以太坊PoS還可如何改進?

以太坊已經成功運行權益證明系統近兩年,表現相當穩定。但仍有一些重要領域需要改進,包括技術特性和經濟變化。本文將重點討論權益證明的技術設計中還有哪些可以改進的地方。

單槽最終性和質押民主化

目前以太坊需要約15分鍾才能完成一個區塊,且需要32 ETH才能成爲質押者。理想情況下,我們希望:

• 在一個時隙內完成區塊最終性(約12秒)
• 允許使用1 ETH進行質押

這兩個目標都會增加節點運營開銷。爲解決這個問題,目前有幾種主要方案:

1. 暴力破解:開發更好的籤名聚合協議,可能使用ZK-SNARKs。

2. Orbit委員會:隨機選擇中等規模委員會負責最終確定鏈。

3. 兩層質押:將質押者分爲高存款要求和低存款要求兩類。

4. 維持現狀

每種方案都有優缺點,需要權衡。也可以採取混合策略,如添加Orbit但不執行單槽最終性等。

單一祕密Leader選舉

目前驗證者提出下一個區塊是可預知的,存在DoS攻擊風險。單一祕密Leader選舉(SSLE)協議通過加密技術爲每個驗證者創建"盲"ID,然後隨機選擇一個盲ID作爲提議者,解決這個問題。

實施SSLE面臨的主要挑戰是如何在不增加太多復雜性的前提下實現。可能需要等到以太坊協議出於其他原因引入通用零知識證明機制時,SSLE的額外復雜性才會降低到可接受水平。

更快的交易確認

將交易確認時間從12秒減少到4秒將顯著改善用戶體驗。主要有兩種技術路線:

1. 減少時隙時間到8秒或4秒

2. 允許提議者在時隙過程中發布預確認

減少時隙時間可能會帶來驗證者集中化風險。預確認方法可以改善平均情況,但不能改善最壞情況的包含時間。如何激勵預確認也是一個待解決的問題。

其他研究方向

• 51%攻擊恢復:減少對社交層的依賴,使恢復過程盡可能自動化

• 增加法定人數閾值:從67%提高到80%,增強安全性

• 抗量子性:爲依賴橢圓曲線的協議部分開發量子抗性替代方案

總的來說,以太坊PoS仍有不少改進空間,需要在安全性、去中心化和性能之間尋求平衡。未來的發展將聚焦於這些關鍵領域,進一步增強以太坊的可擴展性和穩定性。