Від Beam Chain до Lean Ethereum: детальний аналіз впливу стратегії Lean на екосистему Ethereum

Автор: Zhixiong Pan

Оригінальна назва: Наступне десятиліття Ethereum: від Beam Chain до повного оновлення Lean Ethereum

Ethereum Foundation на своєму десятиріччі (тобто наприкінці липня 2025 року) офіційно представила нову технічну дорожню карту під назвою «Lean Ethereum». Основна мета цієї дорожньої карти — створити більш компактний, безпечний та ефективний базовий рівень Ethereum, забезпечивши надійну технічну основу для розвитку Ethereum на наступне десятиліття і навіть довше.

Що таке Lean Ethereum?

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

Ядро дорожньої карти 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 представлений публічно під час Devcon 2024 року (деякі навіть вважали це Eth 3.0), пізніше офіційно перейменований у «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, значно зменшуючи поріг участі у консенсусі.

• Постквантова безпека: впровадження підписів на основі хешів 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 завдяки новим P2P-протоколам (наприклад, Gossipsub v2.0).

• Технологія агрегованих доказів: використання агрегованих підписів на основі хешів для зменшення мережевого навантаження та підвищення ефективності верифікації.

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

2. PQ (постквантова криптографія) робоча група

PQ робоча група зосереджена на оновленні криптографії, з метою забезпечити безпеку та надійність Ethereum в епоху квантових комп’ютерів. Основні напрямки досліджень PQ-групи:

• Алгоритми підпису на основі хешів: заміна поточних алгоритмів підпису на еліптичних кривих на схеми підпису, стійкі до квантових атак.

• Оптимізація зобов’язань щодо даних: перехід від поточних KZG-поліноміальних зобов’язань до хеш-зобов’язань для підвищення безпеки даних у ланцюгу.

• Докази з нульовим розголошенням (ZKP): розробка ефективних SNARK/STARK-схем, сумісних з хеш-алгоритмами, для перевірки стану.

• Формальна верифікація: сувора формальна перевірка нових криптографічних схем для забезпечення коректності реалізації та дизайну протоколу.

Ключові 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, Lean Ethereum має ще дві важливі, хоча й 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:

• PeerDAS v1 та v2: впровадження розподіленого вибіркового доступу до даних, значне підвищення пропускної здатності.

• Механізм BPO (Blob Parameter Only): автоматичне налаштування параметрів зберігання даних, поступове збільшення місткості даних у ланцюгу.

• FullDAS та шардінг mempool: подальша оптимізація ефективності поширення та зберігання даних.

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

Lean Execution (також відомий як EVM 2.0)

Lean Execution спрямований на повну реконструкцію віртуальної машини Ethereum (EVM), з метою створення компактного, ефективного та дружнього до доказів з нульовим розголошенням нового середовища виконання. Основні напрямки досліджень:

• zkVM на основі архітектури RISC-V: спрощення набору інструкцій, зменшення витрат на створення доказів.

• Реальний час доказів з нульовим розголошенням: підвищення швидкості генерації доказів, що дозволяє здійснювати перевірку в реальному часі.

• Сумісність та шляхи міграції: поступове впровадження нового zkVM, паралельна робота з поточним EVM, з подальшим повним переходом.

• Підтримка апаратного прискорення: дослідження прискорення доказів з нульовим розголошенням на основі спеціалізованих ASIC або FPGA.

Поточний прогрес Lean Data та Lean Execution синхронізується через офіційний блог Ethereum Foundation, оновлення протоколу та спільноту розробників Ethereum (Ethereum Magicians).

Довгострокове значення Lean Ethereum

Lean Ethereum — це масштабна стратегія Ethereum Foundation щодо розвитку на наступне десятиліття. Lean Consensus як основний стовп забезпечує безпеку та масштабованість ланцюга завдяки ефективнішому дизайну протоколу; PQ-група створює захист від загроз квантових обчислень; Lean Data та Lean Execution забезпечують підвищення пропускної здатності даних у ланцюгу та продуктивності виконання смарт-контрактів відповідно.

Ця компактна, ефективна та безпечна нова архітектура має на меті зробити основну мережу Ethereum глобальною інфраструктурою довіри, здатною функціонувати десятки, а то й сотні років, підтримуючи майбутню величезну екосистему децентралізованих додатків.

Як долучитися?

Ethereum Foundation через офіційний сайт Lean Ethereum, репозиторій GitHub, відкриті Lean Calls та спільноту Ethereum Magicians широко запрошує членів спільноти, дослідників та розробників до спільної участі.