以太坊PoS还可以如何改进?

以太坊成功过渡到权益证明已近两年,整体表现稳定。但权益证明系统仍有一些需要改进的地方,主要包括:

单槽最终性和质押民主化

目前以太坊需要15分钟才能最终确认一个区块,最低质押门槽为32 ETH。理想情况是:

• 在一个时隙内(12秒)就能最终确认区块
• 将最低质押门槽降至1 ETH

实现这两个目标面临的主要挑战是如何在不大幅增加节点运营成本的情况下处理大量验证者。目前有三种主要方案:

1. 暴力破解:开发更高效的签名聚合协议,可能使用ZK-SNARKs。

2. Orbit委员会:随机选择中等规模的委员会负责最终确认,但保留经济最终性。

3. 两层质押:分为高存款要求和低存款要求两层,只有高存款层直接参与经济最终性。

这些方案各有利弊,需要进一步研究和权衡。

单一秘密Leader选举

目前下一个区块的提议者是预先已知的,这存在安全漏洞。解决方案是隐藏提议者信息直到区块生成。

主要挑战是如何在保密的同时确保单一提议者。一种方案是使用加密技术创建"盲"验证者ID,然后随机选择一个盲ID作为提议者。

这需要进一步简化协议以便实施,并权衡增加的复杂性。

更快的交易确认

将交易确认时间从12秒缩短到4秒可以显著改善用户体验。主要有两种技术路线:

1. 减少时隙时间到8秒或4秒。

2. 允许提议者在时隙中发布预确认。

需要权衡实用性、激励机制等问题。

其他研究方向

• 51%攻击恢复:尽量自动化恢复过程,减少对社交层的依赖。

• 增加最终确认门槽:从67%提高到80%,以增强安全性。

• 抗量子性:开发不依赖椭圆曲线的量子抗性替代方案。

总的来说,以太坊PoS系统仍有多个方面可以进一步优化和改进,需要在效率、安全性和去中心化之间寻求平衡。