Bagaimana cara meningkatkan PoS Ethereum?

Ethereum telah berhasil menjalankan sistem proof of stake selama hampir dua tahun, dengan kinerja yang cukup stabil. Namun, masih ada beberapa bidang penting yang perlu diperbaiki, termasuk fitur teknis dan perubahan ekonomi. Artikel ini akan fokus membahas aspek-aspek mana dalam desain teknis proof of stake yang masih bisa ditingkatkan.

Finalitas Slot Tunggal dan Demokrasisasi Staking

Saat ini Ethereum membutuhkan sekitar 15 menit untuk menyelesaikan satu blok, dan memerlukan 32 ETH untuk menjadi validator. Dalam kondisi ideal, kami berharap:

• Menyelesaikan finalitas blok dalam satu slot waktu ( sekitar 12 detik )
• Memungkinkan penggunaan 1 ETH untuk staking

Kedua tujuan ini akan meningkatkan biaya operasional node. Untuk mengatasi masalah ini, saat ini ada beberapa solusi utama:

1. Pembobolan kekerasan: Mengembangkan protokol agregasi tanda tangan yang lebih baik, mungkin menggunakan ZK-SNARKs.

2. Komite Orbit: secara acak memilih komite berukuran sedang untuk menentukan akhir rantai.

3. Dua lapisan staking: Memisahkan staker menjadi dua kategori berdasarkan persyaratan simpanan tinggi dan rendah.

4. Mempertahankan status quo

Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan, perlu dipertimbangkan. Bisa juga mengambil strategi campuran, seperti menambahkan Orbit tetapi tidak menjalankan finalitas satu slot, dan lain-lain.

Pemilihan Leader Rahasia Tunggal

Saat ini, penetapan blok berikutnya oleh validator adalah dapat diprediksi, sehingga ada risiko serangan DoS. Pemilihan Leader rahasia tunggal (SSLE) mengatasi masalah ini dengan menciptakan "blind" ID untuk setiap validator melalui teknologi kriptografi, kemudian secara acak memilih satu blind ID sebagai pengusul.

Tantangan utama yang dihadapi dalam menerapkan SSLE adalah bagaimana mencapainya tanpa menambah terlalu banyak kompleksitas. Mungkin perlu menunggu hingga protokol Ethereum memperkenalkan mekanisme bukti nol yang umum karena alasan lain, sebelum kompleksitas tambahan dari SSLE dapat diturunkan ke tingkat yang dapat diterima.

Konfirmasi transaksi yang lebih cepat

Mengurangi waktu konfirmasi transaksi dari 12 detik menjadi 4 detik akan secara signifikan meningkatkan pengalaman pengguna. Ada dua jalur teknologi utama:

1. Kurangi waktu slot menjadi 8 detik atau 4 detik

2. Mengizinkan pengusul untuk menerbitkan pra-konfirmasi selama proses slot waktu

Mengurangi waktu slot dapat meningkatkan risiko sentralisasi validator. Metode pra-konfirmasi dapat memperbaiki situasi rata-rata, tetapi tidak dapat memperbaiki waktu inklusi dalam situasi terburuk. Bagaimana cara mendorong pra-konfirmasi juga merupakan masalah yang perlu diselesaikan.

Arah Penelitian Lain

• Pemulihan serangan 51%: mengurangi ketergantungan pada lapisan sosial, membuat proses pemulihan se otomatis mungkin.

• Meningkatkan ambang batas jumlah yang sah: dari 67% menjadi 80%, meningkatkan keamanan

• Ketahanan kuantum: mengembangkan alternatif tahan kuantum untuk bagian protokol yang bergantung pada kurva eliptik

Secara keseluruhan, Ethereum PoS masih memiliki banyak ruang untuk perbaikan, perlu mencari keseimbangan antara keamanan, desentralisasi, dan kinerja. Perkembangan di masa depan akan berfokus pada bidang-bidang kunci ini, untuk lebih meningkatkan skalabilitas dan stabilitas Ethereum.