合并后以太坊会面临哪些潜在的中心化风险？

合并后以太坊会面临哪些潜在的中心化风险？

驾驶宇宙飞船的六六

2022-07-01 18:44 上海

以太坊合并会给以太坊带来新的中心化问题，主要体现在三个方面。 虽然以太坊合并后的中心化问题是可以解决的，但如果任其发展，以下三个中心化领域有可能控制和破坏以太坊区块链：

共识层客户端的多样性

执行层客户端的多样性

质押池和中心化交易所质押的主导地位

以太坊节点运行在客户端上，更容易理解为软件引擎。 没有客户端，节点将无法验证区块和交易数据。 目前有许多使用不同编程语言编写的客户端； 然而，矿工、节点运营商和验证者往往更喜欢少数具有良好声誉的客户。 毕竟，用不太完美的语言编写的客户端会影响哈希率、验证器正常运行时间、证明、块提议的频率，并且在验证器的最坏情况下，风险大幅削减。

以太坊合并后，以太坊的共识层和执行层都将运行在信标链上。 共识层和执行层都有自己的客户端，它们都有自己的客户端多样性问题。 .

共识层

以下概述了当前和合并状态下的每个以太坊层，以及它们在客户端多样性方面的独特风险。

以太坊从一开始就选择了一种多客户端方法来验证块。 以太坊客户端由不同的团队使用不同的编程语言构建，主要目的是提高对潜在问题的免疫力。 具体来说，这样做是为了防止不需要的和不正确的区块提议。 在所有条件都相同的情况下，这比单一客户端方法要好。

当然，没有足够多样性的多客户端方法比在单个客户端上运行的区块链更糟糕。

在一种情况下，如果共识层客户端保持绝对多数并且该客户端错误地提出了一个块，那么一切都会开始严重崩溃。 不仅这个错误的区块会被验证为“正确”，而且所有反对的少数客户即使提出了真正正确的区块也会被削减。

然而，当运行在单个客户端上的区块链错误地提出一个块时，同样的错误记录将被验证，但它不会惩罚少数客户端，因为他们根本不存在。 在任何一种情况下，都会验证不正确的块。 但在多客户的情况下，绝大多数客户也会对无辜和勤奋的参与者罚款。

健康的客户端多样性是以太坊向权益证明过渡的基础，在 2022 年上半年以太坊合并后数量增加了，社区集中精力分散以太坊新兴共识层的客户端份额。 社区在减少 Prysm 的使用份额方面取得了一些进展，其主导地位确实从绝大多数（>66% 的份额）下降到仅占多数。

客户分布

知道以太坊信标链上的确切客户端分布在技术上是不可行的，但是已经有一些可靠的尝试来估计它。

我们将查看的两个数据源讲述了一个相似的故事，尽管 Prysm 的主导地位的严重程度因采样方法而异。 正如 Ether Alpha 在 Clientdiversity.org 上所描述的那样，Sigma Prime 和 Miga Labs 开发了两种不同的方法来确定问题的严重性：

Miga Labs 使用爬虫来计算信标节点及其自我报告的身份。 然而，这意味着共享一个节点的验证者只被计算一次，而验证者较少的节点对估计的影响更大。

另一种方法，由 Sigma Prime 的 Michael Sproul 开发，分析每个客户的区块提议风格

下面我总结了两种抽样方法，并给出了所用估计值的下限和上限。

截至 6 月 13 日的数据

虽然 Prysm 的主导地位仍然是对以太坊整体健康的明显威胁，但在短短几个月内，这个问题已经严重得多。 事实上，预计 2021 年全年 Prysm 的使用率将接近 70%。

今年 3 月，Kiln 测试网合并了执行层和共识层，模拟了万众期待的以太坊主网合并。 在此期间，Prysm 出现了小问题，而其他客户端则顺利合并。 Kiln 上的客户端多样性不等同于信标链上的客户端多样性。 事实上，Prysm 仅占 Kiln 上验证者的 20% 左右，这不足以打破测试网合并的共识并阻止最终结果。 虽然客户端多样性在此测试合并中并不重要，但它也为当前信标链的不安全性敲响了警钟。

Beacon Chain 确实有检查，试图防止单个客户端占据主导地位，尽管这些检查被绝大多数人压倒了。 如果拥有超过 1/3 份额的客户提出了一个有问题的区块，那么该客户维护的所有 ETH 将慢慢耗尽，直到所有其他客户的份额加起来超过 2/3。 这正确地激励了验证者在不到 1/3 的客户端上运行，因为有缺陷的区块提议会产生巨大的惩罚。

然而，这种激励结构不适用于拥有超过 2/3 股权的客户，因为他们的绝对多数地位会阻止上述削减。 事实上，这个安全网是反向运作的：一旦客户达到绝对多数状态，新的验证者就会通过加入超级客户来受到保护。

因此，超级客户端失控的可能性仍然是一个真正的问题。 一个适当的、去中心化的以太坊共识层要求没有客户保留超过其 1/3 的股份。 Prysm 远未接近此阈值，并且在进一步减少 Prysm 的使用之前，其潜在威胁将笼罩在以太坊的新安全模型之上。

