解读 Consensys 研究论文：以太坊是否日益中心化？

以太坊的去中心化程度是动态的，需要持续的努力来维护。

在加密货币圈中，以太坊已经成为了一个焦点。

去中心化不仅是以太坊的核心承诺，也是其吸引力的主要来源。然而，随着以太坊的升级和发展，社区开始对其真正的去中心化程度提出疑问。

这种疑虑并非空穴来风，我们时常能够零散的看到一些从不同角度讨论“以太坊变得中心化”的帖子。

去中心化不仅关乎权力和控制的分散，还涉及到网络的抗审查性、安全性和透明度。因此，深入了解以太坊的去中心化程度对于投资者、开发者和普通用户都至关重要。

为了解答这些疑虑，小狐狸钱包母公司 Consensys 的研究员 Simon Brown 决定进行一项深入的研究，从更加理性、严谨和系统的方式着手，采用多种指标和模型上来进行学术分析，旨在揭示以太坊上的真实去中心化状态。

考虑到原论文较长且需要一定学术基础，深潮研究院对论文进行了解读和整理，帮助大家更好的理解其中的关键论点。

原论文《 Measuring the Concentration of Control in Contemporary Ethereum 》

一、方法论：如何测量以太坊的去中心化程度？

去中心化是一个复杂的概念，涉及多个维度和角度。为了准确地衡量以太坊的去中心化程度，这篇论文的撰写者，Simon Brown 采用了多种统计方法和指标，来进行综合测量。

首先，他引入了Gini（基尼）指数，这是一个衡量不平等程度的统计度量，常见于贫富差距统计。

在这里，它被用来测量网络中资源或权力的分布。Gini指数的值范围在0到1之间，其中0表示完全的平等，1表示完全的不平等。例如，一个Gini指数值为0.9意味着网络中的资源或权力高度集中。

除了Gini指数，研究者们还考虑了： HHI**（Herfindahl-Hirschman Index）指数**：通常用于测量特定行业部门的竞争程度；

**Shannon指数：**对测量数据中，分布的大小和分布中不同值的多样性都很敏感，因此能够突出Gini指数未捕获的分布之间的差异。

Atkinson指数：基于社会福利方法，推断为实现一定程度的平等需要重新分配多少资源。

**Jensen-Shannon Divergence：**由于我们对于随时间变化的去中心化水平感兴趣，所以使用了该方法来测量两个概率分布之间的相似性或差异性（深潮注：通俗来说就是，在某个时间点的前后，以太坊的中心化程度是相似的，还是有极大差异的）。

**Nakamoto(中本聪）系数:**这是一个衡量系统中最大的n个实体所控制的资源或权力的度量。例如，如果前5个最大的实体控制了超过50%的资源，那么Nakamoto系数就是5。这为我们提供了一个关于网络中主要实体的影响力的直观感受。

这些指标和模型的选择并非随意的。它们被精心挑选出来，以确保从不同的角度捕捉去中心化的各个方面。这种多角度的方法确保了结果的全面性和准确性，帮助研究者更好地理解以太坊去中心化的真实情况。

二、研究对象：选择哪些指标来表现以太坊的去中心化程度？

为了深入研究以太坊的去中心化程度，首先需要选择合适的数据和对象，它们应该能够代表以太坊网络的各个重要方面，并为去中心化提供有意义的度量标的。

随着以太坊向POS转变，以及 MEV 和账户抽象等新技术的出现，这篇论文将以太坊一个交易所涉及的各个环节和流程都纳入了考虑，并总结出了以下合适的指标来衡量以太坊的去中心化程度：

• 基于原始Nakamoto系数:

  • 按客户端区分的共识节点（Consensus nodes by client）

  • 按国家区分的共识节点（Consensus nodes by country）

  • 按客户端区分的执行节点（Execution nodes by client）

  • 按国家区分的执行节点（Execution nodes by country）

  • 原生资产分布程度（Distribution of native asset by amount）

  • 由池/质押服务提供商质押的金额（Amount staked by pool / staking service provider）

• 与PBS相关的指标:

  • PBS是指构建者和中继器提议的区块，它们在以太坊网络中起到关键作用。

  • 由建设者提议的区块（Blocks proposed by builder）

  • 由中继器提议的区块（Blocks proposed by relay）

• 与账户抽象相关的指标:

  • 每个打包器的用户操作数量（Number of user operations per bundler）

  • 每个部署者的钱包数量（Number of wallets per deployer）

• 其他指标:

  • 调整为燃烧后的有效通货膨胀率（Effective inflation rate adjusted for burn）

  • 质押的总供应量百分比（Percentage of total supply staked）

  • 按相对TVL的第2层 rollups（Layer 2 rollups by relative TVL）

同时，不同的指标也被设定了不同的权重。

三、结果与解释：以太坊的去中心化程度如何？

研究者对以太坊进行了为期90天的观察，从2023年5月23日到2023年8月23日。总体的研究目标是，探索去中心化这一动态特质在以太坊内是如何随时间变化的，而不是一个始终保持平衡的静态特质。

A. 结果讨论

从下面的数据可以看出，当研究模型应用于相同的数据时，不同的指数会给出不同的结果。以基尼系数为例：

• 执行节点按国家区分：Gini指数为0.85

• 执行节点按客户端区分：Gini指数为0.74

• 共识节点按国家区分：Gini指数为0.79

• 共识节点按客户端区分：Gini指数为0.57

• 原生资产分布程度：Gini指数为0.91

• 由池/质押服务提供商质押的金额：Gini指数为0.76

• 由建设者提议的区块：Gini指数为0.78

• 由中继提议的区块：Gini指数为0.54

• 每个打包器的用户操作数量：Gini指数为0.13

• 每个部署者的钱包数量：Gini指数为0.03

• 按相对TVL的第2层rollups：Gini指数为0.87

这些值的颜色编码是为了易于阅读，颜色越接近红色表示集中度越高，颜色越接近绿色表示去中心化程度越高。

可以很明显的看出，**稳定币和质押池这两个指标上，以太坊的中心化程度非常高。**这似乎也对应着现实中USDC和USDT的高份额，以及流动性质押赛道中LDO领先的局面。

B. 基于原始Nakamoto（中本聪）系数子系统选择的结果

网络节点：当研究者们检查基于原始Nakamoto系数子系统选择的测量维度的数据时，他们首先将Gini指数应用于与网络节点相关的指标（深潮注：中本聪系数，是指衡量系统中最大的n个实体所控制的资源或权力的度量）。

从这些分析中，我们可以观察到“执行节点按国家区分”和“共识节点按国家区分”都维持了相对较高的Gini指数值，分别为0.85和0.79。这意味着这些共识节点和执行节点在某些国家中高度集中。

C. 与PBS相关的指标

PBS是指构建者和中继器提议的区块。数据显示，在数据集的第一个和最后一个24小时时间间隔之间，由单个建设者和中继所提议的块的数量，以及市场中的整体集中度都发生了显著的变化。这意味着随着时间的推移，以太坊网络的去中心化程度在这段时间内是增加的。

D. 其他指标

当我们检查按TVL的Rollups时，我们观察到一个明显的集中化水平，其中90天平均Gini指数值为0.87。这些值在观察底层数据时是有意义的，其中一个单独的rollup（Arbitrum One）在所有rollups中占有54.3%的TVL（从样本开始时的64.5%下降）。其次是Optimism，其TVL为25.9%。这意味着，尽管有多个rollups存在，但其中的两个rollups占据了大部分的市场份额。

E. 与账户抽象相关的指标

这部分的数据主要关注ERC-4337打包器的影响。数据显示：

• User Operations by Bundler的90天Gini指数范围为0到1，中位数为0.6，标准偏差为0.36。

• 一个特定的bundler在13个活跃的bundlers中占有76%的市场份额。

这些数据表明账户抽象空间尚处于初级阶段，基础设施尚未看到显著的成熟或采纳。ERC-4337打包器对网络的去中心化程度的影响相对有限，因此即使中心化程度中等也是可以接受的。

F. 主索引揭示整体中心化程度变高

主索引为我们提供了一个高级指标，用于衡量整个网络的去中心化程度如何随时间变化（2023/05/23 -08/17)。

Gini指数在所有度量维度上从21%降至14%，而HHI指数从7.5%略微增加至10%。

• 意义:

  • Gini指数的降低意味着去中心化程度增加了，或者说集中度降低了。

  • HHI指数的增加意味着集中度有所增加。

• 结论: 综合这两个指数，我们可以说，总体上，Ethereum网络的去中心化程度在这段时间内是增加的。

四、总体结论与未来展望

经过深入的研究和数据分析，研究者得出了以下关于以太坊去中心化程度的结论：

• 以太坊的去中心化程度是动态的：与其说去中心化是一个始终保持平衡的静态特质，不如说它是一个随时间变化的动态特质。这意味着，随着以太坊生态系统的发展和变化，其去中心化程度也会发生相应的变化。

• 不同的测量维度显示不同的集中度：例如，执行节点和共识节点按国家和客户端的分类显示了不同的集中度。这强调了需要多种方法来衡量去中心化的重要性。

• 某些部分显示了高度的集中化：例如，按TVL的Rollups中，Arbitrum One和Optimism占据了大部分市场份额，显示了明显的集中化。

• 需要持续的努力来维护去中心化：研究结果清楚地表明，整个以太坊生态系统显示了控制的集中元素，这可能比社区所期望的要少得多。这意味着，为了维护一个健康的去中心化程度，需要持续的努力。

未来展望

随着以太坊生态系统的不断发展，其组成部分和整体基础设施也会发生变化。这意味着，为了确保以太坊的去中心化，社区需要持续地监测和评估其去中心化程度，并采取必要的措施来确保其健康和稳定。

此外，随着新的技术和解决方案的出现，可能会有新的测量维度和方法加入到去中心化的评估中。这需要研究者们不断地更新和完善他们的模型，以确保其准确性和相关性。

总的来说，去中心化不仅是技术上的挑战，还是社区和生态系统的共同责任。只有通过持续的努力和合作，才能确保以太坊的去中心化和其长期的成功。