¿Beam Chain traerá cinco grandes cambios a Ethereum?

Beam Chain no es una nueva blockchain en el sentido literal, sino que es una nueva infraestructura construida dentro de la red principal de Ethereum, que aumentará significativamente la velocidad, seguridad y eficiencia de las transacciones en la red principal L1.

Escrito por: Ebunker

Como es bien sabido, Ethereum nació bajo el mecanismo de Prueba de Trabajo (PoW) y en 2021 logró migrar exitosamente a Prueba de Participación (PoS). Sobre esto, Justin Drake, investigador principal de la Ethereum Foundation, considera que: aunque la Beacon Chain fue muy efectiva al introducir PoS, en los últimos cinco años ha acumulado cierta “deuda técnica”, ya que su diseño no aprovechó tecnologías de vanguardia en sistemas descentralizados (como las pruebas de conocimiento cero). Por lo tanto, la capa de consenso de Ethereum necesita urgentemente una gran actualización.

En una reciente charla en el Devcon de Bangkok, el investigador de Ethereum Justin Drake anunció una propuesta para reformar completamente la capa de consenso de Ethereum, llamada “Beam Chain”.

Esto forma parte de la hoja de ruta a largo plazo de Ethereum, permitiendo que Ethereum aproveche los avances de vanguardia actuales en criptografía ZK, con el objetivo de mejorar significativamente la escalabilidad y el rendimiento de la red sin necesidad de lanzar una nueva red. Sin duda, es una de las actualizaciones más importantes para Ethereum en los próximos 3 a 5 años.

Beam Chain no es una nueva blockchain en el sentido literal, sino que es una nueva infraestructura construida dentro de la red principal de Ethereum, que aumentará significativamente la velocidad, seguridad y eficiencia de las transacciones en la red principal L1. Algunos interpretan Beam Chain como Ethereum 3.0, pero esto es un malentendido, ya que Beam Chain solo resuelve problemas de la capa de consenso y no cambiará la capa de datos (como los canales blob) ni la capa de ejecución (como la Ethereum Virtual Machine, EVM).

Las cinco principales transformaciones de Beam Chain son:

1. Confirmación de bloques más rápida: habilita intervalos de 4 segundos y finalidad en un solo slot

2. Sin sacrificar la descentralización: mantiene o mejora las garantías actuales de descentralización

3. Reducción del umbral de staking: reduce el staking de ETH de 32 ETH a solo 1 ETH

4. Protección de usuarios comunes: elimina el MEV basado en reorganización de bloques

5. Orientado al futuro: dota a la red de Ethereum de resistencia cuántica

Enfoque y principios de la actualización de Beam Chain

1. Aumento de la producción de bloques

Mayor capacidad de procesamiento: Beam Chain aumentará la producción de bloques a 3 veces la actual, mejorando la capacidad de transacción de Ethereum.

Resistencia a la censura: la introducción de FOCIL (Fork Choice Enforced Inclusion List) refuerza la resistencia a la censura, asegurando que las transacciones no sean fácilmente excluidas por actores maliciosos.

Subasta de ejecución y aislamiento de validadores: los validadores utilizarán subastas de ejecución para aislarse, lo que garantiza un mejor rendimiento y descentralización, y permite que más usuarios estén protegidos contra el MEV.

Finalidad más rápida: Ethereum contará con finalidad en un solo slot y bloques de 4 segundos, lo que permitirá confirmar transacciones más rápido y mejorar la eficiencia de la red.

Curiosamente, los exchanges ya no tendrán que esperar confirmaciones de 1/32, 2/32, 3/32… porque en el futuro bastará con un solo bloque para la confirmación.

2. Mejora del staking

Mejora del modelo de emisión: cambios en el modelo de recompensas para los validadores, permitiendo mayores retornos por staking.

Reducción de requisitos de staking: los validadores independientes solo necesitarán hacer staking de 1 ETH, mucho menos que el umbral actual de 32 ETH, facilitando y popularizando el staking independiente.

Consideramos que, para que Ethereum pueda aumentar la velocidad, permitir la participación de más nodos en el consenso y no cambiar demasiado los requisitos de hardware, superando el trilema del staking, esto realmente se debe a la tecnología ZK, que está muy por delante de la industria.

3. Mejora de la seguridad

Criptografía post-cuántica: Ethereum implementará criptografía resistente a la computación cuántica para proteger la red de amenazas futuras, dando el primer paso hacia la resistencia cuántica en blockchains mainstream.

Integración de zkSNARK y zkVM: las pruebas de conocimiento cero (ZKP) se integrarán en Ethereum mediante zkSNARK y zkVM, mejorando aún más la privacidad, escalabilidad y seguridad.

