以太坊 PoS 未來改進方向探討

以太坊已經成功過渡到權益證明(PoS)系統近兩年,表現出色。但仍有一些重要領域需要改進,主要包括技術特性和經濟變化兩個方面。本文將重點討論技術設計方面的潛在改進。

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,且最低質押門槽爲32 ETH。理想情況下,我們希望:

• 在一個時隙內完成區塊最終確認(12秒或更短)
• 將最低質押門槽降至1 ETH

實現這兩個目標面臨的主要挑戰是如何在大規模驗證者參與的情況下,不會導致節點運營成本過高。目前有幾種可能的解決方案:

1. 暴力破解:開發更高效的籤名聚合協議
2. Orbit委員會:使用隨機選擇的中型委員會負責最終確認
3. 兩層質押:將質押者分爲高低兩個層級

每種方案都有其優缺點,需要進一步研究和權衡。

單一祕密領導者選舉(SSLE)

當前驗證者提出下一個區塊的信息是預先已知的,這存在安全漏洞。SSLE旨在隱藏這一信息,直到區塊實際生成。

實現SSLE的主要挑戰是如何在保證隱私的同時,又確保每個時隙只有一個提議者。目前已有一些具體的協議提案,如Whisk等。

剩下的工作主要是找到一個足夠簡單的協議來實現,同時不會過度增加以太坊的復雜性。另一種選擇是通過協議外的措施來緩解DoS風險。

更快的交易確認

將交易確認時間從12秒減少到4秒左右,可以顯著改善用戶體驗。實現方式主要有兩種:

1. 減少時隙時間至8秒或4秒
2. 允許提議者在時隙過程中發布預確認

兩種方法各有利弊。減少時隙時間可能導致驗證者集中化。預確認方法可以大幅改善平均情況,但無法改善最壞情況。

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

這些改進方向都需要進一步的研究和權衡,以確保以太坊繼續朝着更安全、更去中心化的方向發展。