Технічна еволюція системи атестації Ethereum

Співзасновник Ethereum Віталік Бутерін нещодавно опублікував ряд статей про майбутній розвиток Ethereum, що охоплюють шість ключових етапів його дорожньої карти. У цій статті буде зосереджено увагу на першому етапі "The Merge", обговорюючи потенційні напрямки покращення механізму атестації (PoS) та шляхи його реалізації.

"Злиття" позначає значну трансформацію Ethereum з роботи на основі доказу роботи (PoW) до атестації (PoS). Хоча Ethereum стабільно працює як PoS система майже два роки та демонструє відмінні результати, все ще є кілька аспектів, які потребують подальшої оптимізації.

Основна мета

1. Реалізація детермінації в один часовий проміжок (SSF), скорочення часу остаточного підтвердження блоку з 15 хвилин до одного часового проміжку.

2. Максимізувати швидкість підтвердження та завершення транзакцій за умови збереження децентралізації.

3. Знизити поріг застави, підвищити можливість особистої застави.

4. Підвищення загальної стабільності системи.

5. Підвищення стійкості до атаки 51% та можливості відновлення.

Технічні виклики та рішення

Одночасна детермінація та демократизація стейкінгу

Наразі остаточне підтвердження блоків Ethereum займає близько 15 хвилин, а мінімальний поріг стейкінгу становить 32 ETH. Це налаштування призначене для балансування трьох цілей: кількості валідаторів, часу остаточного підтвердження та витрат на роботу вузлів.

В ідеальних умовах Ethereum сподівається зберегти економічну остаточність одночасно:

• Зменшити час остаточного підтвердження блоку до 12 секунд
• Знизити мінімальний поріг застави до 1 ETH

Для досягнення цих цілей наразі існує кілька варіантів:

1. Покращення протоколу агрегації підписів, наприклад, використання технології ZK-SNARKs.

2. Використання механізму комітету Orbit, шляхом випадкового відбору середнього комітету, відповідального за остаточне підтвердження ланцюга.

3. Впровадження подвійного механізму застави, встановлення різних вимог до депозитів для двох типів заставодавців.

одностайні вибори таємного лідера

Наразі, наступний пропонент блоку є передбачуваним, що створює проблеми безпеки. Рішення полягає у прихованні інформації про пропонента до генерації блоку, але реалізувати достатньо простий протокол не є легким завданням.

Прискорити підтвердження транзакцій

Скорочення часу підтвердження транзакцій з 12 секунд до 4 секунд може значно покращити досвід користувачів. Основними є два методи:

• Скоротити час міжсесій до 8 секунд або 4 секунд
• Дозволити пропонувальникам публікувати попереднє підтвердження в одному часовому інтервалі

Однак ці методи стикаються з технологічними викликами та потенційними ризиками.

антитехнологія квантових обчислень

Перед потенційною загрозою квантових обчислень Ethereum потрібно розробити альтернативи на основі хешування або інших квантово-стійких рішень для частин протоколу, які зараз залежать від еліптичних кривих.

Висновок

Ethereum стикається з багатьма викликами в оптимізації системи PoS. Остаточна визначеність в один момент часу, демократизація стейкінгу, вибори єдиного таємного лідера, швидше підтвердження транзакцій, а також розробка рішень для захисту від квантових атак - це ключові питання, які потрібно терміново вирішити.

Команда Ethereum активно досліджує різні технічні рішення, зважуючи переваги та недоліки, щоб знайти найкращий шлях розвитку, постійно підвищуючи безпеку, продуктивність і ступінь децентралізації системи. Цей процес відображає дух постійних інновацій та самовдосконалення спільноти Ethereum.