以太坊 PoS 的未來改進方向

以太坊從工作量證明成功過渡到權益證明已近兩年,運行穩定且表現出色。但權益證明系統仍有一些重要領域需要改進,主要包括:

單槽最終性和質押民主化

目前以太坊需要約15分鍾才能完成一個區塊,且至少需要32 ETH才能成爲質押者。理想情況下,我們希望:

• 在一個時隙內完成區塊最終確認(12秒或更短)
• 允許用1 ETH進行質押

實現這兩個目標面臨的主要挑戰是如何在驗證者數量非常多的情況下保持較低的節點運營開銷。目前有幾種可能的解決方案:

1. 暴力破解 - 開發更好的籤名聚合協議,可能使用ZK-SNARKs

2. Orbit委員會 - 使用隨機選擇的中型委員會負責最終確認

3. 兩層質押 - 將質押者分爲高存款要求和低存款要求兩類

每種方案都有其優缺點,需要進一步研究和權衡。

單一祕密Leader選舉

目前哪個驗證者將提出下一個區塊是預先知道的,這存在安全漏洞。單一祕密Leader選舉協議可以隱藏這一信息,直到區塊實際生成。

主要挑戰是找到一個足夠簡單的協議實現,同時又不會過度增加以太坊的復雜性。

更快的交易確認

將交易確認時間從12秒減少到4秒將顯著改善用戶體驗。可能的方法包括:

• 減少時隙時間到8秒或4秒
• 允許提議者在時隙過程中發布預確認

需要權衡更快確認帶來的好處與可能增加的中心化風險。

其他研究方向

• 51%攻擊恢復:減少對社交層的依賴,使恢復過程更自動化
• 增加法定人數閾值:從67%提高到80%,增強安全性
• 抗量子性:爲依賴橢圓曲線的協議部分開發量子抗性替代方案

這些改進將使以太坊的PoS系統更加強大、高效和去中心化,但每項改進都需要謹慎權衡各種因素。