以太坊权益证明系统的未来改进方向

以太坊从工作量证明过渡到权益证明已近两年,运行稳定、性能良好,避免了中心化风险。但权益证明仍有一些重要领域需要改进,主要包括:

单槽最终性和质押民主化

目前以太坊需要15分钟才能完成一个区块,最低质押门槛为32 ETH。理想情况下,我们希望:

• 在一个时隙内完成区块最终确认(12秒或更短)
• 将质押门槛降至1 ETH

实现这些目标的主要方案包括:

1. 采用更高效的签名聚合协议
2. Orbit委员会机制
3. 两层质押机制

每种方案都有其优缺点,需要在效率、去中心化和安全性之间进行权衡。

单一秘密领导者选举

目前区块提议者是预先知道的,存在被DoS攻击的风险。单一秘密领导者选举(SSLE)协议可以隐藏下一个区块的提议者,直到区块实际生成。

主要挑战是找到一个足够简单的SSLE实现,不会过度增加协议复杂度。可能需要等到以太坊引入通用零知识证明机制后再考虑。

更快的交易确认

将交易确认时间从12秒缩短到4秒可显著改善用户体验。主要方法有:

• 减少时隙时间到4-8秒
• 允许提议者发布预确认

需要权衡网络延迟、集中化风险等因素。

其他研究方向

• 51%攻击恢复:减少对社交层的依赖,部分自动化恢复过程
• 提高最终确认门槛:从67%提高到80%,增强安全性
• 抗量子性:为依赖椭圆曲线的协议部分开发量子抗性替代方案

总的来说,以太坊权益证明系统还有很大的改进空间。未来的发展需要在效率、安全性和去中心化之间寻求平衡。