Arah Pengembangan Sistem Attestation Ethereum di Masa Depan

Pendiri bersama Ethereum, Vitalik Buterin, baru-baru ini menerbitkan serangkaian artikel tentang perkembangan masa depan protokol Ethereum. Artikel-artikel ini mencakup enam bagian utama dari peta jalan pengembangan Ethereum, termasuk penggabungan, skalabilitas, pembersihan, verifikasi, penyederhanaan, dan penyempurnaan. Artikel ini akan fokus pada penafsiran bagian pertama dari peta jalan - penggabungan, membahas aspek-aspek apa yang masih dapat diperbaiki dalam mekanisme attestation, serta bagaimana mewujudkan perbaikan tersebut.

Vitalik percaya bahwa "The Merge" adalah salah satu peristiwa paling penting dalam sejarah Ethereum, menandai transisi dari proof-of-work ke proof-of-stake. Saat ini, Ethereum sebagai sistem proof-of-stake telah berjalan stabil selama hampir dua tahun, menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam hal stabilitas, kinerja, dan desentralisasi. Namun, mekanisme proof-of-stake masih memiliki beberapa area penting yang perlu ditingkatkan lebih lanjut.

Peta jalan Ethereum 2023 akan memperbaiki dalam dua aspek: pertama adalah perbaikan karakteristik teknis, seperti peningkatan stabilitas, kinerja, dan aksesibilitas untuk validator kecil; kedua adalah perubahan mekanisme ekonomi untuk menghadapi risiko sentralisasi. Vitalik menunjukkan bahwa peta jalan ini tidaklah lengkap, tetapi merupakan beberapa ide yang saat ini sedang dipertimbangkan secara aktif.

Tujuan utama penggabungan

1. Mewujudkan deterministik slot tunggal: Mengurangi waktu konfirmasi blok akhir dari 15 menit menjadi dalam satu slot.

2. Mengonfirmasi dan menyelesaikan transaksi secepat mungkin sambil mempertahankan desentralisasi.

3. Meningkatkan kelayakan penyetor independen.

4. Meningkatkan ketahanan sistem.

5. Meningkatkan kemampuan Ethereum untuk melawan serangan 51% dan kemampuan pemulihan.

Determinisme Slot Tunggal dan Demokratisasi Staking

Saat ini, blok Ethereum memerlukan waktu sekitar 15 menit untuk akhirnya terkonfirmasi, dan untuk menjadi validator, diperlukan 32 ETH. Ini dilakukan untuk mencapai keseimbangan antara memaksimalkan partisipasi staking, meminimalkan waktu konfirmasi akhir, dan meminimalkan biaya operasional node.

Dalam kondisi ideal, Ethereum berharap untuk mencapai dua perbaikan sambil mempertahankan finalitas ekonomi.

1. Dalam satu slot waktu ( idealnya menyelesaikan konfirmasi blok dalam 12 detik atau lebih singkat ).

2. Menurunkan ambang staking dari 32 ETH menjadi 1 ETH.

Mencapai dua poin ini akan membuat lebih banyak pengguna mendapatkan manfaat dari perlindungan keamanan yang lebih tinggi, sekaligus mendukung lebih banyak peserta yang melakukan staking secara independen.

Namun, kedua tujuan ini bertentangan dengan tujuan meminimalkan pengeluaran. Penelitian terbaru telah mengajukan beberapa solusi yang mungkin:

1. Meningkatkan protokol agregasi tanda tangan, seperti menggunakan teknologi ZK-SNARKs.

2. Mekanisme Komite Orbit: dikendalikan oleh komite menengah yang dipilih secara acak untuk menentukan finalitas rantai.

3. Mekanisme Staking Dua Tingkat: Menetapkan dua level staker, tinggi dan rendah, masing-masing memiliki tanggung jawab yang berbeda.

Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan, dan perlu dilakukan pertimbangan dalam hal keamanan, tingkat desentralisasi, dan aspek lainnya.

Pemilihan Pemimpin Rahasia Tunggal

Saat ini, pengusul blok berikutnya dapat diketahui sebelumnya, yang menimbulkan risiko keamanan. Solusinya adalah menggunakan teknologi kriptografi untuk membuat "ID validator buta" untuk setiap validator, kemudian menyembunyikan informasi pengusul melalui pengacakan dan penutupan kembali beberapa kali.

Namun, mewujudkan protokol pemilihan pemimpin rahasia tunggal yang sederhana dan efektif bukanlah hal yang mudah. Bagaimana mencapai tujuan ini tanpa meningkatkan kompleksitas protokol secara berlebihan masih perlu diteliti lebih lanjut.

Konfirmasi transaksi yang lebih cepat

Memperpendek waktu konfirmasi transaksi dari 12 detik menjadi 4 detik akan secara signifikan meningkatkan pengalaman pengguna, meningkatkan efisiensi protokol DeFi, dan membantu desentralisasi L2. Ada dua metode utama untuk mencapainya:

1. Memperpendek waktu celah menjadi 8 detik atau 4 detik.

2. Mengizinkan pengusul untuk menerbitkan pra-konfirmasi dalam satu slot waktu.

Namun, memperpendek waktu jendela dapat menyebabkan sentralisasi validator. Sementara metode pra-konfirmasi dapat meningkatkan waktu inklusi dalam keadaan rata-rata, namun tidak dapat memperbaiki keadaan terburuk, dan bagaimana cara memberikan insentif untuk pra-konfirmasi masih merupakan masalah yang perlu diselesaikan.

Serangan Kuantum Tahan

Menghadapi potensi ancaman dari komputasi kuantum di masa depan, Ethereum perlu aktif mengembangkan solusi alternatif yang tahan terhadap serangan kuantum. Saat ini, setiap bagian dari protokol yang bergantung pada kurva elips perlu memiliki solusi alternatif yang berbasis hash atau teknologi tahan kuantum lainnya. Ini juga merupakan salah satu alasan mengapa Ethereum mengambil asumsi kinerja konservatif dalam desain attestation.

Penutup

Evolusi teknologi sistem attestation Ethereum menghadapi banyak tantangan. Penentuan akhir dalam satu slot waktu, demokratisasi staking, pemilihan pemimpin rahasia tunggal, konfirmasi transaksi yang lebih cepat, dan pengembangan solusi alternatif untuk serangan kuantum adalah masalah penting yang perlu diselesaikan oleh Ethereum.

Vitalik telah melakukan pemikiran menyeluruh mengenai peningkatan "Merge", mengusulkan berbagai kombinasi solusi teknis, dan membahas potensi desain teknologi attestation serta jalur peningkatan teknis yang layak. Dalam proses peningkatan teknis, Ethereum akan terus mengeksplorasi inovasi, menimbang berbagai solusi untuk menemukan jalur pengembangan terbaik, mencapai tingkat keamanan, kinerja, dan desentralisasi yang lebih tinggi.