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解讀 Consensys 研究論文:以太坊是否日益中心化?

編譯:深潮 TechFlow

以太坊的去中心化程度是動態的,需要持續的努力來維護。

在加密貨幣圈中,以太坊已經成爲了一個焦點。

去中心化不僅是以太坊的核心承諾,也是其吸引力的主要來源。然而,隨着以太坊的升級和發展,社區开始對其真正的去中心化程度提出疑問。

這種疑慮並非空穴來風,我們時常能夠零散的看到一些從不同角度討論“以太坊變得中心化”的帖子。

去中心化不僅關乎權力和控制的分散,還涉及到網絡的抗審查性、安全性和透明度。因此,深入了解以太坊的去中心化程度對於投資者、开發者和普通用戶都至關重要。

爲了解答這些疑慮,小狐狸錢包母公司 Consensys 的研究員 Simon Brown 決定進行一項深入的研究,從更加理性、嚴謹和系統的方式着手,採用多種指標和模型上來進行學術分析,旨在揭示以太坊上的真實去中心化狀態。

考慮到原論文較長且需要一定學術基礎,深潮研究院對論文進行了解讀和整理,幫助大家更好的理解其中的關鍵論點。

原論文《 Measuring the Concentration of Control in Contemporary Ethereum 》

一、方法論:如何測量以太坊的去中心化程度?

去中心化是一個復雜的概念,涉及多個維度和角度。爲了准確地衡量以太坊的去中心化程度,這篇論文的撰寫者,Simon Brown 採用了多種統計方法和指標,來進行綜合測量。

首先,他引入了Gini(基尼)指數,這是一個衡量不平等程度的統計度量,常見於貧富差距統計。

在這裏,它被用來測量網絡中資源或權力的分布。Gini指數的值範圍在0到1之間,其中0表示完全的平等,1表示完全的不平等。例如,一個Gini指數值爲0.9意味着網絡中的資源或權力高度集中。

除了Gini指數,研究者們還考慮了: HHIHerfindahl-Hirschman Index)指數:通常用於測量特定行業部門的競爭程度;

Shannon指數:對測量數據中,分布的大小和分布中不同值的多樣性都很敏感,因此能夠突出Gini指數未捕獲的分布之間的差異。

Atkinson指數:基於社會福利方法,推斷爲實現一定程度的平等需要重新分配多少資源。

Jensen-Shannon Divergence:由於我們對於隨時間變化的去中心化水平感興趣,所以使用了該方法來測量兩個概率分布之間的相似性或差異性(深潮注:通俗來說就是,在某個時間點的前後,以太坊的中心化程度是相似的,還是有極大差異的)。

Nakamoto(中本聰)系數:這是一個衡量系統中最大的n個實體所控制的資源或權力的度量。例如,如果前5個最大的實體控制了超過50%的資源,那么Nakamoto系數就是5。這爲我們提供了一個關於網絡中主要實體的影響力的直觀感受。

這些指標和模型的選擇並非隨意的。它們被精心挑選出來,以確保從不同的角度捕捉去中心化的各個方面。這種多角度的方法確保了結果的全面性和准確性,幫助研究者更好地理解以太坊去中心化的真實情況。

二、研究對象:選擇哪些指標來表現以太坊的去中心化程度?

爲了深入研究以太坊的去中心化程度,首先需要選擇合適的數據和對象,它們應該能夠代表以太坊網絡的各個重要方面,並爲去中心化提供有意義的度量標的。

隨着以太坊向POS轉變,以及 MEV 和账戶抽象等新技術的出現,這篇論文將以太坊一個交易所涉及的各個環節和流程都納入了考慮,並總結出了以下合適的指標來衡量以太坊的去中心化程度:

  • 基於原始Nakamoto系數:

    • 按客戶端區分的共識節點(Consensus nodes by client)

    • 按國家區分的共識節點(Consensus nodes by country)

    • 按客戶端區分的執行節點(Execution nodes by client)

    • 按國家區分的執行節點(Execution nodes by country)

    • 原生資產分布程度(Distribution of native asset by amount)
    • 由池/質押服務提供商質押的金額(Amount staked by pool / staking service provider)

  • 與PBS相關的指標:

    • PBS是指構建者和中繼器提議的區塊,它們在以太坊網絡中起到關鍵作用。

    • 由建設者提議的區塊(Blocks proposed by builder)

    • 由中繼器提議的區塊(Blocks proposed by relay)
  • 與账戶抽象相關的指標:

    • 每個打包器的用戶操作數量(Number of user operations per bundler)

    • 每個部署者的錢包數量(Number of wallets per deployer)
  • 其他指標:

    • 調整爲燃燒後的有效通貨膨脹率(Effective inflation rate adjusted for burn)

    • 質押的總供應量百分比(Percentage of total supply staked)

    • 按相對TVL的第2層 rollups(Layer 2 rollups by relative TVL)

同時,不同的指標也被設定了不同的權重。

三、結果與解釋:以太坊的去中心化程度如何?

