Ethereum protokol teknik yükseltme beklentileri: The Merge bölümü

2022 Ekim ayından bu yana, Ethereum'un kurucu ortakları Ethereum'un gelecekteki gelişimi hakkında bir dizi öneri sundu ve bu öneriler altı ana alana odaklandı: The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge ve The Splurge. Bu makale, ilk bölüm olan The Merge'e odaklanacak ve hisse kanıtı mekanizmasının potansiyel teknik iyileştirmelerini ve bunların gerçekleştirilme yollarını inceleyecektir.

The Merge, Ethereum tarihindeki en önemli dönüm noktalarından biri olarak kabul edilmektedir ve iş kanıtından hisse kanıtına geçişi simgeler. Yaklaşık iki yıllık bir çalışmanın ardından, hisse kanıtı sistemi stabilite, performans ve merkeziyetsizlik açısından mükemmel bir performans sergilemiştir. Ancak, hala daha fazla optimizasyona ihtiyaç duyan bazı kritik alanlar bulunmaktadır.

2023'te Ethereum'un teknik yol haritası iki ana konuya odaklanıyor: birincisi, kararlılığı, performansı ve küçük doğrulayıcıların erişilebilirliğini artırmak gibi teknik özelliklerin iyileştirilmesi; ikincisi ise, merkeziyetçilik riskleriyle başa çıkmak için ekonomik mekanizma ayarlamaları.

The Merge'in Ana Hedefi

1. Tek zaman dilimi belirlenebilirliği (SSF) sağlamak: Blokların nihai onay süresini yaklaşık 15 dakikadan tek bir zaman dilimi içine kısaltmak.

2. Dağıtık yapıyı korurken en hızlı şekilde işlemleri onaylamak ve tamamlamak.

3. Teminat eşiklerini düşürmek ve bağımsız teminat sağlayıcıların katılım olasılığını artırmak.

4. Sistem genel dayanıklılığını artırmak.

5. Ethereum'un %51 saldırılarına karşı direnç ve kurtarma yeteneğini artırmak, nihai geri alma işlemlerini önlemek, engellemek ve denetlemek.

Tek Zaman Dilimi Belirleyiciliği ve Stake Demokrasisi

Şu anda, Ethereum bloklarının kesinleşmesi 2-3 epoch (yaklaşık 15 dakika) sürmektedir ve minimum stake eşiği 32 ETH'dir. Bu, doğrulayıcı sayısını maksimize etmek, kesinleşme süresini minimize etmek ve düğüm işletim maliyetlerini azaltmak arasında bir denge arayışıdır.

İdeal koşullarda, Ethereum ekonomik nihaiyeti korurken iki iyileştirme yapmayı umuyor:

1. Blokların kesinleşme süresini tek bir zaman dilimine (12 saniye veya daha kısa) kısaltın.
2. Minimum stake eşiğini 32 ETH'den 1 ETH'ye düşürün.

Bu iyileştirmeler, daha fazla kullanıcının daha yüksek düzeyde güvenlikten yararlanmasını sağlayacak ve bağımsız staking'in uygulanabilirliğini önemli ölçüde artıracaktır. Ancak, bu iki hedefe ulaşmak, düğüm işletim maliyetlerini artıracaktır; bu da Ethereum'un başlangıçta tek zaman dilimi belirliliğini benimsememesinin nedenlerinden biridir.

Tek Zaman Dilimi Belirleyici Planı

Doğrulayıcı sayısının çok olması durumunda tek zaman diliminde belirlenebilirlik sorununu çözmek ve düğüm işletim maliyetlerinin çok yüksek olmasını önlemek için şu anda birkaç ana çözüm bulunmaktadır:

1. İmza toplama protokolünü optimize etme: ZK-SNARKs teknolojisini kullanarak tek bir zaman diliminde milyonlarca doğrulayıcı imzasını işlemek mümkün olabilir.

2. Orbit komite mekanizması: Orta ölçekli bir komitenin rastgele seçilmesiyle zincirin nihai onayını sağlamak, yüksek saldırı maliyetlerini korurken düğüm yükünü hafifletir.

3. İki katmanlı staking mekanizması: Yüksek ve düşük iki tür staking katılımcısı ayarlanır, yalnızca yüksek seviyedeki staking katılımcıları ekonomik nihai süreçte doğrudan yer alır.

Her bir çözümün avantajları ve dezavantajları vardır, güvenlik, merkeziyetsizlik ve teknik uygulanabilirlik arasında bir denge kurulması gerekmektedir.

Tek Gizli Lider Seçimi

Şu anda, bir sonraki blokun önericisi tahmin edilebilir, bu da hedefli DoS saldırılarına yol açabilir. Tek bir gizli lider seçim protokolü, her doğrulayıcı için "kör" doğrulayıcı kimliği oluşturmak için kriptografi kullanır ve birden fazla önericinin kimlik havuzunu yeniden yapılandırmasına ve yeniden körleştirmesine izin verir, böylece bu sorunu çözebilir.

Ancak, basit ve etkili bir tek gizli lider seçim protokolü oluşturmak hâlâ zorluklarla karşı karşıya, özellikle protokolün sadeliğini ve kuantum direncini koruma konusunda.

Daha Hızlı İşlem Onayı

İşlem onay süresinin daha da kısaltılması (örneğin 12 saniyeden 4 saniyeye) kullanıcı deneyimini önemli ölçüde geliştirecek ve DeFi protokol verimliliğini artıracaktır. Temelde iki teknik yol vardır:

1. Zaman aralığını 8 saniye veya 4 saniyeye kısaltın.
2. Tek bir zaman diliminde önericilerin ön onay yayınlamalarına izin verilir.

Ancak, zaman dilimini kısaltmak, doğrulayıcıların merkezileşme riskini artırabilir ve ön onay yöntemleri ortalama onay süresini iyileştirebilir, ancak en kötü durumdaki performansı optimize edemez.

Kuantum Saldırılarına Karşı

Potansiyel kuantum bilgisayar tehditleriyle karşı karşıya kalan Ethereum, mevcut eliptik eğriye dayanan protokol kısmı için hash veya diğer kuantum karşıtı çözümlere dayalı alternatifler geliştirmelidir. Bu, proof of stake tasarımında temkinli performans varsayımlarının benimsenmesinin mantığını vurgulamaktadır.

Sonuç

Ethereum staking protokolü sisteminin teknik evrimi birçok zorlukla karşı karşıya. Tek zaman diliminde nihai belirlenebilirlik, staking demokratikleşmesi, tek gizli lider seçimi, daha hızlı işlem onayı ve kuantum saldırılarına karşı alternatiflerin geliştirilmesi, çözülmesi gereken önemli sorunlardır.

Ethereum ekibi, en iyi gelişim yolunu bulmak için farklı teknik çözümleri değerlendirerek aktif olarak keşif ve yenilik yapmaktadır; daha yüksek güvenlik, performans ve merkeziyetsizlik derecesi sağlamak için. Bu süreç, Ethereum ekosisteminin gelişimini ve mükemmelleşmesini sürekli olarak destekleyecektir.