Обговорення майбутніх напрямків розвитку системи PoS Ethereum

Нещодавно співзасновник Ethereum опублікував низку статей, що досліджують можливості майбутнього розвитку протоколу Ethereum. Ця стаття зосередиться на частині "The Merge" в дорожній карті, обговорюючи, які ще технічні рішення можна покращити в системі PoS (доказ частки), а також шляхи реалізації цих покращень.

"Злиття" вважається найважливішою подією в історії Ethereum, що знаменує перехід від PoW (доказ роботи) до PoS (доказ частки). Наразі Ethereum як система PoS стабільно працює майже два роки, демонструючи відмінні результати в стабільності, продуктивності та децентралізації. Проте система доказу частки все ще має деякі важливі області, які потребують подальшого вдосконалення.

Дорожня карта Ethereum на 2023 рік розділяє основні напрямки покращень на два аспекти: оптимізація технічних характеристик (таких як стабільність, продуктивність і доступність для малих валідаторів) та коригування економічних механізмів для протидії ризикам централізації.

Основні цілі "The Merge" включають:

1. Реалізувати одночасну детермінацію (SSF), суттєво скоротити час остаточного підтвердження блоку
2. Підтвердження та завершення транзакції на найшвидшій швидкості при збереженні децентралізації
3. Підвищення життєздатності незалежного стейкінгу
4. Посилення стійкості системи
5. Підвищення здатності Ethereum протистояти атакам 51%

Односекундна детермінація та демократизація стейкінгу

Наразі Ethereum потребує близько 15 хвилин для завершення блоку, а поріг стейкінгу становить 32 ETH. Це компроміс, зроблений для збалансування кількох цілей:

• Максимізація кількості валідаторів, які беруть участь у стейкінгу
• Мінімізувати час остаточного підтвердження
• Мінімізувати витрати на роботу вузлів

В ідеальних умовах Ethereum прагне досягти двох вдосконалень, зберігаючи при цьому економічну остаточність:

1. Завершення підтвердження блоку за один часовий проміжок, а не за 15 хвилин
2. Знизити поріг стейкингу з 32 Етер до 1 Етер

Ці покращення дозволять більшій кількості користувачів насолоджуватися вищим рівнем безпеки, спростити протоколи та інфраструктуру, а також підтримати більше незалежних стейкерів у їхній участі.

Однак, швидша визначеність і нижчий поріг стейкінгу суперечать меті мінімізації витрат. Нещодавні дослідження запропонували кілька можливих рішень:

1. Покращити протокол агрегації підписів, наприклад, використовуючи ZK-SNARKs
2. Механізм комітету Orbit дозволяє випадково обраній середній комісії відповідати за остаточне підтвердження ланцюга.
3. Двошарова механіка стейкінгу, що встановлює дві різні вимоги до депозитів для стейкерів

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

Вибори єдиного таємного лідера

Наразі пропонент наступного блоку може бути відомий заздалегідь, що створює проблеми безпеки. Рішенням є приховати інформацію про пропонента, принаймні до генерації блоку. Реалізація простого та ефективного протоколу виборів єдиного таємного лідера все ще стикається з викликами, і потрібно знайти баланс між складністю протоколу та безпекою.

Швидше підтвердження транзакцій

Скорочення часу підтвердження транзакцій з 12 секунд до 4 секунд значно поліпшить користувацький досвід, підвищить ефективність DeFi-протоколів та зробить L2 більш децентралізованими. Основні існують два технічні шляхи:

1. Зменшити час вікна до 8 секунд або 4 секунд
2. Дозволити пропонувальникам публікувати попереднє підтвердження під час одного часовго інтервалу

Проте, скорочення часу між блоками може призвести до ризику централізації валідаторів. Метод попереднього підтвердження може покращити середній час підтвердження, але не може покращити найгірший випадок, і питання щодо того, як стимулювати попереднє підтвердження, залишається відкритим.

Альтернативи досягнення стійкості до квантових атак

Стикаючись із потенційною загрозою квантових обчислень, Ethereum потрібно розробити альтернативи на основі хешування або інших квантових стійких рішень для частин протоколу, які наразі залежать від еліптичних кривих. Це також підтверджує доцільність збереження консерватизму в дизайні доказу частки.

Підсумок

Технологічна еволюція системи PoS Ethereum стикається з багатьма викликами. Остаточна визначеність у одному часовому слоті, демократизація стейкінгу, вибори єдиного секретного лідера, швидше підтвердження транзакцій та розробка рішень для захисту від квантових атак – це важливі питання, які потребують термінового вирішення. Ethereum постійно досліджує та інновує, прагнучи знайти оптимальний баланс між різними технічними рішеннями для досягнення вищого рівня безпеки, продуктивності та децентралізації.

! Аналіз перспектив оновлення технології протоколу Ethereum (1): Злиття