以太坊權益證明機制的進一步改進方向

以太坊自從完成從工作量證明到權益證明的過渡已經近兩年了。在這段時間裏,權益證明機制在穩定性、性能和去中心化方面表現出色。但仍有一些重要領域需要進一步改進,主要包括以下幾個方面:

單槽最終性和質押民主化

目前以太坊需要15分鍾左右才能完成一個區塊的最終確認,最小質押門檻爲32 ETH。這兩個指標都有進一步優化的空間:

• 將最終確認時間縮短到一個時隙(12秒)內
• 將最小質押門檻降低到1 ETH

實現這兩個目標面臨的主要挑戰是如何在保證經濟終結性的同時,不會大幅增加節點運營成本。目前有幾種可能的解決方案:

1. 採用更先進的籤名聚合協議,如使用ZK-SNARKs技術。

2. 採用Orbit委員會機制,通過隨機選擇中等規模的委員會來負責最終確認。

3. 採用兩層質押機制,將質押者分爲高存款要求和低存款要求兩類。

4. 上述方案的組合使用。

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

目前以太坊的區塊提議者是預先已知的,這存在被DoS攻擊的安全隱患。解決方案是採用單一祕密領導者選舉(SSLE)協議,在區塊實際生成前隱藏下一個區塊提議者的信息。

SSLE協議的主要挑戰在於如何在保證"單一"和"保密"兩個要求的同時,不會過度增加協議的復雜性。可能需要等到以太坊出於其他原因在L1引入通用零知識證明機制時,SSLE的邊際復雜性才會降到可接受的程度。

更快的交易確認

將交易確認時間從12秒縮短到4秒左右,可以顯著改善用戶體驗。主要有兩種技術路線:

1. 直接縮短時隙時間,如縮短到8秒或4秒。

2. 允許提議者在時隙過程中發布預確認。

兩種方案各有優缺點,需要進一步評估其可行性和影響。

其他研究方向

• 51%攻擊恢復:研究如何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:考慮將最終確認所需的支持率從67%提高到80%左右。

• 抗量子性:開發不依賴橢圓曲線的量子抗性替代方案。

這些改進將有助於進一步增強以太坊權益證明機制的安全性、效率和去中心化程度。但每項改進都需要謹慎評估其潛在影響,在實施過程中需要保持審慎。