O futuro das direções de melhoria do sistema de atestação do Ethereum

Ethereum passou de prova de trabalho para atestação há quase dois anos, e a operação geral está estável. No entanto, o sistema de atestação ainda possui algumas áreas importantes que precisam de melhorias, principalmente incluem:

Finalidade de slot único e democratização da atestação

Atualmente, o Ethereum leva 15 minutos para confirmar definitivamente um bloco, e o limite mínimo de staking é de 32 Éter. Espera-se alcançar os seguintes dois objetivos:

• Em um slot de tempo, (12 segundos ) para a confirmação final do bloco.
• Reduzir o limite mínimo de staking para 1 Éter

O principal desafio na realização desses dois objetivos é como lidar com a grande quantidade de assinaturas dos validadores sem aumentar significativamente os custos operacionais dos nós. Atualmente, existem três soluções principais:

1. Desenvolver protocolos de agregação de assinaturas mais avançados, como o uso de ZK-SNARKs
2. Mecanismo do Comitê Orbit: seleção aleatória de um comitê de tamanho médio responsável pela confirmação final
3. Duas camadas de staking: divididas em validadores de alto depósito e de baixo depósito.

Cada solução tem suas vantagens e desvantagens, necessitando de mais pesquisa e ponderação.

Eleição de Líder Único Secreto

O objetivo é esconder a identidade do próximo proponente de bloco, evitando ataques DoS direcionados. O principal método é criar um "ID de validador cego" para cada validador e, em seguida, selecionar aleatoriamente um ID cego como proponente do bloco.

O desafio atual é encontrar uma solução de implementação que seja simples e eficiente o suficiente, evitando aumentar excessivamente a complexidade do protocolo.

Confirmação de transação mais rápida

Reduzir o tempo de confirmação de transação de 12 segundos para cerca de 4 segundos pode melhorar significativamente a experiência do usuário. Existem duas principais rotas tecnológicas:

1. Reduzir o intervalo de tempo para 8 segundos ou 4 segundos
2. Permitir que os proponentes publiquem pré-confirmações dentro do intervalo de tempo.

Ambas as opções têm suas próprias vantagens e desvantagens que precisam ser ponderadas.

Outras Direções de Pesquisa

• Recuperação de ataque de 51%: reduzir a dependência da camada social, parte do processo de recuperação automatizado
• Aumentar o limiar de quórum: de 67% para 80%, aumentando a segurança
• Resistência quântica: para enfrentar a ameaça da computação quântica no futuro, desenvolver soluções de resistência quântica baseadas em hash e outros.

Essas melhorias irão aumentar ainda mais o desempenho, a segurança e o nível de descentralização do sistema de atestação do Ethereum. No entanto, cada melhoria envolve desafios técnicos complexos e compromissos que exigem que a comunidade continue a pesquisa e discussão aprofundadas.