O futuro desenvolvimento do sistema de atestação do Ethereum

Desde a atualização da fusão em 2022, o Ethereum tem funcionado com sucesso durante quase dois anos com o mecanismo de consenso de atestação. Apesar de se destacar em termos de estabilidade, desempenho e descentralização, ainda há algumas áreas-chave que precisam de mais melhorias. A equipe de desenvolvimento do Ethereum está ativamente explorando várias soluções técnicas para impulsionar a evolução contínua do protocolo.

Principais objetivos de melhoria

1. Implementar a determinística de único slot (SSF)
2. Acelerar a confirmação e a conclusão das transações
3. Reduzir o limiar de staking independente
4. Aumentar a robustez do sistema
5. Aumentar a resistência a ataques de 51%

Determinismo de intervalo único e democratização da atestação

Atualmente, a confirmação de blocos na Ethereum leva cerca de 15 minutos, com um requisito mínimo de staking de 32 ETH. Idealmente, a Ethereum espera concluir a confirmação de blocos em um intervalo de tempo (12 segundos ou menos) e reduzir o limite de staking para 1 ETH. Isso melhorará significativamente a experiência do usuário e a segurança do sistema, ao mesmo tempo que permitirá que mais pequenos detentores participem do staking.

No entanto, a realização desses objetivos enfrenta desafios técnicos, principalmente como manter alta eficiência e baixos custos com a participação de um grande número de validadores. Atualmente, existem várias soluções potenciais:

1. Melhorar o protocolo de agregação de assinaturas, como o uso da tecnologia ZK-SNARKs
2. Adotar o mecanismo de Comissão Orbit, aliviando a carga dos nós enquanto mantém alta segurança.
3. Implementar um mecanismo de dupla aposta, estabelecendo diferentes requisitos de depósito para os níveis de aposta.

Cada solução tem suas vantagens e desvantagens, sendo necessário fazer um equilíbrio entre segurança, descentralização e viabilidade técnica.

Eleição de Líder Secreto Único

O mecanismo de eleição dos validadores do Ethereum apresenta vulnerabilidades de segurança, onde atacantes podem saber antecipadamente quem será o proponente do próximo bloco. Para resolver este problema, a equipe de desenvolvimento está estudando o protocolo de Eleição de Líder Secreto Único (SSLE). Este protocolo cria um ID "cego" para os validadores através de tecnologia criptográfica, e realiza múltiplas reorganizações e re-privatizações para ocultar a identidade do proponente do bloco.

No entanto, implementar um protocolo SSLE que seja simples e eficaz não é uma tarefa fácil. Atualmente, está-se a explorar uma versão simplificada do SSLE que utiliza assinaturas em anel, mas ainda é necessário resolver a questão de como tornar o protocolo resistente a ataques quânticos.

Acelerar a confirmação de transações

Reduzir o tempo de confirmação de transações de 12 segundos para 4 segundos melhorará significativamente a experiência do usuário e aumentará a eficiência dos protocolos DeFi. Existem duas principais rotas tecnológicas:

1. Reduzir o tempo de intervalo para 8 segundos ou 4 segundos
2. Permitir que os proponentes publiquem pré-confirmações em um único intervalo de tempo

Mas ambos os métodos enfrentam desafios. Reduzir o tempo de slot pode levar à centralização dos validadores, enquanto o método de pré-confirmação tem dificuldade em melhorar o desempenho no pior caso.

Ameaça da computação quântica

Perante a potencial ameaça da computação quântica, o Ethereum precisa desenvolver alternativas baseadas em hash ou outras tecnologias resistentes a quântica para a parte do protocolo que atualmente depende de curvas elípticas. Esta é também uma das razões pelas quais o Ethereum mantém uma abordagem conservadora no design da atestação.

Conclusão

O caminho de evolução técnica do sistema de atestação do Ethereum é cheio de desafios. A equipe de desenvolvimento está ativamente explorando várias soluções técnicas para alcançar maior segurança, desempenho e grau de descentralização. Nesse processo, é necessário ponderar entre diferentes caminhos técnicos e encontrar a solução mais adequada para o desenvolvimento de longo prazo do Ethereum. Com a profundidade da pesquisa e o avanço tecnológico, acredita-se que o Ethereum continuará a manter sua posição de liderança no campo da blockchain.