执行层

与共识层相比，执行层客户端的分布要少很多，大部分负载都落在了 Geth 上。 目前，共识层和执行层中的绝大多数客户端不会带来相同的生存风险，因为共识层中的严重故障肯定会产生更多的灾难性影响。 但是，这将在合并后发生变化。

截至 6 月 13 日的数据

与共识层相反，执行层的客户端多样性实际上一直在恶化，进一步证明目前缺乏提高 Geth 统治地位的紧迫性。

2020 年 6 月，Geth 的统治力仅为 75%。 当时，第二大客户 Parity 占有 15% 的份额，其次是 OpenEthereum，占 5%。 Parity 此后与 OpenEthereum 合并，如上图所示，它们的合并份额已从 20% 下降到 5%。 从这点来看，两者的结合并没有达到预期的效果。

目前，中心化对共识层和执行层的影响是不平等的。 对 Geth 的主导地位的担忧并未扩大，因为它目前仅在以太坊的工作量证明区块链上运行。 总会有人执行一个区块，即使绝大多数客户不能这样做。 例如，如果 Geth 出现问题，运行客户端的用户将无法解释指令和执行区块，但区块链不会停止。 相反，相应的责任转移到了运行 Erigon、Besu 等的用户身上，他们反过来会愉快地收获更多的回报。 正如我们上面指出的，共识层没有这种奢侈，它需要整个客户社区的参与。

为此，Geth 的中心化问题暂时搁置，实际上是推卸责任。

与信标链上的共识层客户端不同（它们在正常运行期间几乎没有性能差异），执行层客户端的质量差异很大。 Geth 的巨大领先加速了这种差距，但这里的问题是根本性的：共识层客户端有明确的规范可循，而执行层客户端有度，往往追求不同的策略。 这种开创性给一些客户带来了不确定性； Erigon、Besu 和 Nethermind 仍在解决问题。

但合并后，共识层将依赖执行层来保证区块链的真实性，迫使其承担最终责任。 两者将交织在一起，只有当另一个存在多样性时，一个的多样性才能发挥最佳作用。 也就是说，在以太坊合并之后，所有的共识层客户端最终都会根据他们选择的执行层给他们的信息做出决策。

虽然社区目前关注的是 Prysm 的主导地位，但 Geth 可能会被视为合并后下一个最大的中心化工具。 一些竞争客户，例如 Besu 和 Nethermind，希望在最终的后果出现之前加强他们的声誉。

最后，客户端多样性因版本问题而变得更加复杂，这意味着并非所有节点都运行相同版本的 Geth。 很大一部分 Geth 区块生产者不会始终如一地将他们的节点更新到最新版本的软件，而其他人则故意定制版本以更好地最大化他们的 MEV（矿工可提取价值）策略（通常是 MEV-Geth 的一些分支）。

从这个意义上说，所有 Geth 运算符都不会运行严格相同的代码，这在所有条件都相同的情况下是最可取的。 尽管如此，将 Geth 与另一个由不同团队管理、使用不同语言编写并具有不同逻辑的客户端进行比较时，Geth 1.10.19 和 Geth 1.10.16 之间的差异可以忽略不计。

除了客户端多样性问题，信标链上以太坊的矿池分布也同样变得集中在越来越少的人手中，这对以太坊的未来提出了一个非常现实和可衡量的中心化问题。

质押池和中心化交易所质押

像 Lido 这样的链上质押池的验证者计数很容易检索，因为我们可以看到链上流动性质押代币的确切数量。 换句话说，我们确切地知道铸造了多少 stETH。

在计算中心化交易所验证器时，我们再次遇到不确定性。 像 Coinbase 这样的交易所不会直接从他们已知的地址进行质押。 相反，他们用 ETH 资助一个新钱包，启动验证器充值，然后将灰尘发送到他们已知的钱包之一。 因为没有一个单一的存款地址，机器人必须计算他们认为由交易所管理的所有资金。 Coinbase、Kraken、Binance 和其他公司都使用了这种跳钱包策略。

对质押的 ETH 的任何分析都必须考虑提款。 不仅这些资金在合并前被不可逆转地锁定，而且在实现任何回报之前必须进行第二次硬分叉以提取 ETH。 截至发稿时，现有的 1.21 亿个 ETH 中大约有 1300 万个被锁定在信标链的存款合约中。 我们可能会看到锁定的 ETH 的分配受到影响并在启用提款后重新分配，但在那之前，这个数字只会进一步增加。

长期来看，ETH质押比例可能会进一步增加； 成功合并和成功启用提款将大大降低验证者的相关风险。 至少就目前而言，由于区块链支付给矿工的费用有效地转嫁给了质押者，因此综合质押收益率将显着提高。 t 这种更高的回报率将进一步刺激对 Staking 的需求，从而实现回报的动态平衡。

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中心化风险

所有这些信息告诉我们，抵押 ETH 的中心化风险是我们研究的三个向量中最不确定的，并且它可能是粘性最小的向量。 但是，我们不能排除中心化实体任意锁定，阻止提款、重新分配或以其他方式阻碍抵押的 ETH 及时退出。

Lido 拥有超过 1/3 的 ETH 质押，是第一个提供质押代币的协议，也是迄今为止最大的质押实体。 他们的 stETH 代币迅速与 Aave、Maker、Bancor 等流行的 DeFi 工具集成……这种先行者地位使他们能够迅速扩大规模并吞噬流动性质押市场。 说白了，这不一定是因为他们是第一个解决独特技术问题的团队。 Lido 的中心化和许可结构使他们能够在短时间内快速装载大量 ETH，当然，他们的营销有助于实现这一目标。

Lido 不必同时加入基础设施提供商和流动性提供商（一种繁琐的网络平衡行为，类似于汽车共享公司面临的情况），而是将其所有基础设施外包给少数几个精心挑选的实体。 我们可以将 Lido 与 Uber 进行比较，因为 Lido 不需要更多的司机来运送很多乘客； 他们只需要将他们能吸引到的所有用户都送到十几家大型出租车公司，并从中抽成。

除了明显的逃跑风险之外，这种快速且集中的策略还有一些额外的缺点。

Lido 铸造的总量等于他们协议中抵押的 ETH 数量减去任何排队的 ETH。 中间没有缓冲区，也没有可以提现充值的矿池。 目前，如果用户想退出他们在 Lido 上的流动性抵押头寸，他唯一的选择是在去中心化交易所进行交换。 相对而言，如果一个人想要购买Lido的流动性质押头寸，也需要在同一个去中心化交易所兑换，或者直接通过协议铸币。 这种明显的不匹配是目前 DeFi 中 stETH:ETH 折扣的根本驱动因素（尽管可以假设它是暂时的，直到它脱离信标链）。

Lido 目前控制着大约 1/3 的以太币，这是一个合理的担忧，绝对值得关注。 如果 Lido 控制了一半以上的以太币，DAO 将被视为对整个区块链共识的寄生攻击。 如果 Lido 控制了超过 2/3 的以太币，他们将有效地拥有整个区块链和以太坊，去中心化的互联网实验将结束。

为了解决这个被忽视的问题，我希望stETH的奖励调整价格不会出现类似UST的兑换ETH的死亡螺旋。 尽管它由中央持有密钥并且要到 2023 年第四季度或第一季度才能获得资金，但它得到了充分的支持。 本质上，stETH 作为零息债券进行交易； 由于它不立即支付利息，因此它实际上以折扣价进行交易。 这种折扣是根据持有人在启用提款后将其 stETH 赎回为 ETH 的能力的时间加权风险来定价的。

当然，市场上还有其他流动性质押项目旨在从 Lido 手中夺取市场份额。 像 Rocket Pool 这样的一些项目具有去信任和去中心化的额外好处； 也就是说，即使它们成为多数池，风险计算也会有根本不同。

与客户多样性问题相比，有理由相信，未来几年质押的 ETH 的分布将大不相同。 ETH 质押以外的收益率急剧下降，使低风险质押收益率成为一个诱人的机会。 随着以太坊质押物急于成为 ETH 指定投资者的国债，质押的 ETH 总数可能会从目前的 1300 万大幅增长。

以太坊抵押收入

总结

乍一看，这篇文章可以概括为以太坊合并后存在的三个潜在威胁，部分正确。 虽然这可能是搬起石头砸自己的脚，但在每个子领域的多个参与者之间分配核心基础设施依赖性更有利于以太坊的健康发展。

以太坊当前状态的规模给客户团队带来了挑战，无论他们是在构建新客户还是维护现有客户。 客户由一个经常轮换的小团队大力维护，而且往往薪水过低。 开发人员争辩说，状态大小给客户的工作增加了巨大的复杂性，并且没有为客户团队提供足够的金钱激励。

未来的以太坊升级如无状态和状态过期不能直接用于帮助客户端多样性，这可能会给当前和未来的客户端团队带来很大的缓解。 将以太坊的状态缩小到可管理的大小主要有助于通过减少硬件要求和减少同步时间来分散验证器网络，但也有许多二阶效应。 虽然这些问题很少被讨论以太坊合并后数量增加了，但可以合理地假设未来针对以太坊状态大小的以太坊改进提案 (EIP) 将显着降低客户端开发和维护的复杂性和工作量。

质押池市场年轻且发展迅速。 与每个针对硬件高度特定的池不同，当启用提款时，质押者的转换成本将降至最低。 在 2021 年的大部分时间里，stETH 是 DeFi 中唯一可用的流动性抵押衍生品。 诸如 Rocket Pool 的 rEth 之类的竞争代币将如何发展，或者从长远来看分布将如何演变，还有待观察。 保留大量抵押以太缓存的交易所会产生其他问题，并且可能会因为以太坊没有银行账户的状态而让那些拥抱以太坊的人失望。

目前，以太坊能够避免客户多样性和质押中心化问题。 在接下来的几个月和几年里，这种奢侈将消失，这些问题将根据社区的反应得到缓解或忽略。 所有平台都是六六财说，欢迎留言讨论。