¿Cómo se puede mejorar aún más el sistema de atestación de Ethereum?

Ethereum ha logrado con éxito la transición del sistema de prueba de trabajo al de atestación durante casi dos años. La atestación ha demostrado ser excelente en términos de estabilidad, rendimiento y descentralización, pero aún hay algunas áreas importantes que necesitan mejoras. Este artículo se centrará en los aspectos del diseño técnico de la atestación que aún se pueden mejorar, así como en posibles vías de mejora.

Finalidad de un solo slot y democratización de la estaca

Actualmente, Ethereum necesita aproximadamente 15 minutos para completar la confirmación final de un bloque, y el umbral mínimo de participación es de 32 ETH. En un escenario ideal, esperamos:

• En un intervalo de tiempo de (12 segundos o incluso menos, ) se completa la confirmación final del bloque.
• Reducir el umbral mínimo de participación a 1 Ether

El principal desafío para lograr estos objetivos es cómo evitar que los costos de operación de los nodos sean demasiado altos con la participación de un gran número de validadores. Actualmente, hay varias soluciones posibles:

1. Utilizar un protocolo de agregación de firmas más eficiente, posiblemente combinado con la tecnología ZK-SNARKs.

2. Mecanismo del comité Orbit: un comité de tamaño mediano es seleccionado aleatoriamente para la confirmación final, al mismo tiempo que se mantiene una suficiente finalización económica.

3. Mecanismo de doble estaca: divide a los estacadores en dos niveles, alto y bajo, solo el nivel alto participa directamente en la provisión de la finalización económica.

Cada una de estas soluciones tiene sus ventajas y desventajas, y requiere un estudio y ponderación adicionales.

Elección de un solo líder secreto

Actualmente, los proponentes de bloques de Ethereum son conocidos de antemano, lo que presenta riesgos de seguridad ante ataques DoS. El mecanismo de elección de un único líder secreto (SSLE) puede ocultar la identidad del próximo proponente de bloque hasta que el bloque se genere realmente.

Los principales desafíos en la implementación de SSLE son cómo garantizar que solo haya un proponente, al mismo tiempo que se mantiene en secreto la identidad del proponente. Actualmente ya existen algunas propuestas de protocolos concretos, como Whisk.

Pero el SSLE aumentará la complejidad del protocolo, y puede que se necesite esperar hasta que se introduzca un mecanismo de prueba de conocimiento cero universal en el protocolo de Ethereum para lograrlo con una complejidad marginal más baja.

Confirmación de transacciones más rápida

Reducir el tiempo de confirmación de transacciones de 12 segundos a 4 segundos puede mejorar significativamente la experiencia del usuario. Las dos principales soluciones tecnológicas para lograr este objetivo son:

1. Reducir el tiempo de ranura, por ejemplo, a 8 segundos o 4 segundos.
2. Permitir a los proponentes publicar preconfirmaciones en el intervalo de tiempo.

Pero estas soluciones también enfrentan algunos desafíos, como la posible centralización de los validadores y cómo incentivar la preconfirmación, que necesitan ser evaluados más a fondo.

Otras direcciones de investigación

• Recuperación de ataque del 51%: reducir la dependencia de la capa social, automatizar el proceso de recuperación tanto como sea posible
• Aumentar el umbral de quórum para la confirmación final: del 67% al 80%, para mejorar la seguridad.
• Resistencia cuántica: para hacer frente a los desafíos de las futuras computadoras cuánticas, se están desarrollando alternativas que no dependen de curvas elípticas.

El sistema de atestación de Ethereum, aunque ya funciona de manera estable, todavía tiene mucho espacio para mejoras y optimizaciones. Estas mejoras potenciales aumentarán aún más el rendimiento, la seguridad y el grado de descentralización de Ethereum.