Posibles mejoras en el sistema PoS de Ethereum

Ethereum ha estado funcionando con éxito el sistema de prueba de participación durante casi dos años, mostrando un rendimiento sobresaliente. Sin embargo, todavía hay algunas áreas importantes que necesitan mejoras, incluyendo características técnicas y cambios económicos. Este artículo se centra en cómo se puede mejorar aún más el diseño técnico de la prueba de participación.

Finalidad de un solo slot y democratización del staking

problema

Actualmente se necesita aproximadamente 15 minutos para completar un bloque, y se requieren 32 ETH para convertirse en un validador. Esto es para equilibrar la cantidad de validadores, el tiempo de finalización y los costos de los nodos.

En un mundo ideal, esperamos:

• Completar el bloque (12 segundos o menos en un intervalo de tiempo )
• Permitir apilar con 1 Ether

Esto puede mejorar la seguridad, simplificar los protocolos y apoyar a más apostadores individuales. Pero entra en conflicto con el objetivo de minimizar los gastos.

solución

Algunas posibles soluciones:

1. Comité de Orbit: selecciona al azar un comité de tamaño mediano responsable de la decisión final, manteniendo la finalización económica.

2. Solución potente: utilizar un mejor protocolo de agregación de firmas, como ZK-SNARKs, para manejar una gran cantidad de firmas de validadores.

3. Dos niveles de staking: se divide en dos niveles de requisitos de depósito, alto y bajo, solo el nivel alto participa directamente en la finalización económica.

4. Mantener el estado actual

Se pueden combinar varias estrategias, como añadir Orbit pero no ejecutar la finalización de un solo slot, etc.

evaluación

Es necesario encontrar un equilibrio entre la finalización económica, la descentralización y la eficiencia. Orbit puede reducir el costo de los ataques, un plan robusto aumenta la complejidad, y el staking de dos capas presenta un riesgo de centralización.

Elección de un único líder secreto

problema

El conocimiento anticipado del próximo proponente de bloque presenta un riesgo de ataque DoS.

solución

Utilizar tecnología criptográfica para crear un "ID ciego" para cada validador, seleccionar aleatoriamente un ID ciego como proponente, pero nadie sabe a qué validador corresponde.

equilibrio

Aumentó la complejidad del protocolo. Puede que no valga la pena implementar hasta que se introduzca un mecanismo de prueba de conocimiento cero general.

Confirmación de transacciones más rápida

problema

Reducir aún más el tiempo de confirmación ( de 12 segundos a 4 segundos ) puede mejorar la experiencia del usuario.

solución

1. Reducir el tiempo de inactividad a 8 segundos o 4 segundos
2. Permitir a los proponentes publicar preconfirmaciones

sopesar

Reducir el tiempo de ranura puede llevar a la centralización de los validadores. El método de preconfirmación no puede mejorar el peor de los casos y es difícil de incentivar.

Otras áreas de investigación

• Recuperación de ataque del 51%: reducir la dependencia de la capa social, automatizar parcialmente el proceso de recuperación.
• Aumentar el umbral de quorum: del 67% al 80%, aumentando la seguridad
• Resistencia cuántica: desarrollar alternativas resistentes a la cuántica para la criptografía de curvas elípticas

En general, el sistema PoS de Ethereum todavía tiene múltiples direcciones de mejora potencial, que requieren un equilibrio entre seguridad, descentralización y eficiencia.