解讀 Consensys 研究論文：以太坊是否日益中心化？

2023-10-18 16:10:19

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，以太坊已經成為了一個焦點。

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。

為了解答這些疑慮，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。為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指數值為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： HHI （ Herfindahl-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，推斷為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。這為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？

為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，並為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:

調整為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為期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。以基尼系數為例：

執行節點按國家區分：Gini指數為0.85
執行節點按客戶端區分：Gini指數為0.74
共識節點按國家區分：Gini指數為0.79
共識節點按客戶端區分：Gini指數為0.57
原生資產分布程度：Gini指數為0.91
由池/質押服務提供商質押的金額：Gini指數為0.76
由建設者提議的區塊：Gini指數為0.78
由中繼提議的區塊：Gini指數為0.54
每個打包器的用戶操作數量：Gini指數為0.13
每個部署者的錢包數量：Gini指數為0.03
按相對TVL的第2層rollups：Gini指數為0.87

這些值的顏色編碼是為了易於閱讀， 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，分別為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指數值為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為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指數範圍為0到1，中位數為0.6，標准偏差為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

主索引為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，為了維護一個健康的去中心化程度，需要持續的努力。