Ethereum 3.0: Terobosan Teknologi Proposal Beam Chain dan Prospek Masa Depan

Konferensi Devcon 2024 di Bangkok telah berhasil diselenggarakan, di mana proyek-proyek ekosistem Ethereum merilis kemajuan terbaru mereka, menarik perhatian luas dari dunia Web3 global. Di antara mereka, proposal "Ethereum 3.0" Beam Chain yang diajukan oleh peneliti Ethereum Foundation, Justin Drake, sangat menarik perhatian.

Konsep inti dari proposal Beam Chain adalah memanfaatkan teknologi bukti nol pengetahuan untuk mengoptimalkan beban komputasi dan komunikasi node verifikasi, sehingga mengurangi ambang batas untuk menjadi verifier. Perbaikan ini diharapkan dapat menarik lebih banyak verifier untuk bergabung dengan jaringan, meningkatkan keselamatan dan efisiensi secara keseluruhan. Pada saat yang sama, proposal ini juga bertujuan untuk menyelesaikan utang teknis yang tersisa di Beacon chain, serta mempersiapkan kemungkinan ancaman komputasi kuantum di masa depan.

Usulan ini sejalan dengan peta jalan The Verge yang sebelumnya diajukan oleh Vitalik. Peta jalan The Verge mencakup rencana untuk mengubah lapisan konsensus dan lapisan eksekusi Ethereum menggunakan bukti nol. Vitalik baru-baru ini juga mengakui bahwa modifikasi lapisan konsensus adalah pekerjaan yang menantang dan perlu dioptimalkan terus-menerus di masa mendatang.

Proposal Beam Chain terutama berfokus pada transformasi lapisan konsensus. Secara khusus, hanya perlu melakukan SNARK pada fungsi transisi status, yang merupakan keunggulan dari teknologi bukti nol pengetahuan. Fungsi transisi status lapisan konsensus terutama terdiri dari tiga bagian: setiap slot waktu, setiap blok, dan setiap era, yang melibatkan pelaksanaan algoritma konsensus, usulan blok, verifikasi hasil lapisan eksekusi, dan banyak tahapan lainnya. Perlu dicatat bahwa Ethereum tetap berpegang pada prinsip desentralisasi dan keberagaman dalam proses ini, tidak akan memaksa penggunaan algoritma bukti nol pengetahuan tertentu, tetapi memungkinkan pengusul untuk memilih secara mandiri.

Tantangan utama dalam mewujudkan konsep Beam Chain adalah bagaimana memperpendek waktu pembuktian yang saat ini memerlukan puluhan bahkan ratusan detik menjadi tingkat detik. Justin mengusulkan solusi akselerasi menggunakan chip ASIC dalam seminar bulan September tahun ini, berharap dapat meningkatkan waktu pembuatan bukti lebih dari sepuluh kali lipat dalam beberapa tahun ke depan untuk mencapai pembuktian waktu nyata.

Beberapa tim teknis telah mencapai kemajuan signifikan di bidang ini. Misalnya, ada tim yang menggunakan platform perangkat keras seperti GPU, FPGA, dan ASIC untuk mempercepat berbagai sistem bukti nol pengetahuan, dengan beberapa algoritma inti mencapai rasio percepatan lebih dari seratus kali. Dalam hal penggabungan kecerdasan buatan dan bukti nol pengetahuan, ada juga tim yang berhasil mengurangi waktu generasi token pertama dari model bahasa besar dari 4 jam menjadi sekitar 18 menit.

Menghadapi potensi ancaman komputasi kuantum, industri juga aktif menjelajahi solusi. Beberapa tim telah mengembangkan pustaka kriptografi yang mendukung beberapa algoritma pasca-kuantum standar NIST berbasis OpenSSL, dan melalui optimisasi proses konsensus serta pembacaan memori, kinerja blockchain tahan kuantum dapat mencapai sekitar 50% dari rantai asli.

Terobosan teknologi ini telah diterapkan dalam beberapa produk komersial. Misalnya, solusi akselerasi terpadu perangkat keras dan perangkat lunak yang diluncurkan oleh suatu tim telah mengoptimalkan algoritma yang umum digunakan dalam pembuktian tanpa pengetahuan, secara signifikan meningkatkan efisiensi perhitungan.

Selama ini, komunitas Ethereum terutama fokus pada optimasi lapisan eksekusi, seperti meningkatkan batas gas blok, mengembangkan jaringan lapisan kedua, dan sebagainya. SNARKifikasi lapisan eksekusi telah mencapai hasil yang signifikan melalui solusi jaringan lapisan kedua. Usulan Beam Chain membuka babak baru dalam SNARKifikasi lapisan konsensus, dan diyakini akan memicu lebih banyak pemikiran komunitas mengenai transformasi lapisan konsensus.

Dapat diprediksi, seiring dengan SNARKisasi lapisan konsensus dan lapisan eksekusi, cetak biru SNARKisasi keseluruhan Ethereum akan secara bertahap disempurnakan, membawa peningkatan besar bagi skalabilitas dan desentralisasi. Kemajuan proposal Beam Chain juga berarti bahwa mesin virtual berbasis bukti nol akan memainkan peran yang semakin penting dalam ekosistem Ethereum. Dengan memperkenalkan bukti SNARK dan kriptografi pasca kuantum, dipadukan dengan ambang staking yang lebih rendah dan waktu konfirmasi blok yang lebih cepat, Beam Chain diharapkan dapat memberikan desentralisasi yang lebih kuat dan kinerja yang lebih tinggi bagi Ethereum.