Inovasi Lapisan Konsensus Ethereum: Lima Perubahan yang Dibawa oleh Beam Chain

Ethereum dimulai dari PoW (bukti kerja), dan pada tahun 2021 berhasil bertransformasi menjadi PoS (bukti kepemilikan). Namun, para peneliti inti Ethereum percaya bahwa meskipun rantai beacon menunjukkan kinerja yang baik di awal, namun dalam beberapa tahun terakhir telah terakumulasi beberapa utang teknis, dan desainnya tidak memanfaatkan teknologi mutakhir seperti bukti nol secara maksimal. Oleh karena itu, lapisan konsensus Ethereum sangat membutuhkan peningkatan besar.

Dalam konferensi pengembang terbaru, tim penelitian Ethereum mengusulkan sebuah proposal besar bernama "Beam Chain" yang bertujuan untuk mereformasi lapisan konsensus Ethereum secara menyeluruh. Ini adalah bagian penting dari rencana pengembangan jangka panjang Ethereum, dengan tujuan untuk secara signifikan meningkatkan skalabilitas dan kinerja jaringan dengan memanfaatkan kemajuan revolusioner dalam kriptografi zero-knowledge tanpa memulai jaringan baru. Tidak diragukan lagi, ini akan menjadi salah satu peningkatan paling krusial bagi Ethereum dalam 3-5 tahun ke depan.

Perlu dicatat bahwa Beam Chain bukanlah blockchain baru dalam arti harfiah, melainkan infrastruktur baru yang dibangun di dalam jaringan utama Ethereum. Ini akan secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi, keamanan, dan efisiensi jaringan utama L1. Ada pandangan yang salah memahami Beam Chain sebagai Ethereum 3.0, padahal sebenarnya ini hanya berfokus pada perbaikan lapisan konsensus, tanpa melibatkan perubahan pada lapisan data atau lapisan eksekusi.

Beam Chain akan membawa lima perubahan inti untuk Ethereum:

1. Konfirmasi blok yang lebih cepat: Mencapai waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal
2. Mempertahankan desentralisasi: Mempertahankan atau meningkatkan tingkat desentralisasi saat ini
3. Menurunkan ambang batas staking: Mengurangi persyaratan staking ETH dari 32 ETH menjadi 1 ETH
4. Melindungi pengguna biasa: Menghilangkan MEV yang berbasis pada reorganisasi blok
5. Menuju Masa Depan: Memberikan Kemampuan Anti-Qubit pada Jaringan Ethereum

Pemikiran dan Prinsip Peningkatan Beam Chain

1. Meningkatkan jumlah blok

Beam Chain berencana untuk meningkatkan jumlah produksi blok hingga tiga kali lipat dari saat ini, untuk meningkatkan kemampuan pemrosesan transaksi Ethereum. Pada saat yang sama, mekanisme FOCIL (Fork Choice Forced Inclusion List) diperkenalkan untuk meningkatkan ketahanan terhadap sensor, memastikan bahwa transaksi tidak mudah dikeluarkan secara jahat.

Validator akan melakukan isolasi melalui pelaksanaan lelang, yang tidak hanya memastikan kinerja dan desentralisasi yang lebih kuat, tetapi juga memungkinkan lebih banyak pengguna terhindar dari dampak MEV. Selain itu, Ethereum akan mewujudkan finalitas waktu tunggal dan waktu blok 4 detik, secara signifikan meningkatkan kecepatan konfirmasi transaksi dan efisiensi jaringan.

Ini berarti bahwa bursa tidak lagi perlu menunggu konfirmasi dari beberapa blok, karena di masa depan satu blok saja sudah cukup untuk mencapai konfirmasi.

2. Mengoptimalkan mekanisme staking

Beam Chain akan menyesuaikan model penerbitan hadiah untuk validator, untuk meningkatkan imbal hasil staking. Yang lebih penting, persyaratan staking untuk validator independen akan turun dari 32 ETH saat ini menjadi 1 ETH, secara signifikan mengurangi hambatan untuk berpartisipasi, sehingga staking independen menjadi lebih umum.

Kemajuan revolusioner ini berkat penerapan teknologi zero-knowledge, yang memungkinkan Ethereum untuk meningkatkan kecepatan sambil dapat menampung lebih banyak node untuk berpartisipasi dalam konsensus, tanpa secara signifikan meningkatkan persyaratan perangkat keras, secara efektif menembus segitiga ketidakmungkinan staking.