SNARKificación de la blockchain: Ethereum utilizará RISC-V para SNARKificar la blockchain, lo que aumentará la eficiencia y escalabilidad en la generación de pruebas. SNARK es una forma compacta de prueba de conocimiento cero que permite a una parte demostrar que posee información sin revelarla ni requerir interacción entre el probador y el verificador.

En resumen, podemos decir: hacer que toda la red de Ethereum sea ZK.

Mejora de la aleatoriedad: Ethereum también introducirá una fuerte aleatoriedad para garantizar la equidad en procesos clave de la red, como la selección de validadores.

Reducción del riesgo de MEV: una mejor resistencia a la censura puede minimizar la proliferación de bots como los ataques sándwich.

4. Principio de funcionamiento

Desde que se definió el diseño de la actual capa de consenso de Ethereum (Beacon Chain), los criptógrafos han logrado grandes avances en SNARK. Al SNARKificar la función de transición de estado de Ethereum (es decir, los mensajes de cambio de estado integrados que los validadores utilizan para mantener una visión correcta de la blockchain), se pueden lograr intervalos de 4 segundos y finalidad en un solo slot.

Por un lado, la reducción en el tiempo de producción y finalidad de bloques puede disminuir la latencia y mejorar la experiencia de transacción en Ethereum L1;

Por otro lado, también puede eliminar el valor potencial extraído de las transacciones mediante estrategias de reorganización remota de bloques y reducir la deuda técnica de la capa de consenso.

Además, la SNARKificación dotará a la red de Ethereum de resistencia cuántica, una función imprescindible para las blockchains del futuro.

Beam Chain impulsará la actualización de Ethereum en los siguientes aspectos:

Sharding para acelerar el procesamiento: Ethereum Beam Chain utilizará la tecnología de sharding, dividiendo los datos en partes más pequeñas (shards) para procesar múltiples transacciones simultáneamente. Esto reducirá los cuellos de botella y acelerará los tiempos de transacción.

Seguridad resistente a la computación cuántica: Ethereum empleará tecnología criptográfica avanzada para garantizar que incluso las futuras supercomputadoras cuánticas no puedan comprometer la seguridad de la red.

Integración con la hoja de ruta de Ethereum: Beam Chain no es una red independiente, sino una fase integrada en la hoja de ruta de Ethereum para los próximos 5 años, enfocada en la expansión y mejora de la seguridad.

5. Importancia

Para la capacidad de Ethereum de manejar el creciente número de aplicaciones descentralizadas, Beam Chain es fundamental: puede mejorar la escalabilidad, reducir los costos de transacción y aumentar la seguridad general, permitiendo que la red soporte más usuarios y aplicaciones complejas con el tiempo.

Otra gran ventaja de las pruebas basadas en SNARK es que permiten que los stakers comunes, con hardware estándar, logren estos beneficios de rendimiento. Cuando el umbral de staking baje de 32 ETH a 1 ETH, y con la mejora del rendimiento de la red, la descentralización del grupo de stakers de Ethereum también mejorará.

Especialmente con la reducción del umbral, si se combina con algunos dispositivos de hardware relacionados, como el eNode de Ebunker, los dispositivos de validación a nivel doméstico podrán llegar a miles de hogares, manteniendo a Ethereum como la blockchain pública más descentralizada y con más nodos en el mundo.

Aunque la visión de Beam Chain no transformará Ethereum de inmediato ni cambiará visiblemente su hoja de ruta a largo plazo, su adopción alterará el orden de prioridades en el desarrollo, acelerando el avance de ciertos componentes (por ejemplo, la hoja de ruta actual sitúa algunas actualizaciones importantes para 2029, pero Beam Chain podría adelantar su llegada).

Si Beam Chain recibe suficiente apoyo de la comunidad, los desarrolladores podrían comenzar a definir las especificaciones el próximo año, luego escribir código de producción en 2026, probarlo en 2027 y finalmente desplegarlo de forma segura en la red principal de Ethereum. Aunque la implementación de Beam Chain aún parece lejana, para un software open source desarrollado de forma descentralizada, estos márgenes de seguridad son sumamente necesarios.

En resumen, Beam Chain, a través de la ruta ZK, resuelve de una vez la “deuda técnica” acumulada, y estas mejoras prometen mejorar significativamente las capacidades L1 de Ethereum, manteniendo su “descentralización de clase mundial”.

Al mismo tiempo, las soluciones a largo plazo como la resistencia cuántica introducidas por este nuevo enfoque ponen la capa de consenso de Ethereum en “modo de mantenimiento”, asegurando que Ethereum siga siendo seguro, eficiente y adaptable durante las próximas décadas, permitiendo innovaciones futuras sin rediseños disruptivos.

Ethereum sigue trabajando incansablemente en su planificación a largo plazo, lo que es una noticia alentadora tanto para la industria blockchain como para todo el sector, y nos permite mantener un optimismo fundamental sobre Ethereum incluso en el actual mercado en auge.