在昨日泰国 Devcon 的 Mainstage 中，以太坊研究员 Justin Drake 以演讲的形式完成了对 Beam Chain 提案的首发。Beam Chain 是 Justin 对以太坊共识层进行重新设计的提案，该提案为对 Beacon Chain 的进一步升级，以进一步迈向以太坊最终愿景。本文将带大家速览 Beam Chain 提案改进的目标和与其相关的技术实现。

虽为共识层的重新设计，Beam Chain 将依旧沿用以太坊代币，不会发行新的代币也不会发行新的网络。

为什么提议 Beam Chain？

以太坊有三个层级：执行层、blob 数据层、以及共识层。执行层是以太坊中处理交易和执行智能合约的部分，直接管理应用的状态和逻辑。blob 数据层负责存储大量数据，涉及到应用所需的长期数据存储。这两层属于直接和应用交互的层级，任何更改都会直接影响这些层的兼容性。

而共识层主要负责确保整个网络节点间的数据共识，不直接处理应用的状态或数据。这种间接性使得它相对更容易引入创新和升级，不会对应用带来直接影响。因此，像 Beam Chain 提案这样的共识层改进，能够提供创新空间，而不破坏前端应用层的兼容性。

并且，Beacon Chain 是 5 年前的设计，已经非常老旧。经过 5 年时间，市场对 Beacon Chain 的一些错误有了充分认识，对于 MEV 的理解也进一步深入。恰逢 SNARK 技术也有了突破，因此，乘着突破的东风，对以太坊共识层进行一系列修复。

Beam Chain 计划实现的目标

可以将目标分为三个部分：区块生产、质押、密码学。

区块生产的目标有三个，主要和 MEV 有关：一是计划用 inclusion list 等增加抗审查性；二是采用 Attester Proposer Seperation 以及执行拍卖等方式将验证者从区块生产中隔离出来；三是实现更快速的 slot，将 slot 时间缩短至 4 秒。

质押部分的目标为对目前的发行曲线进行改进、将质押门槛从 32 ETH 降低到 1 ETH、实现快速最终性 single slot finality。

密码学部分的目标是，使用 zkVM 等实现链的 snarkification；维护以太坊密码学的安全性，使其能够延续数十年甚至数百年；以及使用 MinRoot VDF 等保持强随机性。

对于这些目标的实现方式，Justin 将这类目标进行了两类划分。绿色的部分，以逐步分叉的形式完成，红色的部分应该以整体的方式同时完成。

以 snarkifacation （使用 zk-SNARKs 技术来对数据或计算进行证明）为例，如果想实现 real time proving（实时证明），就必须在系统中做一些结构性调整，包括哈希函数、签名方式、以及序列化和默克尔化（Merkleization）等方面的改变。签名方式需要能够快速生成并完成验证，并且需要序列化使得复杂的数据结构能够在节点之间传输并存储，并将将序列化后的数据进行默克尔树（Merkle Tree）处理，以此满足零知识证明需要对数据进行可验证的格式化和转化，以及对状态的高效验证。