Майбутній напрямок розвитку системи атестації Ethereum

З моменту злиття у 2022 році Ethereum успішно працює вже майже два роки на механізмі консенсусу атестації. Хоча він показує відмінні результати в стабільності, продуктивності та децентралізації, все ж існують деякі ключові області, які потребують подальшого вдосконалення. Команда розробників Ethereum активно досліджує кілька технічних рішень для сприяння подальшій еволюції протоколу.

Основні цілі покращення

1. Реалізація детермінізму в один часовий слот (SSF)
2. Прискорення підтвердження та завершення угод
3. Зниження порогу незалежного стейкінгу
4. Підвищення стабільності системи
5. Посилення стійкості до 51% атаки

Одночасна детермінованість і демократизація стейкінгу

Наразі фіналізація блоків Ethereum потребує близько 15 хвилин, а мінімальні вимоги до стейкінгу становлять 32 ETH. В ідеалі Ethereum прагне завершити фіналізацію блоків в один часовий слот (12 секунд або менше) та знизити поріг стейкінгу до 1 ETH. Це значно покращить досвід користувачів та безпеку системи, одночасно залучаючи більше дрібних тримачів токенів до стейкінгу.

Однак реалізація цих цілей стикається з технічними викликами, головним чином, як підтримувати високу ефективність та низькі витрати за умов участі великої кількості валідаторів. Наразі існує кілька потенційних рішень:

1. Покращити протокол агрегації підписів, наприклад, використовуючи технологію ZK-SNARKs
2. Використання механізму комітету Orbit для зменшення навантаження на вузли при збереженні високої безпеки.
3. Реалізація двошарового механізму стейкінгу, встановлення різних вимог до депозитів для рівнів стейкінгу

Кожен варіант має свої переваги та недоліки, які потрібно зважити між безпекою, децентралізацією та технічною доцільністю.

Вибори єдиного секретного лідера

Поточний механізм виборів валідаторів Ethereum має проблеми з безпекою, оскільки зловмисники можуть заздалегідь дізнатися про наступного пропонента блоку. Для вирішення цієї проблеми команда розробників досліджує протокол виборів єдиного секретного лідера (SSLE). Цей протокол за допомогою криптографічних технологій створює "сліпий" ID для валідаторів і багаторазово перетворює та повторно сліпить, щоб приховати особу пропонента блоку.

Однак реалізувати одночасно простий і ефективний протокол SSLE не є легким завданням. Наразі досліджується спрощена версія SSLE з використанням кільцевого підпису, але ще потрібно вирішити проблему реалізації стійкості до атак квантових обчислень.

Прискорити підтвердження транзакцій

Скорочення часу підтвердження транзакції з 12 секунд до 4 секунд значно покращить користувацький досвід та підвищить ефективність DeFi протоколів. Основні два технічні напрямки:

1. Скоротити час вікна до 8 секунд або 4 секунди
2. Дозволити пропонувальникам публікувати попереднє підтвердження в одному часовому інтервалі

Але обидва ці методи стикаються з викликами. Скорочення часу вікна може призвести до централізації валідаторів, тоді як метод попереднього підтвердження важко покращити в найгірших випадках.

Антиквантова загроза

Стикаючись з потенційною загрозою квантових обчислень, Ethereum потребує розробки альтернативних рішень на основі хешування або інших квантово-стійких технологій для частини протоколу, що залежить від еліптичних кривих. Це також одна з причин, чому Ethereum зберігає обережність у своїй розробці атестації.

Висновок

Технічний шлях еволюції системи атестації Ethereum сповнений викликів. Розробницька команда активно досліджує різні технічні рішення для досягнення вищого рівня безпеки, продуктивності та децентралізації. У цьому процесі необхідно проводити балансування між різними технічними шляхами, щоб знайти найбільш підходящі рішення для довгострокового розвитку Ethereum. З поглибленням досліджень та прогресом технологій, віримо, що Ethereum продовжить утримувати свою провідну позицію в галузі блокчейну.