O futuro desenvolvimento do sistema de atestação Ethereum

O cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, recentemente publicou uma série de artigos sobre o futuro desenvolvimento do protocolo Ethereum, abrangendo seis principais aspectos. Este artigo se concentrará na primeira parte "The Merge", explorando as possíveis direções de melhorias técnicas do sistema de atestação (PoS).

"Mesclagem" é um marco na transição do Ethereum de prova de trabalho (PoW) para prova de participação (PoS). Embora o sistema PoS atual funcione de forma estável, ainda há espaço para melhorias. O roteiro de 2023 foca principalmente na otimização das características técnicas e na transformação econômica para lidar com os riscos de centralização.

Principais objetivos de melhoria

1. Implementar a determinística de único slot (SSF), reduzindo significativamente o tempo de confirmação final do bloco
2. Acelerar a confirmação e conclusão das transações, mantendo a descentralização.
3. Reduzir o limite de colateralização e aumentar a viabilidade da colateralização individual.
4. Aumentar a robustez do sistema
5. Aumentar a capacidade de resistir a ataques de 51%

Determinismo de slot único e democratização do staking

Atualmente, a finalização de blocos leva cerca de 15 minutos, e o mínimo para a estaca é de 32 Éter. Este é o resultado de um compromisso entre vários objetivos. Idealmente, o Ethereum espera:

1. Reduzir o tempo de confirmação final do bloco para menos de 12 segundos
2. Reduzir o limite mínimo de garantia para 1 Éter

Isto aumentará a segurança, simplificará o protocolo e apoiará mais validadores individuais a participar. Mas isto entra em conflito com o objetivo de minimizar os custos do sistema.

Potenciais soluções para a determinação de slot único

1. Melhorar o protocolo de agregação de assinaturas, como usar a tecnologia ZK-SNARKs
2. Mecanismo do Comitê Orbit: seleção aleatória de um comitê de tamanho médio responsável pela determinação final
3. Mecanismo de dupla garantia: configurar dois níveis de garantia, alto e baixo, cada um com suas responsabilidades.

Cada solução tem suas vantagens e desvantagens, e é necessário encontrar um equilíbrio entre segurança e grau de descentralização.

Eleição de Líder Único Secreto

Atualmente, a identidade dos validadores pode ser conhecida antecipadamente, o que representa um risco de segurança. A eleição de um único líder secreto (SSLE) utiliza tecnologia de criptografia para ocultar informações dos validadores, aumentando a segurança. No entanto, a implementação de um protocolo SSLE simples e eficiente ainda enfrenta desafios.

Acelerar a confirmação de transações

Reduzir o tempo de confirmação de transações de 12 segundos para 4 segundos melhorará significativamente a experiência do usuário. Existem duas principais abordagens:

1. Reduzir o comprimento do intervalo para 8 segundos ou 4 segundos
2. Permitir que os validadores publiquem pré-confirmações em um único intervalo de tempo

Mas esses métodos apresentam certos riscos, como a possibilidade de levar à centralização dos validadores.

Anticomputação Quântica

Perante a possível ameaça da computação quântica no futuro, o Ethereum precisa desenvolver alternativas baseadas em tecnologias resistentes a quântica, como hash, para fornecer opções para cada parte do protocolo que depende de curvas elípticas.

Conclusão

Ethereum está explorando ativamente várias soluções tecnológicas para alcançar maior segurança, desempenho e grau de descentralização. Pesar as opções entre diferentes soluções e encontrar o melhor caminho de desenvolvimento é o foco das futuras atualizações tecnológicas.