以太坊PoS還能如何改進?

以太坊已經成功運行PoS系統近兩年,在穩定性、性能和去中心化方面表現出色。但PoS仍有一些重要領域需要改進,主要包括技術特性改進和經濟變化以應對中心化風險。本文重點討論PoS技術設計方面的潛在改進方向。

單槽最終性和質押民主化

目前以太坊需要15分鍾才能完成一個區塊,最低質押門檻爲32 ETH。理想情況是:

• 在一個時隙內完成區塊最終確認(12秒或更短)
• 允許1 ETH進行質押(從32 ETH降至1 ETH)

這兩個目標都與降低節點運營成本的目標相衝突。目前有幾種主要方案:

1. 暴力破解:開發更好的籤名聚合協議,可能使用ZK-SNARKs

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,只有高層級直接參與經濟最終性

4. 維持現狀

每種方案都有其優缺點,需要權衡。可能的組合方案包括:

• 添加Orbit但不執行單槽最終性
• 使用蠻力技術降低最小存款規模但不執行單槽最終性
• 使用保守參數執行Orbit SSF並輔以蠻力技術
• 添加彩虹質押但不執行單槽最終性

單一祕密Leader選舉

目的是隱藏下一個區塊的提議者信息,防止針對性DoS攻擊。

主要方法是爲每個驗證者創建"盲"驗證者ID,然後隨機選擇一個盲ID作爲提議者。只有該盲ID的所有者才能生成有效的區塊提議證明。

主要挑戰是找到足夠簡單的協議實現,避免過度增加以太坊的復雜性。可能需要等到以太坊出於其他原因引入零知識證明機制時再考慮。

更快的交易確認

目標是將確認時間從12秒減少到4秒左右。主要有兩種技術路線:

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

減少時隙時間可能會帶來中心化風險。預確認方法可以改善平均情況,但無法改善最壞情況。

關鍵問題是如何激勵預確認。如果不嘗試縮短確認時間,生態系統可能會更依賴L2的預確認機制。

其他研究方向

• 51%攻擊恢復:嘗試減少對社交層的依賴,部分自動化恢復過程

• 增加法定人數閾值:從67%提高到80%,增加安全性

• 抗量子性:開發量子抗性替代方案,爲未來做準備

總的來說,以太坊PoS仍有多個方面可以進一步優化和改進,需要在安全性、去中心化和性能之間尋找平衡點。