Ethereum tasdik sistemi teknolojik evriminin yolu

Ethereum kurucu ortağı Vitalik Buterin, yakın zamanda Ethereum'un gelecekteki gelişimi hakkında bir dizi makale yayınladı ve bu makaleler Ethereum'un yol haritasının altı önemli bölümünü kapsıyor. Bu makale, yol haritasının ilk bölümü olan "The Merge" üzerine odaklanacak ve tasdik (PoS) mekanizmasının hangi teknik tasarımlarının geliştirilebileceğini ve bu geliştirmelerin gerçekleştirilmesi için olası yolları tartışacaktır.

"Birleşme", Ethereum tarihindeki en önemli olaylardan biri olarak kabul edilmektedir ve bu olay, iş kanıtı ( PoW ) sisteminden tasdik ( PoS ) sistemine geçişi simgeler. Yaklaşık iki yıllık istikrarlı çalışmanın ardından, Ethereum'un PoS sistemi, istikrar, performans ve merkeziyetsizlik açısından mükemmel bir performans sergilemiştir. Ancak, tasdik mekanizmasının hala bazı önemli alanlarda geliştirilmesi gerekmektedir.

2023 yılı Ethereum'un gelişim yol haritası esasen iki alana odaklanıyor: biri teknik özelliklerin iyileştirilmesi, örneğin kararlılık, performans ve küçük doğrulayıcıların erişilebilirliğini artırmak; diğeri ise ekonomik mekanizma reformları yoluyla merkezileşme riskleriyle başa çıkmaktır. Dikkat edilmesi gereken nokta, bu fikirlerin tasdik için kapsamlı bir iyileştirme listesi olmadığı, aksine şu anda aktif olarak değerlendirilen öneriler olduğudur.

Birleşmenin Ana Hedefi

1. Tek zaman diliminde belirlenebilirlik (SSF): Blokların nihai belirlenme süresini 15 dakikadan önemli ölçüde kısaltarak, idealde aynı zaman diliminde blok önerme ve nihai belirleme sağlanması.

2. Merkezileşmeyi korurken, işlemleri en hızlı şekilde onaylamak ve tamamlamak.

3. Bağımsız stake edenlerin katılımını artırmak.

4. Sistemin sağlamlığını artırmak.

5. Ethereum'un %51 saldırılarına karşı direncini artırmak, nihai tersine çevirme, nihai engelleme ve sansürü önlemeyi içerir.

Tek Zaman Dilimi Kesinliği ve Stake Demokratikleştirilmesi

Şu anda, Ethereum bloklarının onaylanması yaklaşık 15 dakika sürüyor ve stake eden olmak için 32 ETH gerekmektedir. Bu, üç hedef arasında bir denge kurmanın sonucudur:

• Staking'e katılan doğrulayıcı sayısını maksimize et
• Nihai onay süresini en aza indirin
• Düğüm çalıştırma maliyetlerini en aza indirin

Bu üç hedef arasında çelişki var. Ekonomik nihai ('i gerçekleştirmek için, saldırganların belirli blokları geri almak amacıyla büyük miktarda Eter yok etmesi gerekiyor ), her nihai onayda her doğrulayıcının iki mesajı imzalaması gerekiyor. Bu nedenle, doğrulayıcı sayısı çok fazlaysa, ya tüm imzaları işlemek için uzun zaman alacak ya da tüm imzaları aynı anda işlemek için çok güçlü düğümlere ihtiyaç duyulacak.

Ethereum'un temel hedeflerinden biri, saldırı başarılı olsa bile saldırganın yüksek bir bedel ödemesini sağlamaktır. Bu, "ekonomik nihayetlik" anlamına gelir. Buna karşılık, ekonomik nihayetliği olmayan bazı blok zincirleri (, Algorand ) gibi, her zaman dilimini belirlemek için rastgele bir seçim komitesini kullanır, ancak bu yöntem, saldırganın %51'lik bir doğrulayıcı kontrol etmesi durumunda saldırı maliyetinin son derece düşük olması gibi bir soruna sahiptir.

