Comment le système d'attestation d'Ethereum peut-il encore être amélioré ?

Ethereum a réussi à passer du système de preuve de travail à un système d'attestation depuis près de deux ans. L'attestation a montré d'excellentes performances en termes de stabilité, de performance et de décentralisation, mais il reste encore des domaines importants à améliorer. Cet article se concentrera sur les aspects du design technique de l'attestation qui peuvent encore être améliorés, ainsi que sur les voies possibles d'amélioration.

Finalité unique et démocratisation du staking

Actuellement, Ethereum nécessite environ 15 minutes pour finaliser la confirmation d'un bloc, et le seuil minimum de mise est de 32 ETH. Idéalement, nous espérons :

• Dans une fenêtre temporelle de (12 secondes ou même moins, ) achève la confirmation finale du bloc.
• Réduire le seuil de mise minimum à 1 Éther

Le principal défi pour atteindre ces objectifs est de savoir comment, avec la participation d'un grand nombre de validateurs, éviter que les coûts d'exploitation des nœuds ne deviennent trop élevés. Actuellement, plusieurs solutions possibles existent :

1. Utiliser un protocole d'agrégation de signatures plus efficace, peut-être en combinant la technologie ZK-SNARKs.

2. Mécanisme du comité Orbit : un comité de taille moyenne est choisi au hasard pour la confirmation finale, tout en conservant une suffisante finalité économique.

3. Mécanisme de staking à deux niveaux : les stakers sont divisés en deux niveaux, seuls les niveaux supérieurs participent directement à la fourniture de la finalité économique.

Ces solutions ont chacune leurs avantages et inconvénients, et nécessitent des recherches et des évaluations supplémentaires.

Élection d'un Leader Secret Unique

Actuellement, le proposeur de bloc d'Ethereum est connu à l'avance, ce qui présente un risque de sécurité d'attaque DoS. Le mécanisme d'élection d'un Leader secret unique (SSLE) peut cacher l'identité du prochain proposeur de bloc jusqu'à ce que le bloc soit réellement généré.

Les principaux défis de la mise en œuvre de SSLE sont de garantir qu'il n'y a qu'un seul proposeur tout en préservant la confidentialité de l'identité du proposeur. Il existe actuellement plusieurs propositions de protocoles concrets, comme Whisk.

Mais le SSLE augmentera la complexité du protocole, et il se pourrait qu'il faille attendre l'introduction d'un mécanisme de preuve à divulgation nulle de connaissance généralisé dans le protocole Ethereum pour pouvoir l'implémenter avec une complexité marginale relativement faible.

Confirmation de transaction plus rapide

Réduire le temps de confirmation des transactions de 12 secondes à 4 secondes peut considérablement améliorer l'expérience utilisateur. Les deux principales solutions techniques pour atteindre cet objectif sont :

1. Réduire le temps de latence, par exemple à 8 secondes ou 4 secondes
2. Permettre aux proposeurs de publier des pré-confirmations dans les créneaux.

Mais ces solutions font également face à certains défis, tels que la concentration possible des validateurs et la manière d'inciter les pré-confirmations, ce qui nécessite une évaluation plus approfondie.

Autres directions de recherche

• Récupération d'attaque à 51 % : réduire la dépendance à la couche sociale et automatiser le processus de récupération autant que possible.
• Augmenter le seuil de quorum pour la confirmation finale : passer de 67 % à 80 %, afin de renforcer la sécurité.
• Résistance quantique : pour faire face aux défis des futurs ordinateurs quantiques, développer des alternatives ne reposant pas sur les courbes elliptiques.

Le système d'attestation d'Ethereum, bien qu'il fonctionne de manière stable, présente encore de nombreuses possibilités d'amélioration et d'optimisation. Ces améliorations potentielles permettront d'améliorer encore les performances, la sécurité et le degré de décentralisation d'Ethereum.