研究者對以太坊進行了爲期90天的觀察,從2023年5月23日到2023年8月23日。總體的研究目標是,探索去中心化這一動態特質在以太坊內是如何隨時間變化的,而不是一個始終保持平衡的靜態特質。

A. 結果討論

從下面的數據可以看出,當研究模型應用於相同的數據時,不同的指數會給出不同的結果。以基尼系數爲例:

  • 執行節點按國家區分:Gini指數爲0.85

  • 執行節點按客戶端區分:Gini指數爲0.74

  • 共識節點按國家區分:Gini指數爲0.79
  • 共識節點按客戶端區分:Gini指數爲0.57
  • 原生資產分布程度:Gini指數爲0.91
  • 由池/質押服務提供商質押的金額:Gini指數爲0.76
  • 由建設者提議的區塊:Gini指數爲0.78
  • 由中繼提議的區塊:Gini指數爲0.54
  • 每個打包器的用戶操作數量:Gini指數爲0.13
  • 每個部署者的錢包數量:Gini指數爲0.03
  • 按相對TVL的第2層rollups:Gini指數爲0.87

這些值的顏色編碼是爲了易於閱讀,顏色越接近紅色表示集中度越高,顏色越接近綠色表示去中心化程度越高。

可以很明顯的看出,穩定幣和質押池這兩個指標上,以太坊的中心化程度非常高。這似乎也對應着現實中USDC和USDT的高份額,以及流動性質押賽道中LDO領先的局面。

B. 基於原始Nakamoto(中本聰)系數子系統選擇的結果

網絡節點:當研究者們檢查基於原始Nakamoto系數子系統選擇的測量維度的數據時,他們首先將Gini指數應用於與網絡節點相關的指標(深潮注:中本聰系數,是指衡量系統中最大的n個實體所控制的資源或權力的度量)。

從這些分析中,我們可以觀察到“執行節點按國家區分”和“共識節點按國家區分”都維持了相對較高的Gini指數值,分別爲0.85和0.79。這意味着這些共識節點和執行節點在某些國家中高度集中。

C. 與PBS相關的指標

PBS是指構建者和中繼器提議的區塊。數據顯示,在數據集的第一個和最後一個24小時時間間隔之間,由單個建設者和中繼所提議的塊的數量,以及市場中的整體集中度都發生了顯著的變化。這意味着隨着時間的推移,以太坊網絡的去中心化程度在這段時間內是增加的。

D. 其他指標

當我們檢查按TVL的Rollups時,我們觀察到一個明顯的集中化水平,其中90天平均Gini指數值爲0.87。這些值在觀察底層數據時是有意義的,其中一個單獨的rollup(Arbitrum One)在所有rollups中佔有54.3%的TVL(從樣本开始時的64.5%下降)。其次是Optimism,其TVL爲25.9%。這意味着,盡管有多個rollups存在,但其中的兩個rollups佔據了大部分的市場份額。

E. 與账戶抽象相關的指標

這部分的數據主要關注ERC-4337打包器的影響。數據顯示:

  • User Operations by Bundler的90天Gini指數範圍爲0到1,中位數爲0.6,標准偏差爲0.36。

  • 一個特定的bundler在13個活躍的bundlers中佔有76%的市場份額。

這些數據表明账戶抽象空間尚處於初級階段,基礎設施尚未看到顯著的成熟或採納。ERC-4337打包器對網絡的去中心化程度的影響相對有限,因此即使中心化程度中等也是可以接受的。

F. 主索引揭示整體中心化程度變高

主索引爲我們提供了一個高級指標,用於衡量整個網絡的去中心化程度如何隨時間變化(2023/05/23 -08/17)。

Gini指數在所有度量維度上從21%降至14%,而HHI指數從7.5%略微增加至10%。

  • 意義:

    • Gini指數的降低意味着去中心化程度增加了,或者說集中度降低了。

    • HHI指數的增加意味着集中度有所增加。
  • 結論: 綜合這兩個指數,我們可以說,總體上,Ethereum網絡的去中心化程度在這段時間內是增加的

四、總體結論與未來展望

經過深入的研究和數據分析,研究者得出了以下關於以太坊去中心化程度的結論:

  • 以太坊的去中心化程度是動態的:與其說去中心化是一個始終保持平衡的靜態特質,不如說它是一個隨時間變化的動態特質。這意味着,隨着以太坊生態系統的發展和變化,其去中心化程度也會發生相應的變化。

  • 不同的測量維度顯示不同的集中度:例如,執行節點和共識節點按國家和客戶端的分類顯示了不同的集中度。這強調了需要多種方法來衡量去中心化的重要性。

  • 某些部分顯示了高度的集中化:例如,按TVL的Rollups中,Arbitrum One和Optimism佔據了大部分市場份額,顯示了明顯的集中化。
  • 需要持續的努力來維護去中心化:研究結果清楚地表明,整個以太坊生態系統顯示了控制的集中元素,這可能比社區所期望的要少得多。這意味着,爲了維護一個健康的去中心化程度,需要持續的努力。

未來展望

隨着以太坊生態系統的不斷發展,其組成部分和整體基礎設施也會發生變化。這意味着,爲了確保以太坊的去中心化,社區需要持續地監測和評估其去中心化程度,並採取必要的措施來確保其健康和穩定。

此外,隨着新的技術和解決方案的出現,可能會有新的測量維度和方法加入到去中心化的評估中。這需要研究者們不斷地更新和完善他們的模型,以確保其准確性和相關性。

總的來說,去中心化不僅是技術上的挑战,還是社區和生態系統的共同責任。只有通過持續的努力和合作,才能確保以太坊的去中心化和其長期的成功。

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