¿Cómo puede mejorar aún más Ethereum PoS?

Ethereum ha estado funcionando con éxito un sistema PoS durante casi dos años, mostrando un rendimiento excepcional en estabilidad, rendimiento y descentralización. Sin embargo, el PoS aún tiene algunas áreas importantes que necesitan mejoras, principalmente en términos de mejoras en características técnicas y cambios económicos para abordar los riesgos de centralización. Este artículo se centra en las posibles direcciones de mejora en el diseño técnico del PoS.

Finalidad de un solo slot y democratización del staking

Actualmente, Ethereum necesita 15 minutos para completar un bloque, y el umbral mínimo de participación es de 32 ETH. La situación ideal es:

• Completar la confirmación final del bloque en un intervalo de tiempo de 12 segundos o menos (
• Permitir 1 ETH para hacer staking ) reducir de 32 ETH a 1 ETH (

Estos dos objetivos están en conflicto con el objetivo de reducir los costos operativos de los nodos. Actualmente hay varias soluciones principales:

1. Fuerza bruta: desarrollar mejores protocolos de agregación de firmas, posiblemente utilizando ZK-SNARKs

2. Comisión Orbit: un comité de tamaño mediano seleccionado al azar se encarga de la confirmación final.

3. Doble nivel de staking: se divide a los stakers en dos niveles, alto y bajo, solo el nivel alto participa directamente en la finalización económica.

4. Mantener el estado actual

Cada solución tiene sus ventajas y desventajas, y es necesario ponderarlas. Las posibles combinaciones incluyen:

• Agregar Orbit pero no ejecutar la finalización de un solo slot
• Utilizar técnicas de fuerza bruta para reducir el tamaño mínimo del depósito, pero no ejecutar la finalización de un solo slot.
• Ejecutar Orbit SSF con parámetros conservadores y complementarlo con técnicas de fuerza bruta
• Añadir staking de arcoíris pero no ejecutar la finalización de un solo slot

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Elección de Líder Secreto Único

El objetivo es ocultar la información del proponente del siguiente bloque para prevenir ataques DoS dirigidos.

El método principal es crear un "ID de validador ciego" para cada validador, y luego seleccionar aleatoriamente un ID ciego como proponente. Solo el propietario de ese ID ciego puede generar una prueba de propuesta de bloque válida.

El principal desafío es encontrar una implementación de protocolo lo suficientemente simple para evitar aumentar en exceso la complejidad de Ethereum. Puede que sea necesario esperar hasta que Ethereum introduzca el mecanismo de pruebas de cero conocimiento por otras razones antes de considerar esto.

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Confirmación de transacciones más rápida

El objetivo es reducir el tiempo de confirmación de 12 segundos a alrededor de 4 segundos. Hay principalmente dos rutas tecnológicas:

1. Reducir el tiempo de ranura a 8 segundos o 4 segundos
2. Permitir a los proponentes publicar preconfirmaciones durante el proceso de ranuras.

Reducir el tiempo de ranura puede conllevar riesgos de centralización. El método de preconfirmación puede mejorar la situación promedio, pero no puede mejorar la peor situación.

La cuestión clave es cómo incentivar la preconfirmación. Si no se intenta acortar el tiempo de confirmación, el ecosistema podría depender más del mecanismo de preconfirmación de L2.

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Otras direcciones de investigación

• Recuperación de ataque del 51%: intentar reducir la dependencia de la capa social, proceso de recuperación parcialmente automatizado.

• Aumentar el umbral de quórum: del 67% al 80%, aumentando la seguridad

• Resistencia cuántica: desarrollar alternativas resistentes a los cuánticos, preparándose para el futuro

En general, el PoS de Ethereum aún tiene múltiples aspectos que se pueden optimizar y mejorar, y es necesario encontrar un equilibrio entre la seguridad, la descentralización y el rendimiento.

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