O caminho da evolução técnica do sistema de atestação do Ethereum

O cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, recentemente publicou uma série de artigos sobre o desenvolvimento futuro do Ethereum, cobrindo seis etapas-chave do seu roteiro. Este artigo irá focar na primeira etapa "The Merge", explorando as potenciais direções de melhoria e caminhos de implementação do mecanismo de atestação (PoS).

"The Merge" marca a transformação significativa do Ethereum de um sistema de prova de trabalho ( PoW ) para um sistema de atestação ( PoS ). Embora o Ethereum tenha funcionado de forma estável como um sistema PoS durante quase dois anos, mostrando um desempenho excelente, ainda há vários aspectos que precisam ser otimizados.

Objetivo Principal

1. Implementar a determinística de um único slot (SSF), reduzindo o tempo de confirmação final do bloco de 15 minutos para dentro de um único slot.

2. Maximizar a confirmação e a velocidade de conclusão das transações, mantendo a descentralização.

3. Reduzir o limiar de staking e aumentar a viabilidade do staking pessoal.

4. Aumentar a robustez geral do sistema.

5. Melhorar a capacidade de resistência e recuperação contra ataques de 51%.

Desafios técnicos e soluções

determinismo de slot único e democratização do staking

Atualmente, a finalização de blocos no Ethereum leva cerca de 15 minutos, com um limite mínimo de 32 ETH para staking. Esta configuração visa equilibrar o número de validadores, o tempo de finalização e os custos de operação dos nós.

Idealmente, o Ethereum espera manter a finalidade econômica ao mesmo tempo:

• Reduzir o tempo de confirmação final do bloco para menos de 12 segundos.
• Reduzir o limiar mínimo de staking para 1 ETH

Para atingir esses objetivos, atualmente existem várias soluções:

1. Melhorar o protocolo de agregação de assinaturas, como utilizando a tecnologia ZK-SNARKs.

2. Adotar o mecanismo do Comitê Orbit, selecionando aleatoriamente um comitê de médio porte para ser responsável pela determinação final da cadeia.

3. Implementar um mecanismo de dupla garantia, estabelecendo dois tipos de garantidores com diferentes requisitos de depósito.

eleição de líder secreto único

Atualmente, o proponente do próximo bloco é previsível, o que representa um risco de segurança. A solução é ocultar as informações do proponente antes da geração do bloco, mas implementar um protocolo suficientemente simples não é tarefa fácil.

Acelerar a confirmação de transações

Reduzir o tempo de confirmação das transações de 12 segundos para 4 segundos pode melhorar significativamente a experiência do usuário. Existem duas principais abordagens:

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

No entanto, esses métodos enfrentam desafios técnicos e riscos potenciais.

ameaça de computação quântica

Diante da ameaça potencial da computação quântica, o Ethereum precisa desenvolver alternativas baseadas em hash ou outras resistentes a quântica para a parte do protocolo que atualmente depende de curvas elípticas.

Conclusão

Ethereum enfrenta muitos desafios na otimização do sistema PoS. A determinação final em um único slot de tempo, a democratização do staking, a eleição de um único líder secreto, a confirmação mais rápida de transações e o desenvolvimento de soluções contra ataques quânticos são questões-chave que precisam ser resolvidas.

A equipa do Ethereum está a explorar ativamente várias soluções técnicas, pesando os prós e os contras, para encontrar o melhor caminho de desenvolvimento, melhorando continuamente a segurança, o desempenho e o nível de descentralização do sistema. Este processo reflete o espírito de inovação contínua e autoaperfeiçoamento da comunidade Ethereum.