Bagaimana sistem attestation Ethereum dapat ditingkatkan?

Ethereum telah berhasil beralih dari sistem proof-of-work ke sistem attestation hampir dua tahun yang lalu. Attestation menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam hal stabilitas, kinerja, dan desentralisasi, tetapi masih ada beberapa area penting yang perlu diperbaiki. Artikel ini akan fokus pada aspek desain teknis dari attestation yang masih bisa ditingkatkan, serta kemungkinan cara untuk perbaikan.

Finalitas Slot Tunggal dan Demokratisasi Staking

Saat ini, Ethereum membutuhkan sekitar 15 menit untuk menyelesaikan konfirmasi akhir dari satu blok, dan ambang minimum untuk staking adalah 32 ETH. Dalam keadaan ideal, kami berharap:

• Dalam satu slot waktu, (12 detik atau bahkan lebih singkat, ) menyelesaikan konfirmasi akhir blok.
• Menurunkan ambang batas staking minimum menjadi 1 Ether

Tantangan utama dalam mencapai tujuan ini adalah bagaimana memastikan bahwa biaya operasional node tidak terlalu tinggi dengan banyaknya partisipasi validator. Saat ini ada beberapa solusi yang mungkin:

1. Menggunakan protokol agregasi tanda tangan yang lebih efisien, mungkin menggabungkan teknologi ZK-SNARKs

2. Mekanisme Komite Orbit: memilih secara acak komite berskala menengah yang bertugas untuk konfirmasi akhir, sambil mempertahankan finalitas ekonomi yang cukup.

3. Mekanisme staking dua tingkat: membagi staker menjadi dua tingkat tinggi dan rendah, hanya tingkat tinggi yang berpartisipasi langsung dalam menyediakan finalitas ekonomi.

Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan, perlu penelitian dan pertimbangan lebih lanjut.

Pemilihan Leader Rahasia Tunggal

Saat ini, pengusul blok Ethereum sudah diketahui sebelumnya, yang menimbulkan risiko keamanan dari serangan DoS. Mekanisme pemilihan Leader rahasia tunggal (SSLE) dapat menyembunyikan identitas pengusul blok berikutnya, hingga blok benar-benar dihasilkan.

Tantangan utama dalam implementasi SSLE adalah bagaimana menjamin hanya ada satu pengusul sambil menjaga kerahasiaan identitas pengusul. Saat ini, sudah ada beberapa proposal protokol konkret, seperti Whisk.

Namun, SSLE akan meningkatkan kompleksitas protokol, mungkin perlu menunggu hingga mekanisme bukti nol umum diperkenalkan dalam protokol Ethereum, agar dapat diimplementasikan dengan kompleksitas marjinal yang lebih rendah.

Konfirmasi transaksi yang lebih cepat

Mengurangi waktu konfirmasi transaksi dari 12 detik menjadi 4 detik dapat secara signifikan meningkatkan pengalaman pengguna. Dua solusi teknologi utama untuk mencapai tujuan ini adalah:

1. Mengurangi waktu slot, seperti mengurangi menjadi 8 detik atau 4 detik
2. Mengizinkan pengusul untuk menerbitkan prakonfirmasi dalam slot waktu.

Namun, solusi ini juga menghadapi beberapa tantangan, seperti kemungkinan menyebabkan sentralisasi validator, bagaimana memberikan insentif untuk pra-konfirmasi, dan perlu dipertimbangkan lebih lanjut.

Arah Penelitian Lainnya

• Pemulihan dari serangan 51%: mengurangi ketergantungan pada lapisan sosial, membuat proses pemulihan semaksimal mungkin otomatis.
• Meningkatkan ambang jumlah kuorum untuk konfirmasi akhir: dari 67% menjadi 80%, untuk meningkatkan keamanan
• Ketahanan kuantum: untuk menghadapi tantangan komputer kuantum di masa depan, mengembangkan alternatif yang tidak bergantung pada kurva elips.

Sistem attestation Ethereum meskipun sudah berjalan stabil, namun masih ada banyak ruang untuk perbaikan dan optimasi. Perbaikan yang potensial ini akan lebih meningkatkan kinerja, keamanan, dan tingkat desentralisasi Ethereum.