 是一个雄心勃勃的提议，旨在通过一次大规模升级，使以太坊的共识层在性能、安全性和可持续性方面取得重大进展。但这也伴随着技术和治理上的挑战，需要整个社区的共同努力和深入的测试验证。

这两天密集在 Devcon 串场跑会，看到很多传以太坊要升级 3.0 — BeamChain，layer2 要完的消息。本就处境被动的 Layer2 又无辜遭背刺，诱发了一次暴跌。事实上，反倒是一次大利好！快速说说我的观点，以正视听：

1）不要提到新链就代入要大规模 Fork，要发新币的认知逻辑内，正如 Justin Drake 说的，BeamChain 只是对 BeaconChain（信标链）的升级，目前还只是一个提案，距离正式上线还很久，而且完全遵循以太坊的 Roadmap 路线规划。

以太坊本就分 BeaconChain 信标链 + EVM 执行链，二者一体共同构成了我们认知中的以太坊链，而信标链担当的是共识层的角色，EVM 则担当执行层，不要认为名字叫链，就是要发一个全新的东西。BeamChain 只是对 Beacon Chain 的过渡型升级，根本不影响以太坊链的执行。

哪来的以太坊 3.0？

2）说说 Beacon Chain 为什么要升级的逻辑：

以太坊 EVM 执行层的 Proposer 区块提议者和 Realy 中继节点和 Validators，分别是 “项目经理”、“工人”、“质检员” 的角色，用户把交易提交到 Mempool 之后，区块构建者 Builder 会从交易池选交易并打包，过程会处理一些交易排序的职能，再把构建的区块 Realy 分发出去，Proposer 会选出最优区块，最终由 Validators 进行验收验证。

这个过程中 Buider 排序交易和 realy 分发交易的过程中存在中心化过高的成分，像 Flashbot 这样的大型构建者可以决策一些区块顺序进而 MEV，这显然不符合以太坊的大战略。

因此 Justin 提出一个构想，在 Builder 的构建区块里加入一个 inclusion list，相当于一个必须包含的交易清单，如果 builder 和 relay 等环节中出现 “中心化干涉”，或导致提议节点既要监督区块构建，又要后续参与后续共识，提议者 — 构建者分离（PBS），Validators 发现有些关键交易不在交易列表中，可以直接验证区块不合格。看出来了吧，inclusion list 是为了提升以太坊区块生成过程中的去中心化属性，以增强抗审查能力。

问题来了，inclusion list 由谁放到整个执行验证过程中呢？只能依托 BeaconChain 共识层添加，然而 BeaconChain 不支持该功能，因此升级成 BeamChain 来改进。以后，信标链就可以公示所有的必须包含的交易，如果执行层出现问题，验证节点就不给通过。

此外，Pectal 升级等也增加了 改变质押门槛的问题 32 ETH — 1 ETH，这回涉及 BeaconChain 经济模型和管理逻辑改变的问题，也需要来一次大版本升级。

况且随着，以太坊在后续在 Verge 等阶段全面 Snarks 化后，信标链和 EVM 执行链的验证过程也会有 SNARKs 优化，也需要在共识层支持 SNARKs；而且，抗量子密码攻击一直是以太坊其中一个战略目标，BeaconChain 的升级会更改一些签名验证机制等让以太坊更安全。

所以 BeamChain 的出现完全为了迎合以太坊路线图的计划作出的一系列相应必备的准备工作。

3）为什么说对 layer2 不是利空，而是大利好！

首先，以太坊早就确定了 Rollup-Centric 的大战略扩展思想，BeamChain 的升级不可能动摇此战略根本，否则即使 justin 有这个意思，该提案也不可能获得整个以太坊社区的通过。

其次，称 BeamChain 新信标链会帮以太坊实现主网层面扩展，关键点就是 SNARKs 化，SNARKs 之后，以太坊整体框架从存储计算验证全部数据变成只验证 Proof 证明，自然实现了一次大扩展，但这个扩展是底层数据结构逻辑 ZK 化后的结果，和 layer2 的扩展不是一个纬度的事，一个负责运营成本减负，一个负责流量和用户应用场景代入。所以不要以为主网可扩展了就是要削弱 layer2 了。

再者，我前几天发文解读了 @VitalikButerin 在以太坊全面 SNARKs 化，EVM 变成 altVM 之一存在于主网的设想，到时候其他 layer2 的 altVM 做得出众的，会被提到主网级别和 EVM 并行进行执行全以太坊生态的交易。

到时候 BeamChain 的作用也会被放大大，升级很有必要。且顺着这个逻辑，满足以太坊扩容需要的优秀 VM 方案，都会被提到主网层面吸纳执行交易，以太坊 layer2 之间的可交互操作性也得到丝滑解决，完全符合 layer2 的发展大战略。

现在市场上无特点，且通用的的 layer2 那么多，以太坊若真接纳模块化的思路，采用 alt-VM 的新战略，可相知而会有不少 layer2 会得到以太坊的直接 “上升通道”，也能促进 layer2 的洗牌和优化，不应该是一种直接利好吗？

最后，大家应该为 ZK 大爆发时代的到来多一些期待，真不要这样毫无判断逻辑的 FUD 和造谣。

海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP