Roteiro de atualização do sistema PoS do Ethereum: finalização de slot único, redução do limite de stake e aceleração de transações

2025-07-28 22:07:03

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Caminho de melhoria do sistema de atestação do Ethereum

Desde que completou com sucesso a "fusão" há dois anos, o Ethereum tem funcionado de forma estável num sistema de atestação, demonstrando um desempenho excelente em termos de estabilidade, performance e descentralização. No entanto, o sistema de atestação ainda apresenta algumas áreas importantes que precisam de melhorias. Este artigo irá focar em como o design técnico da atestação do Ethereum pode ser melhorado e as possíveis maneiras de implementar essas melhorias.

Finalidade de Um Único Slot e Democratização da Staking

Atualmente, o Ethereum leva cerca de 15 minutos para completar a confirmação final de um bloco, e o limite mínimo de staking é de 32 ETH. Esperamos poder melhorar a situação nas seguintes duas áreas:

Completar a confirmação final do bloco dentro de um intervalo de tempo ( idealmente mantendo ou encurtando a atual duração do intervalo de 12 segundos )
Reduzir o limite mínimo de garantia de 32 ETH para 1 ETH

O principal desafio para alcançar esses dois objetivos é como lidar com mais assinaturas de validadores sem aumentar significativamente os custos operacionais dos nós. Atualmente, existem várias soluções possíveis:

Desenvolver protocolos de agregação de assinaturas mais eficientes, possivelmente utilizando a tecnologia ZK-SNARKs.
Adotar o mecanismo do Comitê Orbit, através da seleção aleatória de um comitê de médio porte para ser responsável pela confirmação final.
Implementar um mecanismo de staking em duas camadas, dividindo os stakers em duas categorias: de alto e baixo limiar.

Cada solução tem suas vantagens e desvantagens, sendo necessário equilibrar segurança, descentralização e eficiência. No final, pode ser adotada uma solução híbrida.

Eleição de Líder Único Secreto

Atualmente, o proponente do próximo bloco é conhecido antecipadamente, o que pode resultar em riscos potenciais de ataque DoS. O protocolo de eleição de um único líder secreto (SSLE) pode resolver esse problema, criando um "ID de validador cego" para cada validador através de técnicas de criptografia, e então selecionando aleatoriamente um ID cego como o proponente do próximo bloco.

O principal desafio na implementação do SSLE é como encontrar uma solução suficientemente simples e eficiente sem aumentar excessivamente a complexidade do protocolo. Outra opção é não adotar o SSLE, mas sim mitigar o risco de DoS através de outras medidas no nível P2P (.

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Confirmação de transação mais rápida

Reduzir o tempo de confirmação de transações de 12 segundos para 4 segundos melhorará significativamente a experiência do usuário. Existem principalmente duas maneiras de alcançar esse objetivo:

Reduzir o tempo de intervalo, como reduzir para 8 segundos ou 4 segundos
Permitir que os proponentes publiquem pré-confirmações durante o processo de janela de tempo

Reduzir o tempo de slot pode trazer o risco de centralização dos validadores. O método de pré-confirmação pode melhorar o tempo de confirmação em média, mas não pode melhorar o pior cenário. Como incentivar a pré-confirmação também é uma questão a ser resolvida.

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Outras Direções de Pesquisa

Recuperação de ataque de 51%: reduzir a dependência da camada social, tornando o processo de recuperação o mais automatizado possível.
Aumentar o limiar de quórum: de 67% para 80%, aumentando a segurança
Resistência quântica: preparar-se para as possíveis ameaças da computação quântica no futuro

De um modo geral, o sistema de atestação do Ethereum ainda tem vários aspectos que podem ser otimizados e melhorados. Isso requer um equilíbrio contínuo entre segurança, descentralização e eficiência, ao mesmo tempo em que se considera os novos desafios que podem surgir no futuro.

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