Наступне десятиліття Ethereum: повне оновлення від Beam Chain до Lean Ethereum

Глибокий аналіз впливу Lean Roadmap на екосистему Ethereum.

Автор: ZHIXIONG PAN

Фонд Ethereum до свого десятиріччя (тобто наприкінці липня 2025 року) офіційно представив абсолютно нову технічну дорожню карту під назвою «Lean Ethereum». Основна мета цієї дорожньої карти — створити більш спрощений, безпечний та ефективний базовий рівень Ethereum, щоб забезпечити надійну технічну основу для розвитку Ethereum на наступне десятиліття і навіть довше.

Що таке Lean Ethereum?

Lean Ethereum був запропонований основним дослідником Ethereum Foundation Justin Drake. Його основна ідея полягає у значному спрощенні дизайну протоколу, впровадженні криптографічних технологій, стійких до квантових обчислень, досягненні надзвичайної продуктивності мережі Ethereum (мільйони транзакцій на секунду) та забезпеченні квантово-стійкої безпеки.

Серцевина Lean Ethereum втілюється у двох ключових робочих групах.

1. Lean Consensus (раніше Beam Chain)

Lean Consensus є ядром і основою Lean Ethereum. Спочатку мав назву «Beam Chain» і був публічно представлений під час Devcon 2024 року (деякі навіть вважали його Eth 3.0), пізніше офіційно перейменований на «Lean Consensus». Ця робоча група зосереджена на новому дизайні консенсусного рівня Ethereum (Beacon Chain).

Основні цілі Lean Consensus включають:

• Надшвидке підтвердження: скорочення часу створення блоку до приблизно 4 секунд, досягнення фінальної підтвердженості за ~12 секунд.
• Підвищення децентралізації: зниження мінімальної суми стейкінгу для валідаторів з 32 ETH до 1 ETH, значне зменшення порогу участі у консенсусі.
• Постквантова безпека: впровадження підписів на основі гешу для захисту консенсусного рівня від майбутніх загроз квантових обчислень.
• Легка верифікація на ланцюгу: використання технології SNARK для ефективної перевірки стану ланцюга, що дозволяє будь-якому вузлу легко перевіряти цілісність блокчейну.
• Оптимізація мережі: підвищення ефективності мережевої комунікації за допомогою нових P2P-протоколів (наприклад, Gossipsub v2.0).
• Технологія агрегованих доказів: використання агрегованих підписів на основі гешу для зменшення навантаження на мережу та підвищення ефективності верифікації.

Lean Consensus наразі є флагманським проєктом Lean Ethereum, має спеціальні відкриті зустрічі (Lean Calls), які проводяться кожні кілька тижнів для глибокого технічного оновлення та обговорення. Основні члени команди: Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran та інші.

2. PQ (Постквантова криптографія) робоча група

Робоча група PQ зосереджена на оновленні криптографії, щоб забезпечити безпеку та надійність Ethereum у майбутню епоху квантових комп’ютерів. Основні напрями досліджень PQ:

• Алгоритми підпису на основі гешу: заміна поточних алгоритмів підпису на еліптичних кривих на схеми підпису, стійкі до квантових атак.
• Оптимізація комітментів даних: перехід від поточних KZG поліноміальних комітментів до геш-комітментів для підвищення безпеки даних у ланцюгу.
• Докази з нульовим розголошенням (ZKP): розробка ефективних SNARK/STARK схем для геш-алгоритмів, що використовуються для перевірки стану.
• Формальна верифікація: сувора формальна перевірка нових криптографічних схем для забезпечення правильності реалізації та дизайну протоколу.

Основні члени PQ-групи: Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis та інші. Робота ведеться спільно внутрішніми дослідниками Ethereum Foundation та зовнішніми академічними експертами.

3. Lean Data та Lean Execution

Окрім двох основних робочих груп, у Lean Ethereum є ще дві важливі, але не незалежні команди: Lean Data та Lean Execution.

Lean Data

Lean Data зосереджена на підвищенні продуктивності шару доступності даних, наприклад, шляхом значного збільшення пропускної здатності даних у ланцюгу Ethereum за допомогою таких рішень:

• PeerDAS v1 та v2: впровадження розподіленого семплінгу доступності даних для значного підвищення пропускної здатності.
• Механізм BPO (Blob Parameter Only): автоматичне налаштування параметрів зберігання даних для поступового збільшення місткості ланцюга.
• FullDAS та шардінг mempool: подальша оптимізація розповсюдження та зберігання даних.

Кінцева мета Lean Data — досягти рівня передачі даних Teragas для підтримки майбутніх масштабних потреб додатків Layer2.

Lean Execution (також відомий як EVM 2.0)

Lean Execution спрямований на повну реконструкцію Ethereum Virtual Machine (EVM) з метою створення спрощеного, ефективного та дружнього до доказів з нульовим розголошенням нового середовища виконання. Основні напрями досліджень:

• zkVM на основі архітектури RISC-V: спрощений набір інструкцій, зменшення витрат на доказ.
• Реальний час доказів з нульовим розголошенням: підвищення швидкості генерації доказів для забезпечення можливості верифікації у реальному часі.
• Сумісність та шлях міграції: поступове впровадження нового zkVM, паралельна робота з поточним EVM, остаточний повний перехід.
• Підтримка апаратного прискорення: дослідження прискорення доказів з нульовим розголошенням на основі спеціалізованих ASIC або FPGA.

Останні досягнення Lean Data та Lean Execution синхронізуються через офіційний блог Ethereum Foundation, оновлення протоколу та спільноту розробників Ethereum (Ethereum Magicians).

Довгострокове значення Lean Ethereum

Lean Ethereum — це стратегічний план Ethereum Foundation щодо розвитку на наступне десятиліття. Lean Consensus як основна опора забезпечує безпеку та масштабованість ланцюга завдяки більш ефективному дизайну протоколу; PQ-група створює захист від загроз квантових обчислень; Lean Data та Lean Execution відповідають за підвищення пропускної здатності даних у ланцюгу та продуктивності виконання смарт-контрактів відповідно.

Ця нова спрощена, ефективна та безпечна архітектура покликана зробити основну мережу Ethereum глобальною інфраструктурою довіри, здатною існувати десятки, а то й сотні років, та підтримувати майбутню масштабну екосистему децентралізованих додатків.