Ethereum atestação ainda tem espaço para melhorias
Ethereum tem funcionado de forma estável por quase dois anos desde que fez a transição do sistema de prova de trabalho para o sistema de atestação. Este mecanismo de atestação tem se destacado em termos de estabilidade, desempenho e descentralização. No entanto, ainda há algumas áreas importantes que precisam de melhorias no sistema de atestação.
Este artigo irá discutir aspectos que podem ser melhorados no design técnico da atestação, bem como possíveis caminhos para implementar essas melhorias. Esta não é uma lista exaustiva, mas sim uma lista de ideias que estão sendo ativamente consideradas.
Finalidade de um único slot e democratização do staking
Atualmente, o Ethereum leva cerca de 15 minutos para completar um bloco e são necessários 32 ETH para se tornar um validador. Isso é o resultado de um equilíbrio entre três objetivos:
Maximizar o número de validadores que podem participar na atestação
Minimizar o tempo de conclusão
Minimizar os custos da execução de nós
Estes três objetivos são mutuamente exclusivos. Idealmente, gostaríamos de manter a finalidade econômica ao mesmo tempo:
Completar o bloco (12 segundos ou menos dentro de um intervalo de tempo )
Permitir que os validadores façam staking com 1 Éter
O principal desafio na realização desses objetivos é como fazer com que a finalização de um único slot funcione com um número muito elevado de validadores, sem resultar em custos operacionais de nós extremamente altos. Atualmente, existem várias soluções potenciais:
Ataque de força bruta - Desenvolver um melhor protocolo de agregação de assinaturas, possivelmente usando ZK-SNARKs.
Comissão Orbit - um novo mecanismo que permite a um comitê de médio porte selecionado aleatoriamente ser responsável pela finalização da cadeia.
Duas camadas de staking - Divide os stakers em duas categorias, altas e baixas exigências de depósito, apenas os de alto nível participam diretamente na provisão de finalização económica.
Manter o status quo
Cada solução tem suas vantagens e desvantagens que precisam ser avaliadas. É possível combinar várias estratégias, como adicionar Orbit, mas não executar a finalização de um único slot, ou usar parâmetros conservadores para executar Orbit SSF e combinar com técnicas de força bruta, etc.
Eleição de Líder Único Secreto
Atualmente, o proponente do próximo bloco é conhecido de antemão, o que representa um risco de segurança. Um atacante pode monitorar a rede, identificar os endereços IP dos validadores e iniciar um ataque DoS quando o validador estiver prestes a propor um bloco.
A eleição de um único líder secreto ( SSLE ) protocolo cria um "ID de verificador cego" para cada validador através da tecnologia de criptografia, permitindo que vários proponentes tenham a oportunidade de reorganizar e re-embaraçar o pool de IDs cegos. Um ID cego é selecionado aleatoriamente a cada período, e apenas o proprietário desse ID pode gerar uma prova válida para propor um bloco, mas ninguém sabe a qual validador esse ID corresponde.
O principal desafio do SSLE é encontrar e implementar um protocolo suficientemente simples para ser aplicado na mainnet. Precisamos pesar a complexidade e a segurança do protocolo. Outra opção é usar medidas de mitigação fora do protocolo para resolver problemas de DoS.
Confirmação de transação mais rápida
Reduzir o tempo de confirmação da transação de 12 segundos para 4 segundos irá melhorar significativamente a experiência do usuário, tornando os protocolos DeFi mais eficientes e ajudando na descentralização do L2. Existem duas principais rotas tecnológicas:
Reduzir o tempo de intervalo, como reduzir para 8 segundos ou 4 segundos.
Permitir que os proponentes publiquem pré-confirmações durante o processo de slots.
Reduzir o tempo de slot pode aumentar o risco de centralização dos validadores. O método de pré-confirmação pode melhorar o tempo de inclusão em média, mas não pode melhorar o pior cenário. Também é necessário considerar como incentivar a pré-confirmação.
Outras áreas de pesquisa
Recuperação de ataques de 51%: reduzir a dependência da camada social, tornando o processo de recuperação o mais automatizado possível.
Aumentar o limiar de quórum: aumentar a proporção de apoio necessária para a decisão final de 67% para 80%, para aumentar a segurança.
Resistência quântica: desenvolver alternativas baseadas em hash ou outras resistências quânticas para enfrentar a ameaça futura dos computadores quânticos.
