Beam Chain：以太坊五大革新提升性能

以太坊从PoW转向PoS后，核心研究员Justin Drake指出，尽管信标链在引入PoS时表现不错，但五年来积累了不少“技术债”，未能充分利用如零知识证明等前沿技术。因此，以太坊的共识层亟需一次大更新。

在曼谷Devcon的演讲中，Justin Drake提出了“Beam Chain”提案，旨在通过利用ZK密码学的最新突破，提升以太坊的可扩展性和性能，而无需启动新网络。这将是以太坊未来3-5年内最重要的升级之一。

Beam Chain不是一个新的区块链，而是在以太坊主网内部构建的新基础设施，旨在提升L1主网的交易速度、安全性和效率。有人误解为Beam Chain是以太坊3.0，但实际上它只解决共识层的问题，不会改变数据层或执行层。

Beam Chain的五大核心变革包括：

1.更快的区块确认：采用4秒插槽时间和单插槽最终性。

2.不以牺牲去中心化为代价：保持或提升当前的去中心化保障。

3.降低Staking门槛：将ETH Staking从32 ETH降至1 ETH。

4.保护普通用户：消除基于区块重组的MEV。

5.面向未来：使以太坊网络具备抗量子能力。

Beam Chain的升级思路和原理

1.增加区块产量

Beam Chain将提高区块生产量至现有的3倍，以提升以太坊的交易能力。通过引入FOCIL（分叉选择强制包含列表），增强了抗审查能力，确保交易不会被轻易排除。验证者将通过执行拍卖进行隔离，确保更强的性能和去中心化，同时减少MEV对用户的影响。更快的最终确定性将使以太坊具备单时隙最终确定性和4秒区块时间，交易确认速度大大提升，交易所也不再需要逐步等待区块确认。

2.改进质押

Beam Chain将调整验证者的奖励发行模型，使质押获得更多回报。同时，独立验证者的质押要求将从32 ETH降至1 ETH，使独立质押更简单、普及。ZK技术的应用使得以太坊在提速的同时，能够容纳更多节点参与共识，而不需大幅改变设备硬件门槛，这真的是走在了业界前头。

3.增强安全性

以太坊将实施抗量子密码学，确保网络免受量子计算的威胁，成为主流区块链抗量子的先驱。通过zkSNARK和zkVM的集成，零知识证明将进一步提升隐私、可扩展性和安全性。SNARK化区块链（SNARKification）将利用RISC-V提高证明生成的效率和可扩展性。增强随机性将确保选取验证者等关键网络流程的公平性，同时降低MEV风险，减少三明治攻击等机器人的泛滥。

4.工作原理

自信标链设计以来，密码学家在SNARK方面取得了重大进展。通过将以太坊的状态转换函数SNARK化，可以实现4秒时隙时间和单时隙最终性。这不仅能降低等待时间，提升L1交易体验，还能通过远程区块重组策略消除从交易中提取的潜在价值，减少共识层的技术债务。SNARK化还将使以太坊网络具备抗量子性，这是未来区块链的必备功能。

Beam Chain将通过以下方式推进以太坊的升级：

使用分片技术加快处理速度，将数据分成更小的部分（shards）以同时处理多笔交易，减少交易瓶颈并加快交易时间。利用领先的加密技术确保网络安全性，抵御未来的量子计算威胁。Beam Chain是与以太坊未来5到10年扩展和提高安全性的路线图的集成阶段。

5.重要意义

Beam Chain对于以太坊处理日益增长的去中心化应用至关重要。它将增强以太坊的可扩展性，降低交易成本，提高整体安全性，使网络能够支持更多用户和复杂的应用程序。基于SNARK的证明还允许配备标准硬件的普通质押者实现上述性能优势，质押门槛从32 ETH降至1 ETH后，随着网络性能的提高，以太坊质押者的去中心化也将得到改善。如果配合相关硬件设备，如Ebunker的eNode，家用级验证者设备将普及，以太坊将成为全球节点最多、最去中心化的公链。

尽管Beam Chain的愿景不会使以太坊立即发生变化，也不会明显改变其长期路线图，但其采用将改变路线图开发的优先顺序，加速特定组件的发展。如果获得足够的社区支持，开发人员可以在明年开始制定规范，2026年编写生产级代码，2027年进行测试，最后在以太坊主网上安全部署。尽管实施看起来还比较遥远，但对于去中心化开发的开源软件来说，这些安全冗余是必要的。

总之，Beam Chain通过ZK化路线解决了过去的“技术债”，这些改进有望在保留以太坊“世界级去中心化”的同时，大幅改善其L1功能。新思路引入的量子抗性等长期解决方案，将以太坊的共识层置于“维护模式”，确保其在未来几十年内保持安全、高效和适应性，实现未来的创新而无需颠覆性的重新设计。以太坊的长期布局对于区块链和整个业界来说，都是值得振奋的更新，这也让我们在当前的市场行情中，对以太坊保持乐观的根基。