众所周知，以太坊诞生于 PoW 工作量证明，2021 年成功转为 PoS 权益证明。对此，以太坊基金会的核心研究员Justin Drake 认为：尽管刚引入PoS 时，信标链很有效，但过去五年来，它却积累了一些“技术债”，其设计没有利用去中心化系统的前沿技术（如零知识证明）。因此，以太坊的共识层亟需一次大更迭。

在最近的曼谷Devcon 上的演讲中，以太坊研究员Justin Drake宣布了一项彻底改革以太坊共识层的提案，称为“Beam Chain”。

这是以太坊长期路线图的一部分，让以太坊利用当前ZK 密码学前沿突破的成果，旨在无需启动新网络的前提下，大幅提高网络可扩充性和效能。毫无疑问，它是以太坊未来 3–5 年内最重要的升级之一。

Beam Chain 不是字面上的新区块链，而是建立在以太坊主网内部的新的基础设施，它将大幅提高L1 主网的交易速度、安全性和效率。有人将Beam Chain 解读为以太坊3.0，这是一种误读，因为Beam Chain 只解决共识层问题，而不会改变数据层（如blob 信道）或执行层（如以太坊虚拟机(EVM)。

Beam Chain 的五大核心变革分别是：

1. 更快的区块确认：启用 4秒插槽时间与单插槽最终性

2. 不以牺牲去中心化为代价：保留或改善目前的去中心化保障

3. 降低Staking 门坎：让ETH Staking 从32 ETH 直降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

更高的吞吐量： Beam Chain 将提高区块生产量到现在的3 倍，来提高以太坊的交易能力。

抗审查：FOCIL（分叉选择强制包含清单）的引入增强了抗审查能力，确保交易不会轻易被作恶者排除在外。

执行拍卖&隔离验证者：验证者将使用执行拍卖进行隔离，从而确保更强大的性能和去中心化，也能够让更多用户免遭MEV 侵扰。

更快的最终确定性：以太坊将具备单时隙最终确定性和4 秒区块时间的特性，从而更快确认交易并提高网络效率。

有趣的是，交易所再也不需要1/32、2/32、3/32…的慢慢等区块确认了，因为未来单区块即可确认。

2. 改良质押

改进发行模式：对验证者的奖励发行模式的更改，使质押获得更多回报。

降低质押要求：独立验证者仅需质押 1 ETH，远低于目前的 32 ETH 门坎，从而使独立质押更简单、更普及。

我们认为，以太坊要在提速的情况下，容纳更多的节点参与共识，还要不太改变设备硬件门坎，突破质押不可能三角，这真的要归功于ZK 技术，这确实是大幅走在业界前头。

3. 增强安全性

后量子密码学：以太坊将实施抗量子密码学，以确保网络免受量子运算的威胁，迈出了主流区块链抗量子的第一步。

zkSNARK 和 zkVM 集成：零知识证明（ZKP）将透过 zkSNARK 和 zkVM 与以太坊集成，以进一步提高隐私、可扩展性和安全性。

SNARK 化区块链（SNARKification）：以太坊将利用RISC-V 将区块链SNARK 化，此过程可提高证明产生的效率和可扩展性。 SNARK 是一种紧凑的零知识证明形式，允许一方证明其拥有信息，而无需透露信息或要求证明者和验证者之间进行任何交互。

简而言之，我们可以将之概括为：让整条以太坊直接 ZK 化。

增强随机性：以太坊还将引入强大的随机性，以确保在选取验证者等关键网络流程的公平性。

降低 MEV 风险：更好的审查抵抗力可最大限度地降低三明治攻击等机器人的泛滥。

4. 工作原理

自以太坊当前共识层（信标链）的设计确定以来，密码学家在SNARK 方面取得了重大进展。透过将以太坊的状态转换函数（即验证者为维持对区块链的正确看法，而整合的状态变化讯息）SNARK 化，可获得 4 秒时隙时间和单时隙最终性。

一方面，区块生产和最终性时间的减少可降低等待时间对以太坊L1 交易体验产生正面影响；

另一方面，它还可以透过远程区块重组策略消除从交易中提取的潜在价值，并减少共识层的技术债。

此外，SNARK 化将使以太坊网络具有抗量子性，这是未来区块链的必备功能。

Beam Chain 将从以下几个面向推进以太坊的升级：

以分片以加速处理速度：以太坊Beam Chain 将使用分片技术，将资料分成更小的部分（shards）以同时处理多笔交易。这将减少交易瓶颈并加快交易时间。

抗量子运算的安全性：以太坊将利用领先于时代的加密技术，来确保即使是未来的超级量子计算机也无法破坏网络的安全性。

与以太坊路线图的整合：Beam Chain 并非独立的网络，而是以太坊未来5 到扩展和提高安全性的路线图的整合阶段。

5. 重要意义

 

对于以太坊处理日益增长的去中心化应用的能力而言，Beam Chain 至关重要——它可以增强以太坊的可扩展性，降低交易成本，并提高整体安全性，使网络能够随着时间的推移支持更多用户和复杂的应用程序。

基于SNARK 的证明另一大好处是：允许配备标准硬件的普通质押者实现上述性能优势，当质押门坎从32 ETH 减少到1 ETH之后，随着网络效能的提高，以太坊质押者群体的去中心化也会得到改善。

尤其的门坎的降低，如果配合一些相关的硬设备，例如Ebunker 的eNode，让家庭级验证者设备走向千家万户，以太坊依然是全世界范围内节点最多，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级，加速了特定组件的发展（例如，目前的路线图把一些重要的升级设定到2029 年，而Beam Chain 可能会加快重要升级的到来）。

如果Beam Chain 获得足够的社群支持，开发人员可以在明年开始制定规范，然后在2026 年由开发客户团队编写生产级程序代码，在2027年进行测试，最后才能安全地部署在以太坊主网上。尽管 Beam Chain 的实作看起来还比较遥远，但对于一个去中心化开发的开源软件来说，这些安全冗余是极为必要的。

一言以蔽之，Beam Chain 通过ZK 化路线，一举解决了过去的”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。坊在未来几十年内保持安全、高效和适应性，从而实现未来的创新而无需颠覆性的重新设计。

以太坊依然在孜孜不倦做长远布局，这对于区块链和整个业界来说，都是值得振奋的更新，这也让我们能在如今的澎湃的市场行情中，依然对以太坊保持的乐观的根基。