Майбутнє розвитку механізму атестації Ethereum

З вересня 2022 року Ethereum успішно трансформувався в атестацію(PoS) мережу, яка вже майже два роки. Незважаючи на те, що PoS демонструє відмінні результати в стабільності, продуктивності та децентралізації, все ще є простір для вдосконалення. Нещодавно один із співзасновників Ethereum опублікував серію статей, в яких обговорюються можливі напрямки технологічних оновлень у майбутньому. Ця стаття зосередиться на "злитті"(The Merge), аналізуючи потенційні варіанти вдосконалення механізму PoS.

Основні цілі вдосконалення

1. Реалізувати односекундну детермінованість (SSF), зменшивши час остаточного підтвердження блоку з 15 хвилин до 12 секунд
2. Прискорення підтвердження і завершення транзакцій при збереженні децентралізації
3. Знизити особистий поріг застави, підвищити участь
4. Покращення стабільності системи
5. Підвищення стійкості та відновлювальних можливостей до атаки 51%

Одночасна детермінованість та демократія стейкінгу

Наразі для того, щоб стати валідатором у Ethereum, потрібно 32 ETH, що робиться для балансування трьох цілей: кількості валідаторів, часу остаточного підтвердження та витрат на роботу вузлів. В ідеалі Ethereum прагне досягти двох цілей, зберігаючи економічну остаточність одночасно:

1. Завершити остаточне підтвердження блоку за 12 секунд
2. Знизити поріг стейкінгу з 32 ETH до 1 ETH

Ці дві цілі суперечать мінімізації витрат на експлуатацію. Для вирішення цієї проблеми наразі розглядаються кілька варіантів:

1. Покращити протокол агрегації підписів, наприклад, використовуючи технологію ZK-SNARKs
2. Введення механізму комітету Orbit
3. Використання двошарової структури застави

Кожен варіант має свої переваги та недоліки, їх потрібно зважити між безпекою, рівнем децентралізації та технічною здійсненністю.

Вибори єдиного секретного лідера

У поточній системі наступний пропонент блоку є передбачуваним, що створює загрози безпеці. Рішенням є впровадження протоколу вибору єдиного таємного лідера (SSLE), який приховує особу пропонента за допомогою криптографічних технологій. Проте реалізація достатньо простого та ефективного протоколу SSLE все ще стикається з викликами.

Швидше підтвердження транзакцій

Скорочення часу підтвердження транзакції з 12 секунд до 4 секунд може значно покращити досвід користувачів і підвищити ефективність DeFi. Існує два основні способи:

1. Скоротити довжину проміжку до 8 секунд або 4 секунд
2. Дозволити пропонувальникам публікувати попереднє підтвердження в одному часовому проміжку

Але в обох цих методах існують певні проблеми, такі як ризик централізації валідаторів і проектування механізму стимулювання тощо.

Антиквантові обчислювальні рішення

В умовах потенційної загрози з боку квантових обчислень, Ethereum потрібно розробити альтернативні рішення на основі хешування або інших квантово-стійких технологій для поточної частини протоколу, що залежить від еліптичних кривих.

Висновок

Технічна еволюція системи PoS Ethereum стикається з багатьма викликами, зокрема зниженням порогу стейкінгу, підвищенням швидкості підтвердження транзакцій, посиленням безпеки тощо. Для подолання цих викликів Ethereum активно досліджує різноманітні технологічні рішення, прагнучи знайти оптимальний баланс між безпекою, продуктивністю та децентралізацією. Майбутні технологічні оновлення зосередяться на одноразовій детермінованості, демократизації стейкінгу, виборах єдиного секретного лідера, швидшому підтвердженні транзакцій та стійкості до квантових атак, щоб далі вдосконалити механізм атестації.