3. Meningkatkan Keamanan

Beam Chain akan memperkenalkan kriptografi tahan kuantum, memastikan jaringan dapat melawan potensi ancaman komputasi kuantum di masa depan, menjadi pelopor tahan kuantum di antara blockchain mainstream.

Teknologi bukti nol-pengetahuan (seperti zkSNARK dan zkVM) akan terintegrasi secara mendalam dengan Ethereum, lebih meningkatkan privasi, skalabilitas, dan keamanan. Ethereum juga akan memanfaatkan arsitektur RISC-V untuk mengimplementasikan SNARK pada blockchain, meningkatkan efisiensi dan skalabilitas dalam menghasilkan bukti.

Singkatnya, serangkaian peningkatan ini dapat dirangkum sebagai: mewujudkan ZK penuh untuk Ethereum.

Selain itu, Beam Chain juga akan memperkenalkan mekanisme acak yang lebih kuat untuk memastikan keadilan dalam pemilihan validator dan proses jaringan penting lainnya, sambil meminimalkan risiko MEV seperti serangan sandwich melalui peningkatan ketahanan terhadap pemeriksaan.

4. Prinsip Kerja

Sejak desain lapisan konsensus Ethereum saat ini (rantai penanda) ditentukan, para ahli kriptografi telah mencapai terobosan signifikan di bidang SNARK. Dengan menjadikan fungsi transisi status Ethereum sebagai SNARK, waktu slot 4 detik dan finalitas slot tunggal dapat dicapai.

Perbaikan ini tidak hanya dapat secara signifikan memperpendek waktu tunggu transaksi L1, meningkatkan pengalaman pengguna, tetapi juga dapat mengurangi dampak MEV dengan menghilangkan strategi reorganisasi blok jarak jauh, sekaligus mengurangi utang teknis lapisan konsensus.

Lebih penting lagi, SNARKisasi akan membuat jaringan Ethereum memiliki kemampuan tahan kuantum, yang akan menjadi dasar bagi perkembangan blockchain di masa depan.

Beam Chain akan memajukan peningkatan Ethereum melalui cara berikut:

• Mempercepat kecepatan pemrosesan dengan teknologi sharding: membagi data menjadi potongan-potongan yang lebih kecil, melakukan pemrosesan paralel, dan mengurangi hambatan transaksi.
• Menerapkan langkah-langkah keamanan anti-komputasi kuantum: Menggunakan teknologi enkripsi mutakhir untuk memastikan keamanan jaringan tidak terpengaruh oleh ancaman komputasi kuantum di masa depan.
• Integrasi dengan peta jalan jangka panjang Ethereum: Beam Chain sebagai bagian penting dari rencana perluasan dan peningkatan keamanan Ethereum selama 5 tahun ke depan.

5. Arti Penting

Beam Chain sangat penting untuk meningkatkan kemampuan Ethereum dalam menangani aplikasi terdesentralisasi yang semakin kompleks. Ini akan secara signifikan meningkatkan skalabilitas jaringan, mengurangi biaya transaksi, dan meningkatkan keamanan secara keseluruhan, sehingga Ethereum dapat mendukung lebih banyak pengguna dan aplikasi yang kompleks.

Sistem bukti berbasis SNARK memungkinkan para staker dengan konfigurasi perangkat keras biasa untuk juga mencapai keuntungan kinerja yang disebutkan di atas. Ketika ambang staking turun menjadi 1 ETH, tingkat desentralisasi komunitas staker Ethereum akan meningkat lebih lanjut, sementara kinerja jaringan juga akan mengalami perbaikan yang signifikan.

Perbaikan ini diharapkan dapat meningkatkan fungsi L1 secara signifikan sambil mempertahankan desentralisasi tinggi Ethereum. Pada saat yang sama, solusi jangka panjang yang diperkenalkan seperti ketahanan kuantum, akan memastikan Ethereum tetap aman, efisien, dan adaptif selama beberapa dekade mendatang, meletakkan dasar untuk inovasi di masa depan tanpa perlu desain ulang yang bersifat mendasar.

Meskipun implementasi Beam Chain tampak jauh, diperkirakan baru akan diterapkan di mainnet pada tahun 2027, namun penjadwalan waktu yang hati-hati ini diperlukan untuk perangkat lunak sumber terbuka yang dikembangkan secara terdesentralisasi, untuk memastikan keamanan dan stabilitas.

Ethereum terus-menerus melakukan perencanaan jangka panjang, yang merupakan berita menggembirakan bagi seluruh industri blockchain. Ini juga memberikan dasar yang kokoh bagi kami untuk tetap optimis terhadap Ethereum di lingkungan pasar yang aktif saat ini.