イーサリアム認証システムの改善方向

イーサリアムは、安定した動作をする認証システムとして近2年間にわたり、安定性、性能、そして中央集権リスクの回避において優れたパフォーマンスを示しています。しかし、認証にはまだいくつかの重要な分野での改善が必要です。この記事では、認証の技術設計において改善できる点と、それらの改善を実現するための手段について重点的に議論します。

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シングルスロットの最終性とステーキングの民主化

###質問

現在、2-3エポック(約15分)で1ブロックを完成させる必要があり、32 ETHがステーキングするために必要です。これは、バリデーターの数を最大化し、完了時間を最小化し、ノードの運用コストを最小化する間でのバランスを取るための妥協です。

理想的には、私たちは次のことを望んでいます:

• 一つのタイムスロット内でブロック(を終了し、現在の12秒の長さを維持または減少させる)
• バリデーターは 1 ETH でステーキングを許可し( 32 ETH から 1 ETH に減少)

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可能な解決策

1. ブルートフォース攻撃: より良い署名集約プロトコルを使用し、ZK-SNARKsを使用する可能性があります。

2. Orbit 委員会:中型委員会をランダムに選出してチェーンを最終的に確定し、同時に経済的最終性を保持する。

3. 二層のステーキング: ステーカーを高い預金要件と低い預金要件の二つのカテゴリーに分け、高い預金層のみが経済的最終性の提供に直接参加します。

4. 混合戦略: 上記のいくつかのプランを組み合わせる。

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解決すべき問題

• Orbitメカニズムの安全性と属性を検証する
• 効率的な署名集約技術の開発
• 2層のステーキングシステムの具体的な権利と責任の配分

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シングルシークレットリーダー選挙

###質問

現在、次のブロックを提案するバリデーターは事前に知られており、これがDoS攻撃のリスクを引き起こします。

###ソリューション

暗号技術を使用して各検証者の「ブラインド」検証者IDを作成し、その後、ランダムに1つのブラインドIDをブロック提案者として選択します。そのブラインドIDの所有者のみが有効な証明を生成してブロックを提案できますが、誰もそのブラインドIDがどの検証者に対応しているかは知りません。

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解決すべき問題

• 十分にシンプルなプロトコルを見つけて実装する
• 耐量子性SSLE実装の開発

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より速い取引確認

可能なプラン

1. スリップタイムを8秒または4秒に減少させる

2. 提案者がリアルタイムで取引の事前確認を公開することを許可する

解決すべき問題

• スロット時間の削減の実用性を評価する
• 事前確認のインセンティブメカニズムを設計する

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その他の研究方向

• 51%の攻撃復旧の自動化
• 最終決定の閾値(を67%から80%)に引き上げる
• 量子抵抗の代替手段の開発

イーサリアム認証システムは、まだ改善できる複数の側面があり、安全性、非中央集権性、性能の間でバランスを取る必要があります。今後の研究と開発は、これらの課題に対処し、イーサリアムの性能と安全性をさらに向上させることに努めます。

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