Vitalik新作：以太坊PoS改进方案

以太坊PoS的改进之路

以太坊在两年前成功过渡到权益证明（PoS）系统，这标志着自其推出以来最重大的变革之一。然而，尽管PoS系统在稳定性、性能和防止中心化风险方面表现出色，仍有许多领域需要进一步优化。本文将探讨以太坊PoS系统的技术设计中哪些方面可以改进，以及如何实现这些改进。

单槽最终性和质押民主化

当前，以太坊需要约15分钟才能最终确定一个区块，并且需要32 ETH才能成为验证者。这种设计是为了在参与质押的验证者数量、区块最终确定时间和运行节点的开销之间找到平衡。然而，这三个目标是相互冲突的。单槽最终性和降低质押门槛至1 ETH的目标，旨在提高以太坊的性能和可访问性，同时保持经济最终性。

单槽最终性涉及在一个时隙内最终确定区块，这可以大幅提升用户体验，因为用户几乎可以在交易确认后立即看到交易最终确定。降低质押门槛至1 ETH，则能鼓励更多人参与单独质押，增强网络的去中心化程度。然而，这些改进与最小化开销的目标存在冲突，但最近的研究提出了一些解决方案，如暴力破解、Orbit委员会和两层质押系统。

单一秘密Leader选举

当前以太坊的区块提议者是预先知道的，这可能导致DoS攻击。为了解决这个问题，单一秘密Leader选举（SSLE）通过加密技术隐藏提议者的身份，直到区块实际生成。实现SSLE需要找到一个简单且有效的协议，避免增加以太坊协议的复杂性。

更快的交易确认

减少以太坊的交易确认时间至4秒将显著提升用户体验和DeFi协议的效率。实现这一目标可以通过减少时隙时间或允许提议者在时隙过程中发布预确认。然而，这些方法都有其局限性，如可能导致验证者集的集中化或增加证明者的负担。

其他研究领域

在应对51%攻击方面，减少对社交层的依赖，实现部分自动化恢复机制是必要的。增加法定人数阈值至80%可以提高网络的安全性，特别是在争议情况下。随着量子计算的发展，以太坊需要开发抗量子性的替代方案，以确保长期的安全性。

总之，以太坊PoS系统的改进不仅需要技术上的创新，还需要在不同目标之间找到平衡。这些改进将使以太坊更加安全、高效和去中心化，确保其在未来能够继续发展和壮大。