Hướng cải tiến tương lai của hệ thống bằng chứng Ethereum

Ethereum đã chuyển từ bằng chứng công việc sang bằng chứng gần hai năm, hoạt động tổng thể ổn định. Tuy nhiên, hệ thống bằng chứng vẫn có một số lĩnh vực quan trọng cần cải thiện, chủ yếu bao gồm:

Tính cuối cùng của một khe duy nhất và dân chủ hóa việc chứng thực

Hiện tại Ethereum cần 15 phút để xác nhận một khối cuối cùng, ngưỡng đặt cọc tối thiểu là 32 ETH. Hy vọng có thể đạt được hai mục tiêu sau:

• Trong một khoảng thời gian (12 giây ) hoàn thành xác nhận cuối cùng của khối
• Giảm ngưỡng đặt cọc tối thiểu xuống còn 1 Ether

Thách thức chính trong việc đạt được hai mục tiêu này là làm thế nào để xử lý một lượng lớn chữ ký của các xác thực viên mà không làm tăng đáng kể chi phí vận hành của các nút. Hiện có ba giải pháp chính:

1. Phát triển giao thức tổng hợp chữ ký tiên tiến hơn, chẳng hạn như sử dụng ZK-SNARKs
2. Cơ chế Ủy ban Orbit: chọn ngẫu nhiên một ủy ban có quy mô vừa để chịu trách nhiệm xác nhận cuối cùng
3. Staking hai lớp: chia thành hai loại xác thực là gửi tiền cao và gửi tiền thấp

Mỗi phương án đều có ưu nhược điểm của nó, cần nghiên cứu và cân nhắc thêm.

Bầu cử Leader bí mật đơn lẻ

Mục đích là ẩn danh tính của người đề xuất khối tiếp theo, ngăn chặn các cuộc tấn công DoS có mục tiêu. Phương pháp chủ yếu là tạo ra "ID xác thực mù" cho mỗi người xác thực, sau đó chọn ngẫu nhiên một ID mù làm người đề xuất khối.

Thách thức hiện tại là tìm một giải pháp thực hiện đủ đơn giản và hiệu quả, tránh làm tăng độ phức tạp của giao thức.

Xác nhận giao dịch nhanh hơn

Giảm thời gian xác nhận giao dịch từ khoảng 12 giây xuống còn 4 giây có thể cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng. Có hai hướng công nghệ chính:

1. Rút ngắn thời gian trống xuống còn 8 giây hoặc 4 giây
2. Cho phép người đề xuất phát hành xác nhận trước trong khoảng thời gian.

Hai phương án đều có những ưu nhược điểm riêng cần được cân nhắc.

Các hướng nghiên cứu khác

• Khôi phục tấn công 51%: giảm sự phụ thuộc vào lớp xã hội, quá trình khôi phục tự động một phần
• Tăng ngưỡng số người hợp lệ: từ 67% lên 80%, tăng cường an toàn
• Chống lượng tử: Để đối phó với mối đe dọa của máy tính lượng tử trong tương lai, phát triển các giải pháp chống lượng tử dựa trên băm và các phương pháp khác.

Những cải tiến này sẽ tăng cường hơn nữa hiệu suất, độ an toàn và mức độ phi tập trung của hệ thống Bằng chứng Ethereum. Tuy nhiên, mỗi cải tiến đều liên quan đến những thách thức kỹ thuật phức tạp và cần có sự cân nhắc, đòi hỏi cộng đồng tiếp tục nghiên cứu và thảo luận sâu hơn.