イーサリアムBeam Chain：革新コンセンサス層の重大アップグレード

イーサリアムは誕生以来、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を経験しました。しかし、イーサリアム財団のコア研究者は、信号チェーンがPoSを導入する際に優れたパフォーマンスを示したにもかかわらず、近年いくつかの技術的な負債を蓄積しており、その設計はゼロ知識証明などの最先端の非中央集権システム技術を十分に活用できていないと考えています。したがって、イーサリアムのコンセンサス層は重大な更新を急務としています。

最近のバンコク開発者会議で、イーサリアムの研究者が「Beam Chain」と呼ばれる提案を行い、イーサリアムのコンセンサス層を根本的に改革することを目指しています。これはイーサリアムの長期発展計画の一部であり、新しいネットワークを立ち上げることなく、現在のゼロ知識暗号学の突破成果を利用して、ネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを大幅に向上させることを目指しています。疑いなく、これはイーサリアムの今後3-5年で最も重要なアップグレードの一つになるでしょう。

Beam Chainは文字通りの新しいブロックチェーンではなく、イーサリアムのメインネット内部に構築された新しいインフラストラクチャです。これはL1メインネットの取引速度、安全性、効率を大幅に向上させるでしょう。明確にしておくべきことは、Beam Chainはイーサリアム3.0ではなく、コンセンサス層の問題を解決することにのみ焦点を当てており、データ層（blobチャネルなど）や実行層（イーサリアム仮想マシンなど）の変更には関与していないということです。

Beam Chainは5つのコアな変革をもたらします：

1. より速いブロック確認：4秒のスロット時間と単一スロットの最終性を実現
2. 分散化を維持する：既存の分散化保障を維持または改善する
3. ステーキングのハードルを下げる：ETHのステーキング要件を32 ETHから1 ETHに引き下げる
4. 一般ユーザーの保護：ブロック再構成に基づくMEV（最大抽出可能価値）を排除する
5. 未来に向けて：イーサリアムネットワークに量子耐性を提供する

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Beam Chainのアップグレードの考え方と原理

1. ブロックの生産量を増加させる

• スループットの向上：Beam Chainはブロック生成量を現在の3倍に引き上げ、イーサリアムの取引処理能力を強化します。
• 検閲耐性を強化する：FOCIL（フォーク選択強制包含リスト）メカニズムを導入し、取引が悪意によって排除されにくくなることを確保します。
• オークションの実行とバリデーターの隔離：オークションを実行することによってバリデーターの隔離を実現し、パフォーマンスと分散化を強化し、同時にユーザーがMEVの影響を受けるリスクを減少させます。
• 最終確定性の加速：単一タイムスロットでの最終確定性と4秒のブロック時間を実現し、取引確認を加速し、ネットワーク効率を向上させる。

注目すべきは、取引所が複数のブロックの確認を待つ必要がなくなり、将来的には単一のブロックで確認が完了することです。

2. ステーキングメカニズムの最適化

• 報酬モデルの改善：バリデーターの報酬発行モデルを調整し、ステーキングリターンを向上させる。
• ステーキング要件の引き下げ：独立したバリデーターは1 ETHのステーキングのみで済み、現在の32 ETHのハードルを大幅に下回り、独立したステーキングがより普及する。

この画期的な進展は、ゼロ知識技術の応用によるもので、イーサリアムが速度を向上させると同時に、より多くのノードがコンセンサスに参加できるようにし、ハードウェア要件を大幅に引き上げることなく、ステーキングの不可能な三角形を成功裏に突破しました。

3. セキュリティの強化

• 後量子暗号学：量子コンピュータの脅威からネットワークを守るために、抗量子暗号を実施する。
• ゼロ知識証明の統合：zkSNARKとzkVMを通じてゼロ知識証明を統合し、プライバシー、スケーラビリティ、セキュリティを向上させます。
• SNARK化ブロックチェーン：RISC-V技術を利用してブロックチェーンをSNARK化し、証明生成の効率とスケーラビリティを向上させる。
• ランダム性の強化：強力なランダム性メカニズムを導入し、バリデーターの選択などの重要なネットワークプロセスの公平性を確保します。
• MEVリスクの低減：審査抵抗力を強化することで、サンドイッチ攻撃などのボット活動を最小限に抑えます。

4. 仕組み

Beam Chainは、近年の暗号学におけるSNARK分野の重要な進展を利用し、イーサリアムの状態遷移関数をSNARK化することで、4秒のタイムスロット時間と単一タイムスロットの最終性を実現しています。これは、L1の取引体験を改善するだけでなく、リモートブロック再編成戦略を排除することでMEVを削減し、コンセンサス層の技術的負債を低減することにもつながります。さらに、SNARK化はイーサリアムネットワークに量子耐性を付与します。

Beam Chainの具体的な実施には次のものが含まれます：

• シャーディング技術を使用して処理速度を向上させる
• 先進的な暗号技術を採用して量子コンピュータに対する安全性を確保
• イーサリアムの既存のロードマップとシームレスに統合

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5. 意味

Beam Chainは、イーサリアムの増加する分散型アプリケーションの処理能力を強化するために重要です。これにより、スケーラビリティが向上し、取引コストが削減され、全体的なセキュリティが強化され、ネットワークはより多くのユーザーと複雑なアプリケーションをサポートできるようになります。

SNARKに基づく証明は、一般のステーキング参加者が標準的なハードウェアを使用して性能上の利点を実現することを可能にします。ステーキングの敷居が下がり、ネットワーク性能が向上するにつれて、イーサリアムのステーキング参加者コミュニティの分散化の程度も改善されるでしょう。

Beam Chainはすぐにエーテルを変えるわけではありませんが、ロードマップの開発の優先順位を変更し、特定のコンポーネントの開発を加速させるでしょう。十分なコミュニティのサポートを得れば、開発者は来年に仕様の策定を開始し、2026年にプロダクションレベルのコードを作成し、2027年にテストを行い、最終的にイーサリアムのメインネットで安全に展開する予定です。

要するに、Beam Chainはゼロ知識化ルートを通じて過去の"技術債"を解決し、イーサリアムの高度な分散化を維持しながら、L1機能を大幅に改善しました。新しいアプローチで導入された量子耐性などの長期的解決策は、イーサリアムのコンセンサス層を"メンテナンスモード"に置き、今後数十年の安全性、効率性、適応性を確保し、未来の革新の基盤を築きます。

イーサリアムは長期的な戦略を継続しており、これは全体のブロックチェーン業界にとっても刺激的な進展です。これにより、現在の活発な市場環境においてイーサリアムに対して楽観的な態度を維持するための堅固な基盤が提供されています。

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