O futuro do sistema de atestação do Ethereum

O co-fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, recentemente publicou uma série de artigos sobre o desenvolvimento futuro do protocolo Ethereum. Este artigo irá focar na primeira parte do roteiro "The Merge", explorando as potenciais melhorias técnicas do sistema de atestação.

Desde a transição de prova de trabalho para atestação, já se passaram quase dois anos, e o Ethereum tem se destacado em estabilidade, desempenho e descentralização. No entanto, ainda há algumas áreas-chave que precisam de mais aprimoramento. O roteiro de 2023 foca principalmente na melhoria das características técnicas e nas transformações econômicas para enfrentar os riscos de centralização.

Objetivo Principal

1. Alcançar a determinística de um único slot (SSF), reduzindo significativamente o tempo de confirmação do bloco.
2. Acelerar a confirmação e conclusão das transações, mantendo a descentralização
3. Reduzir o limiar de staking, aumentar a viabilidade do staking individual
4. Aumentar a robustez do sistema
5. Aumentar a resistência e a capacidade de recuperação contra ataques de 51%

Determinismo de slot único e democratização do staking

Atualmente, a finalização de blocos no Ethereum leva cerca de 15 minutos, e o mínimo para a participação é de 32 ETH. Isso é um equilíbrio entre maximizar a participação, minimizar o tempo de finalização e os custos de operação dos nós.

Idealmente, o Ethereum espera manter a finalização econômica ao mesmo tempo:

1. Reduzir o tempo de confirmação final do bloco para menos de 12 segundos.
2. Reduzir o limite mínimo de staking de 32 ETH para 1 ETH

Essas melhorias beneficiarão mais usuários com as garantias de segurança trazidas pelo mecanismo de finalização e aumentarão significativamente a viabilidade do staking individual.

Esquema de Determinação de Slot Único

Para resolver a contradição entre uma determinação mais rápida e a minimização dos custos de staking e nós mais democratizados, atualmente existem várias soluções:

1. Usar protocolos de agregação de assinatura mais avançados, como a utilização de ZK-SNARKs
2. Mecanismo do Comitê Orbit, com um comitê de médio porte selecionado aleatoriamente responsável pela determinação final.
3. Mecanismo de dupla aposta, onde o nível superior é responsável pela finalização económica, e o nível inferior detém outras responsabilidades.

Cada solução tem suas vantagens e desvantagens, e é necessário pesar em termos de segurança, grau de descentralização, entre outros aspectos.

Eleição de Líder Único Secreto

Atualmente, quem irá propor o próximo bloco é previsível, o que representa um risco de segurança. A solução é usar tecnologia de criptografia para criar IDs de "validador" "cegos" para cada validador, e realizar múltiplas rodadas de reagrupamento e re-cegamento. No entanto, implementar uma solução que seja suficientemente simples e resistente a ataques quânticos ainda enfrenta desafios.

Confirmação de transação mais rápida

Reduzir o tempo de confirmação de transações de 12 segundos para 4 segundos melhorará significativamente a experiência do usuário e aumentará a eficiência. Existem duas principais rotas tecnológicas: reduzir o tempo de slot ou permitir a publicação de pré-confirmações dentro de um único slot. No entanto, essas soluções têm algumas limitações e requerem mais pesquisa.

Ataque quântico resistente

Perante a possível ameaça da computação quântica no futuro, o Ethereum precisa desenvolver alternativas baseadas em hash ou outras resistentes a quanta para a parte do protocolo que atualmente depende de curvas elípticas. Isso destaca a importância de manter a conservadorismo no design da atestação.

Conclusão

O avanço técnico do sistema de atestação do Ethereum enfrenta muitos desafios. Problemas como a determinação final em um único slot de tempo, a democratização do staking, a eleição de um único líder secreto, confirmações de transações mais rápidas e resistência a ataques quânticos precisam ser resolvidos. Vitalik propôs uma combinação de várias soluções técnicas, indicando o caminho para o futuro desenvolvimento do sistema PoS do Ethereum. Neste processo, o Ethereum continuará a explorar inovações, ponderando entre diferentes soluções para alcançar um nível mais alto de segurança, desempenho e descentralização.