Bagaimana Ethereum PoS dapat ditingkatkan?

Ethereum telah berhasil menjalankan sistem PoS selama hampir dua tahun, menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam hal stabilitas, kinerja, dan desentralisasi. Namun, PoS masih memiliki beberapa bidang penting yang perlu ditingkatkan, terutama termasuk perbaikan fitur teknis dan perubahan ekonomi untuk mengatasi risiko sentralisasi. Artikel ini berfokus pada arah potensi perbaikan dalam desain teknologi PoS.

Finalitas Slot Tunggal dan Demokratisasi Staking

Saat ini Ethereum membutuhkan 15 menit untuk menyelesaikan satu blok, dengan batas minimum staking sebesar 32 ETH. Situasi ideal adalah:

• Menyelesaikan konfirmasi akhir blok dalam satu slot waktu ( dalam 12 detik atau lebih singkat )
• Memungkinkan 1 ETH untuk staking ( dari 32 ETH menjadi 1 ETH )

Kedua tujuan ini bertentangan dengan tujuan mengurangi biaya operasional node. Saat ini ada beberapa solusi utama:

1. Serangan Brute Force: Mengembangkan protokol agregasi tanda tangan yang lebih baik, mungkin menggunakan ZK-SNARKs

2. Komite Orbit: menggunakan komite menengah yang dipilih secara acak untuk konfirmasi akhir

3. Dua lapisan staking: membagi staker menjadi dua tingkat, hanya tingkat tinggi yang berpartisipasi langsung dalam finalitas ekonomi.

4. Mempertahankan status quo

Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan, perlu dipertimbangkan. Kombinasi solusi yang mungkin termasuk:

• Tambahkan Orbit tetapi tidak mengeksekusi finalitas slot tunggal
• Menggunakan teknik brute force untuk menurunkan skala setoran minimum tetapi tidak menerapkan finalitas slot tunggal
• Menjalankan Orbit SSF dengan parameter konservatif dan didukung oleh teknik brute force
• Menambahkan staking pelangi tetapi tidak mengeksekusi finalitas satu slot

Pemilihan Leader Rahasia Tunggal

Tujuannya adalah untuk menyembunyikan informasi proposor blok berikutnya, mencegah serangan DoS yang ditargetkan.

Metode utama adalah membuat "blind" ID validator untuk setiap validator, kemudian secara acak memilih satu blind ID sebagai pengusul. Hanya pemilik blind ID tersebut yang dapat menghasilkan bukti proposal blok yang valid.

Tantangan utama adalah menemukan implementasi protokol yang cukup sederhana, menghindari peningkatan kompleksitas Ethereum secara berlebihan. Mungkin perlu menunggu sampai Ethereum memperkenalkan mekanisme bukti nol untuk alasan lain sebelum mempertimbangkannya.

Konfirmasi transaksi yang lebih cepat

Tujuannya adalah untuk mengurangi waktu konfirmasi dari 12 detik menjadi sekitar 4 detik. 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 membawa risiko sentralisasi. Metode pra-konfirmasi dapat meningkatkan keadaan rata-rata, tetapi tidak dapat memperbaiki keadaan terburuk.

Masalah kunci adalah bagaimana menginspirasi pra-konfirmasi. Jika tidak mencoba untuk memperpendek waktu konfirmasi, ekosistem mungkin akan lebih bergantung pada mekanisme pra-konfirmasi L2.

Arah Penelitian Lain

• Pemulihan serangan 51%: mencoba mengurangi ketergantungan pada lapisan sosial, sebagian proses pemulihan otomatis

• Meningkatkan ambang batas kuorum: dari 67% menjadi 80%, meningkatkan keamanan

• Ketahanan kuantum: Mengembangkan solusi alternatif yang tahan kuantum, mempersiapkan untuk masa depan

Secara keseluruhan, Ethereum PoS masih memiliki beberapa aspek yang dapat dioptimalkan dan ditingkatkan lebih lanjut, perlu mencari titik keseimbangan antara keamanan, desentralisasi, dan kinerja.