Bu nedenle, Ethereum'un ekonomik nihaiyete ulaşabilmesi için tüm doğrulayıcıların katılımı gereklidir ve komite bazlı basit bir yöntem kullanılamaz.

İdeal olarak, Ethereum ekonomik nihaiyeti korurken iki iyileştirme gerçekleştirmeyi umuyor:

1. Bir zaman diliminde blok onayını ( tamamlamak, ideal olarak mevcut 12 saniyelik zaman dilimi uzunluğunu korumak veya kısaltmak.
2. Stake eşiğini 32 Eter'den 1 Eter'e düşürmek

Birinci nokta, tüm kullanıcıların daha yüksek düzeyde güvenlik garantileri, basitleştirilmiş protokoller ve çevresel altyapıdan yararlanmalarını sağlar. İkinci nokta ise bağımsız stake edenleri desteklemeye yardımcı olur ve 32 ETH'lik asgari sınırın bireylerin katılımını engelleme sorununu çözer.

Ancak, daha hızlı bir kesinlik ve daha demokratik bir stake hedefi ile maliyetleri minimize etme hedefi birbiriyle çelişiyor. Bu, Ethereum'un başlangıçta tek zaman dilimi kesinliğini benimsememesinin sebebidir. Ancak, son araştırmalar bazı olası çözümler önermiştir.

![Ethereum protokol teknik yükseltme geleceği analizi (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93f3ed93a0381371efdfb72d23e8c693.webp(

Tek Zaman Dilimi Belirleyici Teklif

Büyük ölçekli doğrulayıcı katılımı ile tek zaman dilimi kesinliğini sağlamak için, aynı zamanda düğüm işletim maliyetlerinin aşırı yüksek olmamasını sağlamak üzere, şu anda birkaç öncü çözüm bulunmaktadır:

1. İmza birleştirme protokolünü geliştirmek, ZK-SNARKs teknolojisinden yararlanarak bir zaman dilimindeki milyonlarca doğrulayıcının imzasını işleme olanağı sağlamak. Horn, birleştirme protokolünü geliştirmek için önerilen bir çözümdür.

2. Orbit Komite Mekanizması, rastgele seçilen orta ölçekli komitelerin zincirin nihai onayı ile sorumlu olmasına izin verirken, yüksek saldırı maliyet özelliklerini korur. Orbit, doğrulayıcı depozito boyutunun heterojenliğinden yararlanarak, ekonomik nihayetliliği garanti ederken küçük doğrulayıcılara eşleşen roller dağıtır.

3. İki katmanlı staking mekanizması, iki tür staker belirler: bir grup yüksek depozito gerektirirken, diğer grup daha düşük depozito gerektirir. Sadece yüksek depozito katmanı ekonomik nihaiyet sağlamaya doğrudan katılır. Düşük depozito katmanının hak ve sorumlulukları için birçok öneri bulunmaktadır; bunlar arasında vekaletle staking hakkı, blok onayına rastgele katılım ve listeye dahil etme hakkı gibi seçenekler yer almaktadır.

Her seçeneğin avantajları ve dezavantajları vardır: Kaba kuvvet çözümlemesi zordur; Orbit komitesinin güvenliği ve özellikleri doğrulaması gerekir; çift katmanlı teminat mekanizması merkeziyetçilik riskiyle karşılaşabilir.

Tek Gizli Lider Seçimi

Şu anda, bir sonraki blok önericisi önceden bilinebiliyor, bu da bir güvenlik açığına yol açıyor: Saldırganlar ağı izleyebilir, doğrulayıcıların IP adreslerini belirleyebilir ve blok önerilmeye başlayacağı sırada DoS saldırısı başlatabilir.

Tek gizli lider seçim protokolü, her bir doğrulayıcı için "kör" doğrulayıcı kimliği oluşturarak ve ardından birden fazla önericinin kör kimlik havuzunu yeniden yapılandırma ve yeniden körleştirme fırsatı vermesiyle bu sorunu çözmektedir.

