Hệ thống Bằng chứng Ethereum có thể cải thiện như thế nào?

Ethereum đã thành công trong việc chuyển đổi từ hệ thống chứng minh công việc sang hệ thống Bằng chứng gần hai năm. Bằng chứng thể hiện xuất sắc về độ ổn định, hiệu suất và tính phi tập trung, nhưng vẫn còn một số lĩnh vực quan trọng cần cải thiện. Bài viết này sẽ tập trung vào các khía cạnh trong thiết kế kỹ thuật của Bằng chứng có thể cải thiện, cũng như các phương pháp cải thiện có thể.

Tính cuối cùng của một khe đơn và dân chủ hóa việc đặt cọc

Hiện tại Ethereum cần khoảng 15 phút để hoàn thành xác nhận cuối cùng của một khối, và ngưỡng đặt cọc tối thiểu là 32 Ether. Trong điều kiện lý tưởng, chúng tôi hy vọng:

• Trong một khoảng thời gian (12 giây hoặc thậm chí ngắn hơn ) hoàn thành xác nhận cuối cùng của khối
• Giảm ngưỡng đặt cọc tối thiểu xuống còn 1 Ether

Thách thức chính trong việc đạt được những mục tiêu này là làm thế nào để không làm tăng chi phí vận hành nút quá cao trong bối cảnh có sự tham gia của một lượng lớn các xác thực viên. Hiện tại có một số giải pháp khả thi:

1. Sử dụng giao thức tổng hợp chữ ký hiệu quả hơn, có thể kết hợp công nghệ ZK-SNARKs

2. Cơ chế Ủy ban Orbit: Chọn ngẫu nhiên một ủy ban quy mô vừa để xác nhận cuối cùng, đồng thời giữ lại đủ tính cuối cùng về kinh tế.

3. Cơ chế staking hai tầng: Chia người staking thành hai cấp độ cao và thấp, chỉ có cấp độ cao mới tham gia trực tiếp vào việc cung cấp tính cuối cùng kinh tế.

Các giải pháp này có những ưu nhược điểm riêng, cần được nghiên cứu và cân nhắc thêm.

Bầu cử Leader bí mật đơn nhất

Hiện tại, người đề xuất khối của Ethereum là đã biết trước, điều này tồn tại nguy cơ bảo mật bị tấn công DoS. Cơ chế bầu chọn Leader bí mật đơn lẻ (SSLE) có thể ẩn danh tính của người đề xuất khối tiếp theo cho đến khi khối được tạo ra thực sự.

Thách thức chính mà việc triển khai SSLE phải đối mặt là làm thế nào để đảm bảo chỉ có một người đề xuất trong khi vẫn bảo mật danh tính của người đề xuất. Hiện tại đã có một số đề xuất giao thức cụ thể, chẳng hạn như Whisk.

Nhưng SSLE sẽ tăng độ phức tạp của giao thức, có thể cần phải chờ đến khi cơ chế bằng chứng không biết chung được đưa vào giao thức Ethereum để có thể thực hiện với độ phức tạp biên thấp hơn.

Xác nhận giao dịch nhanh hơn

Giảm thời gian xác nhận giao dịch từ 12 giây xuống 4 giây có thể cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng. Hai giải pháp công nghệ chính để đạt được mục tiêu này là:

1. Giảm thời gian khoảng trống, chẳng hạn giảm xuống còn 8 giây hoặc 4 giây
2. Cho phép người đề xuất công bố xác nhận trước trong khoảng thời gian.

Tuy nhiên, những giải pháp này cũng đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như có thể dẫn đến sự tập trung hóa của các xác thực viên, cách khuyến khích việc xác nhận trước, v.v., cần phải được cân nhắc thêm.

Các hướng nghiên cứu khác

• Khôi phục tấn công 51%: Giảm sự phụ thuộc vào lớp xã hội, làm cho quá trình khôi phục trở nên tự động hóa trong mức có thể.
• Tăng ngưỡng số người hợp pháp cần xác nhận cuối cùng: từ 67% lên 80%, để tăng cường an toàn.
• Chống lại tính lượng tử: Để đối phó với thách thức của máy tính lượng tử trong tương lai, phát triển các giải pháp thay thế không dựa vào đường cong elip.

Hệ thống Bằng chứng của Ethereum mặc dù đã hoạt động ổn định, nhưng vẫn còn nhiều không gian để cải tiến và tối ưu hóa. Những cải tiến tiềm năng này sẽ nâng cao hơn nữa hiệu suất, độ an toàn và mức độ phi tập trung của Ethereum.