Майбутній напрямок розвитку системи атестації Ethereum

З жовтня цього року співзасновник Ethereum опублікував низку статей про можливості майбутнього протоколу Ethereum, які охоплюють шість основних частин дорожньої карти розвитку Ethereum. У цій статті ми зосередимося на першій частині дорожньої карти, досліджуючи, які технологічні рішення системи атестації ще можна поліпшити, а також шляхи реалізації цих покращень.

"Злиття" є однією з найважливіших подій в історії протоколу Ethereum, що знаменує перехід від доказу роботи до атестації. Хоча нинішня система атестації демонструє відмінні результати в стабільності, продуктивності та децентралізації, все ще існують деякі важливі області, які потребують вдосконалення.

Дорожня карта 2023 року класифікує ці покращення на дві категорії: підвищення технічних характеристик (таких як стабільність, продуктивність і доступність для малих валідаторів) та економічні зміни для боротьби з ризиками централізації.

Основні цілі покращення

1. Одночасна детермінованість (SSF): скорочення часу остаточного підтвердження блоку з 15 хвилин до одного часового інтервалу.

2. Підтверджувати та завершувати транзакції з максимальною швидкістю, зберігаючи децентралізацію.

3. Знизити поріг для окремого стейкінгу, підвищити його життєздатність.

4. Підвищення загальної стабільності системи.

5. Підвищення стійкості та відновлювальних можливостей до атак на 51%.

Одночасна детермінація та демократизація стейкінгу

Поточна система потребує близько 15 хвилин для завершення блоку, і вимагає 32 Етер для того, щоб стати стейкером. Це компроміс між трьома цілями:

• Максимізація участі кількості валідаторів, які стейкають
• Мінімізувати час остаточного підтвердження
• Мінімізувати витрати на запуск вузлів

В ідеальному випадку Ethereum сподівається досягти двох покращень, зберігаючи економічну остаточність.

1. Завершити фіналізацію блоку протягом одного часових інтервалу (в ідеалі 12 секунд або менше).
2. Знизити поріг застави з 32 Етер до 1 Етер.

Ці покращення нададуть більше користувачам вигоди від вищого рівня безпеки та підтримають більше осіб у окремому стейкінгу.

Одночасна детерміністична пропозиція

Щоб досягти однозначної детермінації в одному слоті за умов масового залучення валідаторів, при цьому уникнувши занадто високих витрат на експлуатацію вузлів, наразі існує кілька провідних рішень:

1. Поліпшення протоколу агрегації підписів, можливо, з використанням технології ZK-SNARKs.
2. Механізм Orbit комітету, що дозволяє випадково обраним середнім комітетам відповідати за остаточну визначеність ланцюга.
3. Двошаровий механізм стейкінгу, встановлює дві різні вимоги до депозитів для стейкерів.

Кожен варіант має свої переваги та недоліки, і потрібно зробити компроміс між безпекою, рівнем децентралізації та технічною складністю.

Вибори єдиного секретного лідера

На даний момент, пропонент наступного блоку може бути відомий заздалегідь, що є загрозою безпеці. Рішенням є використання криптографічних технологій для створення "сліпого" ідентифікатора валідатора для кожного валідатора, а потім шляхом багаторазового перетасування та повторної сліпоти приховувати інформацію про пропонента наступного блоку.

Однак реалізувати простий і ефективний протокол виборів єдиного секретного лідера не так вже й легко, також потрібно враховувати питання стійкості до квантових обчислень.

Швидше підтвердження транзакцій

Скорочення часу підтвердження транзакцій з 12 секунд до 4 секунд значно покращить досвід користувачів та ефективність DeFi-протоколів. Існує два основних технічних напрямки:

1. Зменшити час затримки до 8 секунд або 4 секунд.
2. Дозволити пропонувальникам публікувати попереднє підтвердження протягом одного тимчасового інтервалу.

Але обидва ці способи мають певні виклики, такі як ризик централізації валідаторів та проблеми з механізмом стимулювання.

Протидія загрозам квантових обчислень

Стикаючись із потенційною загрозою квантових обчислень, Ethereum потрібно розробити альтернативні рішення на основі хешування або інших квантово-стійких технологій для частин протоколу, які наразі залежать від еліптичних кривих.

Висновок

Технічна еволюція системи атестації Ethereum стикається з багатьма викликами. Щоб впоратися з цими викликами, розробка однозначної остаточної визначеності в один часовий слот, демократизація стейкингу, вибори єдиного таємного лідера, швидше підтвердження транзакцій та альтернативи для боротьби з квантовими атаками є важливими питаннями, які необхідно терміново вирішити.

У процесі технологічного оновлення команда Ethereum постійно досліджує та інновує, зважуючи різні технічні рішення, щоб знайти найкращий шлях розвитку, забезпечуючи вищий рівень безпеки, продуктивності та децентралізації.