Майбутній напрямок розвитку системи атестації Ethereum

Нещодавно співзасновник Ethereum висунув ряд концепцій щодо майбутнього розвитку протоколу Ethereum, які охоплюють кілька аспектів. У цій статті ми зосередимося на першій частині, а саме "злитті"(The Merge) етапу, проаналізуємо потенційні можливості покращення механізму атестації та шляхи його реалізації.

"Злиття" є найбільш важливою віхою в історії Ethereum, що позначає перехід від доказу роботи до атестації. Хоча поточна система атестації демонструє відмінні результати в стабільності, продуктивності та децентралізації, все ще існує кілька ключових областей, які потребують подальшої оптимізації.

Основні цілі покращення

1. Реалізація односекундної детермінації, значне скорочення часу остаточного підтвердження блоку
2. Прискорення підтвердження та завершення угод при збереженні децентралізації
3. Знизити поріг застави, підвищити можливість особистої застави
4. Підвищення стійкості системи
5. Підвищення стійкості до атак на 51% та відновлювальних можливостей

Одночасна детермінація та демократизація стейкінгу

Наразі остаточне підтвердження блоків Ethereum потребує близько 15 хвилин, а мінімальний поріг стейкінгу становить 32 ETH. Це результат компромісу між кількома цілями. В ідеалі Ethereum прагне досягти двох цілей, зберігаючи економічну остаточність:

1. Зменшити час остаточного підтвердження блоку до одного інтервалу (12 секунд або менше)
2. Знизити мінімальний поріг стейкінгу до 1 Етер

Ці покращення принесуть численні переваги, зокрема підвищення користувацького досвіду, спрощення архітектури протоколу та зниження порогу особистої атестації. Проте ці цілі суперечать вимозі мінімізувати системні витрати.

Одночасна детерміністична схема

Щоб вирішити проблеми з продуктивністю у разі великої кількості валідаторів, наразі існує кілька потенційних рішень:

1. Оптимізація протоколу агрегації підписів, можливо, за допомогою технології ZK-SNARKs
2. Механізм комітету Orbit, який відповідає за остаточну детермінацію ланцюга шляхом випадкового відбору середнього комітету.
3. Двошарова механіка застави, встановлення різних вимог до застави для двох категорій заставодавців

Кожен варіант має свої переваги та недоліки, і необхідно знайти баланс між безпекою, децентралізацією та технічною здійсненністю.

Вибори єдиного секретного лідера

У поточній системі наступний пропонент блоку є передбачуваним, що створює ризики безпеки. Протокол виборів єдиного секретного лідера створює "сліпі" ID для кожного валідатора за допомогою криптографічних технологій та дозволяє кільком пропонентам реорганізувати та повторно затуманити пул сліпих ID, щоб вирішити цю проблему.

Однак реалізація достатньо простої та ефективної виборчої системи для єдиного таємного лідера все ще стикається з викликами, особливо в частині збереження простоти системи та її стійкості до квантових атак.

Прискорення підтвердження транзакцій

Подальше скорочення часу підтвердження транзакцій (наприклад, з 12 секунд до 4 секунд) значно покращить користувацький досвід та підвищить ефективність DeFi-протоколів. Основними є два технічні маршрути:

1. Скоротити час у вікні
2. Дозволяє пропонентам публікувати попереднє підтвердження в межах одного часово́го інтервалу

Але обидва ці методи мають свої обмеження, такі як можливе посилення концентрації валідаторів або неможливість покращити продуктивність у найгіршому випадку.

Антиквантова загроза

Стикаючись з потенційною загрозою квантових обчислень, Ethereum потрібно розробити альтернативні рішення на основі хешування або інших технологій, стійких до квантових обчислень, для частини протоколу, що наразі залежить від еліптичних кривих. Це підкреслює важливість збереження консервативних припущень у дизайні атестації.

Висновок

Технічний прогрес системи атестації Ethereum сповнений викликів. Від зниження бар'єру для стейкінгу до досягнення однократної детермінованості, від оптимізації виборів лідерів до пришвидшення підтвердження транзакцій, і до протидії загрозам з боку квантових обчислень — кожен аспект потребує глибоких досліджень та інновацій. Команда Ethereum докладає зусиль для вивчення та оцінки різних технічних рішень, щоб знайти найкращий шлях розвитку, забезпечуючи вищий рівень безпеки, продуктивності та децентралізації.