Dalla Beam Chain a Lean Ethereum: un'analisi approfondita dell'impatto della roadmap Lean sull'ecosistema Ethereum

Autore: Zhixiong Pan

Titolo originale: Il prossimo decennio di Ethereum: dall'infrastruttura Beam Chain all'upgrade completo Lean Ethereum

La Ethereum Foundation, in occasione del suo decimo anniversario (ovvero alla fine di luglio 2025), ha ufficialmente lanciato un nuovo piano tecnologico chiamato "Lean Ethereum". L'obiettivo principale di questa roadmap è costruire uno strato base di Ethereum più snello, sicuro ed efficiente, fornendo una solida base tecnica per lo sviluppo futuro di Ethereum nei prossimi dieci anni e oltre.

Cos'è Lean Ethereum?

Lean Ethereum è stato proposto dal ricercatore principale della Ethereum Foundation, Justin Drake. Il concetto principale è quello di semplificare radicalmente il design del protocollo, introdurre tecnologie crittografiche resistenti ai computer quantistici e ottenere un miglioramento estremo delle prestazioni della rete Ethereum (milioni di transazioni al secondo) e una sicurezza di livello quantistico.

Il cuore della roadmap Lean Ethereum si riflette principalmente nei seguenti due gruppi di progetti chiave.

1. Lean Consensus (precedentemente Beam Chain)

Lean Consensus è il nucleo e la base di Lean Ethereum. Inizialmente chiamato "Beam Chain", è stato presentato pubblicamente durante il Devcon 2024 (ed è stato persino considerato Eth 3.0), per poi essere ufficialmente rinominato in "Lean Consensus". Questo gruppo di progetto si concentra su un nuovo design dello strato di consenso di Ethereum (Beacon Chain).

Gli obiettivi principali di Lean Consensus includono:

• Conferma ultra-rapida: ridurre il tempo di produzione dei blocchi a circa 4 secondi, ottenendo una finalizzazione in circa 12 secondi.

• Aumento della decentralizzazione: abbassare la soglia minima di staking per i validatori da 32 ETH a 1 ETH, riducendo notevolmente la barriera di ingresso per partecipare al consenso.

• Sicurezza post-quantistica: introdurre tecnologie di firma basate su hash per garantire che lo strato di consenso sia resistente alle minacce dei futuri computer quantistici.

• Verifica leggera on-chain: utilizzare la tecnologia SNARK per una verifica efficiente dello stato della catena, consentendo a qualsiasi nodo di verificare facilmente l'integrità della blockchain.

• Ottimizzazione della rete: migliorare l'efficienza della comunicazione di rete tramite nuovi protocolli P2P (come Gossipsub v2.0).

• Tecnologia di aggregazione delle prove: utilizzare firme aggregate basate su hash per ridurre il carico di comunicazione di rete e migliorare l'efficienza della verifica.

Lean Consensus è attualmente il progetto di punta di Lean Ethereum, con riunioni pubbliche dedicate (Lean Calls) che si tengono ogni poche settimane per aggiornamenti tecnici approfonditi e scambi. I membri chiave del team includono Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran e altri.

2. Gruppo PQ (Post-Quantum Cryptography)

Il gruppo PQ si concentra sull'aggiornamento della crittografia, con l'obiettivo di garantire che Ethereum rimanga sicuro e affidabile anche nell'era dei computer quantistici. Le principali aree di ricerca del gruppo PQ sono:

• Algoritmi di firma hash: sostituire gli attuali algoritmi di firma a curva ellittica con schemi di firma hash resistenti agli attacchi quantistici.

• Ottimizzazione degli impegni di dati: passare dagli attuali impegni polinomiali KZG agli impegni hash, migliorando la sicurezza dei dati on-chain.

• Zero-Knowledge Proof (ZKP): sviluppare circuiti SNARK/STARK efficienti per algoritmi hash, utilizzati per la verifica dello stato.

• Verifica formale: condurre una rigorosa verifica formale dei nuovi schemi crittografici per garantire la correttezza dell'implementazione e del design del protocollo.

I membri chiave del gruppo PQ includono Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis e altri, con la collaborazione di ricercatori interni della Ethereum Foundation ed esperti accademici esterni.

3. Lean Data e Lean Execution

Oltre ai due gruppi di progetti principali sopra menzionati, Lean Ethereum comprende altri due gruppi di progetti importanti, ma non operanti come team indipendenti: Lean Data e Lean Execution.

Lean Data

Lean Data si concentra sul miglioramento delle prestazioni dello strato di disponibilità dei dati, ad esempio aumentando notevolmente la capacità di throughput dei dati sulla catena Ethereum attraverso i seguenti metodi:

• PeerDAS v1 e v2: implementazione del campionamento distribuito della disponibilità dei dati, aumentando notevolmente il throughput dei dati.

• Meccanismo BPO (Blob Parameter Only): regolazione automatica dei parametri di archiviazione dei dati, aumentando gradualmente la capacità dei dati on-chain.

• FullDAS e sharding del mempool: ulteriore ottimizzazione della trasmissione e dell'efficienza di archiviazione dei dati.

L'obiettivo finale di Lean Data è raggiungere una trasmissione dati di livello Teragas, per supportare le future esigenze di numerose applicazioni Layer2.

Lean Execution (noto anche come EVM 2.0)

Lean Execution si dedica a una completa ricostruzione della Ethereum Virtual Machine (EVM), con l'obiettivo di creare un nuovo ambiente di esecuzione snello, efficiente e compatibile con le zero-knowledge proof. Le principali aree di ricerca includono:

• zkVM basato su architettura RISC-V: set di istruzioni semplificato, riduzione dei costi di generazione delle prove.

• Zero-knowledge proof in tempo reale: aumentare la velocità di generazione delle prove per consentire la verifica in tempo reale.

• Compatibilità e percorso di migrazione: introdurre gradualmente il nuovo zkVM, eseguendolo in parallelo con l'attuale EVM fino alla transizione completa.

• Supporto per accelerazione hardware: esplorare soluzioni di accelerazione delle zero-knowledge proof basate su ASIC o FPGA dedicati.

I progressi di Lean Data e Lean Execution vengono attualmente aggiornati principalmente tramite il blog ufficiale della Ethereum Foundation, gli aggiornamenti del protocollo e la comunità degli sviluppatori Ethereum (Ethereum Magicians).

Il significato a lungo termine di Lean Ethereum

Il piano Lean Ethereum rappresenta una strategia fondamentale della Ethereum Foundation per il percorso di sviluppo del prossimo decennio. Lean Consensus, come pilastro centrale, garantisce la sicurezza e la scalabilità della catena attraverso un design del protocollo più efficiente; il progetto PQ costruisce una difesa contro le minacce dei computer quantistici; Lean Data e Lean Execution garantiscono rispettivamente il miglioramento del throughput dei dati on-chain e delle prestazioni di esecuzione degli smart contract.

Questa nuova architettura snella, efficiente e sicura mira a trasformare la mainnet di Ethereum in un'infrastruttura di fiducia globale sostenibile per decenni, se non secoli, supportando un vasto ecosistema di applicazioni decentralizzate del futuro.

Come partecipare?

La Ethereum Foundation invita ampiamente membri della comunità, ricercatori e sviluppatori a partecipare tramite il sito ufficiale di Lean Ethereum, il repository GitHub, le Lean Calls pubbliche e la comunità Ethereum Magicians.