Ancak, yeterince basit bir tek gizli lider seçim protokolü uygulamak kolay değildir. Ethereum protokolünün sadeliği çok önemlidir ve karmaşıklığını daha da artırmak istenmemektedir. Halka imza kullanan sadeleştirilmiş SSLE çözümü sadece yüzlerce satırlık standart kod kullandı, ancak yeni şifreleme varsayımları getirdi.

Yeterince verimli bir kuantum karşıtı SSLE'yi gerçekleştirmek de bir zorluktur. SSLE'nin ek karmaşıklığının kabul edilebilir bir seviyeye düşmesi, muhtemelen yalnızca başka nedenlerle L1 Ethereum protokolüne genel sıfır bilgi kanıtlarının yürütülmesi mekanizmasının dahil edilmesi durumunda olacaktır.

![Ethereum protokolü teknik yükseltme perspektifi analizi (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-153ba8816e34fe273a854b70b061774c.webp(

Daha Hızlı İşlem Onayı

Ethereum'un işlem onay süresini 12 saniyeden 4 saniyeye kısaltmak, L1 ve rolluplara dayalı kullanıcı deneyimini önemli ölçüde iyileştirecek, DeFi protokollerinin verimliliğini artıracak ve L2'yi daha merkeziyetsiz hale getirecektir.

İki ana teknik yol var:

1. Zaman aralığını 8 saniye veya 4 saniyeye kısaltın.
2. Tek bir zaman diliminde öneren kişilerin ön onay yayınlamasına izin verilir.

Ancak, zaman dilimlerini kısaltmanın uygulanabilirliği hala belirsizdir. Şu anda bile, birçok bölgede stake edenlerin yeterince hızlı bir şekilde tasdik alması zor. 4 saniyelik zaman dilimi, doğrulayıcıların merkezileşmesine neden olabilir ve bu da çoğu bölgenin doğrulayıcı olmasını zorlaştırır.

Ön onay yöntemi, ortalama dahil olma süresini iyileştirebilir, ancak en kötü durumu iyileştiremez. Ayrıca, ön onayı nasıl teşvik edeceği hala çözülmesi gereken bir sorundur.

Kuantum Saldırılara Karşı Alternatifler

Gelecekteki olası kuantum hesaplama tehditlerine karşı Ethereum'un kuantum saldırılarına dayanıklı alternatifler geliştirmesi gerekiyor. Şu anda eliptik eğrilerin her protokol parçası, hash veya diğer kuantuma dayanıklı alternatiflere dayanmalıdır. Bu, tasdik tasarımının performans varsayımlarında temkinli kalmanın mantıklı olduğunu kanıtlıyor.

![Ethereum protokol teknik yükseltme geleceği analizi (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7bc9f3396191ee49aa1225eb188586df.webp(

Özet

Ethereum tasdik sistemi, teknik evrim açısından bir dizi zorlukla karşı karşıya. Tek başına staking'in yüksek bir giriş eşiği olması nedeniyle, Lido öncülüğündeki staking hizmet sağlayıcıları, düğüm staking'i için tercih edilen seçenek haline geldi ve çift katmanlı staking çözümleri de belirli bir merkezileşme riski taşımaktadır.

Bu zorluklarla başa çıkmak için, tek zaman diliminde belirleyicilik ve tasdik demokratikleşmesi, tek gizli lider seçimleri, daha hızlı işlem onayları ve kuantum saldırılarına karşı alternatiflerin geliştirilmesi, Ethereum'un çözmesi gereken önemli sorunlardır.

Vitalik, "The Merge" yükseltmesi üzerine kapsamlı düşünceler geliştirdi, çeşitli teknik çözüm kombinasyonları önerdi ve PoS teknolojisi tasarımının potansiyelini ve uygulanabilir yükseltme yollarını tartıştı.

Teknik yükseltme sürecinde, Ethereum sürekli olarak yenilikler keşfeder, farklı çözümler arasında denge kurarak en uygun gelişim yolunu bulmaya çalışır, daha yüksek güvenlik, performans ve merkeziyetsizlik sağlamak için.

![Ethereum protokol teknik yükseltme öncesi analiz (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8a62f08e888c99c5c5d45ad550de5927.webp(