簡化Pos質押機制,Vitalik提三解方應對以太坊系統負荷

Jim
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簡化Pos質押機制,Vitalik提三解方應對以太坊系統負荷

以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 針對簡化權益證明提出三項解決方案,試圖將以太坊上單時隙 (slot) 所需的簽名限制在 8,192 個。

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驗證者過多,以太坊負荷不堪

Vitalik 指出,以太坊相較於多數 (具有最終性的) 權益證明區塊鏈,重大區別在於以太坊試圖支持非常多的驗證者,這是為了實現去中心化,讓普通個人也能參與權益證明,而無需將控制權交給少數幾個質押池。

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然而,這種方法需要以太坊處理大量簽名,對系統造成嚴重負擔,以至於需要很多技術上的犧牲。

Vitalik 說道:

簽章聚合系統乍看之下很合理,但實際上卻造成系統的複雜性,血流成河。若以太坊有 5 億用戶,其中 10% 質押,這代表每個插槽有 1 億個簽名,這代表此機制中的每個插槽就要有 12.5 MB 的可用容量。

Vitalik 提三大解方

事實上以太坊目前最低的 32 ETH 質押需求,也沒有達到讓人人參與的目的,甚至對許多人而言是遙不可及的。

Vitalik 對此提出三項解決方案。

一、全面支持去中心化質押池 (all-in on decentralized staking pools)

這會迫使節點營運商整合資源,並減少用戶對營運商所需的信任。

  • 放棄小規模單獨質押。

  • 將最低存款量提高到 4,096 ETH,驗證者限制在 4.096 (約 1,670 萬 ETH)。

  • 使節點營運商需維持一定聲譽。

二、雙層質押 (two-tiered staking)

Vitalik 認為這能提高、抗審查、惡意攻擊的難度,因為需要一次破壞兩種層級的驗證,但這樣的質押機制也存在一定的不公平。

  • 「重」質押層:需質押 4,096 ETH、參與最終確認。

  • 「輕」質押層:無最低存款限制,需有 >= 50% 的驗證者能在線對其證明。

註:最終確認 (Finalizing) 是區塊鏈的一種基礎特性,在以太坊上約 15 分鐘的過程。一旦區塊被最終確認,該區塊及先前區塊的交易將成為永久且不可變的。

三、輪換參與 (rotating participation)

將能夠減少驗證者的工作量並減少簽名總數。

  • 為每個時隙 (slot) 選擇 4,096 位活躍驗證者,根據 ETH 數量動態調整。

  • 允許任意高餘額的驗證者參與每個 slot,並根據 ETH 持有量調整參與機率。

  • 打破最終確認性需要驗證群體 ETH 總額的 1/3。

單時隙最終確定性 (SSF)

時隙 (slot) 是指以太坊網路的一個時間段,這個時間會搜集、確認交易並打包區塊上鏈,涉及生塊、驗證及最終確認,而目前以太坊即便已轉型 Pos,仍需要 64 到 95 個 slot (約 15 分鐘) 才能實現最終確定性。

而單時隙最終確定性 (SSF) 目前仍尚待開發,這能讓以太坊所需確認的區塊數由 32 降至 1 個區塊,大幅提升事務處理性能,但 Vitalik 也提到光是目前在每個時隙需處理的簽名就有 28,000,SSF 實現後更高達 1,790,000 個。

他預期到以太坊未來的潛在負擔,因此提出三項解決方案,試圖將單時隙所需的簽名限制在 8,192 個。