Essas melhorias podem aumentar ainda mais a segurança, eficiência e descentralização do sistema de atestação do Ethereum. No entanto, cada melhoria requer uma avaliação de prós e contras, e é necessário um esforço conjunto da comunidade para alcançar o melhor equilíbrio.
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Cinco direções de otimização do mecanismo de atestação do Ethereum
Ethereum atestação ainda tem espaço para melhorias
Ethereum tem funcionado de forma estável por quase dois anos desde que fez a transição do sistema de prova de trabalho para o sistema de atestação. Este mecanismo de atestação tem se destacado em termos de estabilidade, desempenho e descentralização. No entanto, ainda há algumas áreas importantes que precisam de melhorias no sistema de atestação.
Este artigo irá discutir aspectos que podem ser melhorados no design técnico da atestação, bem como possíveis caminhos para implementar essas melhorias. Esta não é uma lista exaustiva, mas sim uma lista de ideias que estão sendo ativamente consideradas.
Finalidade de um único slot e democratização do staking
Atualmente, o Ethereum leva cerca de 15 minutos para completar um bloco e são necessários 32 ETH para se tornar um validador. Isso é o resultado de um equilíbrio entre três objetivos:
Estes três objetivos são mutuamente exclusivos. Idealmente, gostaríamos de manter a finalidade econômica ao mesmo tempo:
O principal desafio na realização desses objetivos é como fazer com que a finalização de um único slot funcione com um número muito elevado de validadores, sem resultar em custos operacionais de nós extremamente altos. Atualmente, existem várias soluções potenciais:
Ataque de força bruta - Desenvolver um melhor protocolo de agregação de assinaturas, possivelmente usando ZK-SNARKs.
Comissão Orbit - um novo mecanismo que permite a um comitê de médio porte selecionado aleatoriamente ser responsável pela finalização da cadeia.
Duas camadas de staking - Divide os stakers em duas categorias, altas e baixas exigências de depósito, apenas os de alto nível participam diretamente na provisão de finalização económica.
Manter o status quo
Cada solução tem suas vantagens e desvantagens que precisam ser avaliadas. É possível combinar várias estratégias, como adicionar Orbit, mas não executar a finalização de um único slot, ou usar parâmetros conservadores para executar Orbit SSF e combinar com técnicas de força bruta, etc.
Eleição de Líder Único Secreto
Atualmente, o proponente do próximo bloco é conhecido de antemão, o que representa um risco de segurança. Um atacante pode monitorar a rede, identificar os endereços IP dos validadores e iniciar um ataque DoS quando o validador estiver prestes a propor um bloco.
A eleição de um único líder secreto ( SSLE ) protocolo cria um "ID de verificador cego" para cada validador através da tecnologia de criptografia, permitindo que vários proponentes tenham a oportunidade de reorganizar e re-embaraçar o pool de IDs cegos. Um ID cego é selecionado aleatoriamente a cada período, e apenas o proprietário desse ID pode gerar uma prova válida para propor um bloco, mas ninguém sabe a qual validador esse ID corresponde.
O principal desafio do SSLE é encontrar e implementar um protocolo suficientemente simples para ser aplicado na mainnet. Precisamos pesar a complexidade e a segurança do protocolo. Outra opção é usar medidas de mitigação fora do protocolo para resolver problemas de DoS.
Confirmação de transação mais rápida
Reduzir o tempo de confirmação da transação de 12 segundos para 4 segundos irá melhorar significativamente a experiência do usuário, tornando os protocolos DeFi mais eficientes e ajudando na descentralização do L2. Existem duas principais rotas tecnológicas:
Reduzir o tempo de slot pode aumentar o risco de centralização dos validadores. O método de pré-confirmação pode melhorar o tempo de inclusão em média, mas não pode melhorar o pior cenário. Também é necessário considerar como incentivar a pré-confirmação.
Outras áreas de pesquisa
Recuperação de ataques de 51%: reduzir a dependência da camada social, tornando o processo de recuperação o mais automatizado possível.
Aumentar o limiar de quórum: aumentar a proporção de apoio necessária para a decisão final de 67% para 80%, para aumentar a segurança.
Resistência quântica: desenvolver alternativas baseadas em hash ou outras resistências quânticas para enfrentar a ameaça futura dos computadores quânticos.
Essas melhorias podem aumentar ainda mais a segurança, eficiência e descentralização do sistema de atestação do Ethereum. No entanto, cada melhoria requer uma avaliação de prós e contras, e é necessário um esforço conjunto da comunidade para alcançar o melhor equilíbrio.