以太坊去中心化：挑战与应对
以太坊作为领先的区块链平台，其去中心化程度一直备受关注。尤其是在权益证明（PoS）机制下，区块构建和质押资本的集中化风险日益凸显，这可能导致51%攻击、交易审查等严重问题，并损害用户的利益。本文将探讨这些风险，并分析旨在提升以太坊去中心化的解决方案。
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此前文章《Vitalik 关于以太坊可能的未来（一）：The Merge》、《Vitalik 关于以太坊可能的未来（二）：The Surge》已对以太坊的未来发展方向进行了阐述。本文在此基础上，深入探讨去中心化这一核心议题。
PoS 中心化风险
PoS机制下，大型质押者更容易占据主导地位，小质押者往往选择加入大型质押池，这加剧了中心化趋势。这种规模效应不仅增加了遭受51%攻击的风险，也可能导致交易审查等问题，最终损害用户权益。此外，一小部分人可能通过操纵系统机制来攫取本应属于所有用户的价值，即所谓的“价值提取”风险。
目前，这种风险主要体现在两个方面：区块构建和质押资本供应。大型参与者可以利用更复杂的算法（MEV提取）来最大化区块收益，并通过流动质押代币（LST）来释放被锁定的资本，从而获得更大的优势。
区块构建的优化
问题与挑战
当前以太坊的区块构建主要依赖于集成了 PBS 机制的 MEVBoost。验证者将选择区块内容的工作拍卖给构建者，构建者则利用算法最大化区块收益（MEV提取）。这种模式虽然提高了效率，但也导致了构建者的中心化。少数构建者控制了大部分区块内容，这使得交易审查成为可能，尽管需要100%的审查才能完全阻止交易纳入，但高比例的控制权仍然会造成用户交易延迟，甚至可能引发市场操纵风险。
此外，构建者为了最大化收益，可能采取损害用户利益的策略，例如“三明治攻击”，这会导致用户遭受重大损失并增加网络拥堵。
解决方案：权力再分配
为了解决构建者中心化问题，一个关键思路是将交易选择权部分返还给验证者，构建者只负责交易排序和插入自有交易。这就是“inclusion lists”方案的核心思想。
例如，FOCIL（分叉选择强制纳入列表）提案中，每个区块由一个包含多个 inclusion list 的委员会负责。如果要延迟交易，多个构建者必须共同审查，这提高了审查的门槛。FOCIL 结合 APS（证明者-提议者分离）进一步降低了提议者与构建者合谋的风险。
另一种方案是使用多个并发提议者 (MCP) ，例如 BRAID。BRAID 旨在将区块生产任务分配给多个参与者，降低每个参与者的复杂度，避免规模经济效应导致的中心化。
然而，BRAID 的成功实施依赖于加密内存池技术。加密内存池允许用户以加密形式广播交易，构建者无法提前获知交易内容，从而防止策略窃取攻击。实现加密内存池的关键技术包括阈值解密和延迟加密。
后续工作与权衡
上述方案的核心在于如何划分质押者的权力。理想情况下，应该让高度去中心化的参与者拥有尽可能多的权力，但同时又要避免 MEV 相关风险。这需要在去中心化和效率之间找到平衡。
未来的工作包括：完善各种提案，分析其后果，并结合以太坊社区的目标，确定可接受的中心化程度。此外，还需要改进加密内存池设计，优化多个 inclusion list 的设计，以及研究 APS 的最佳拍卖机制。
质押经济的优化
问题与挑战
目前，相当一部分 ETH 处于质押状态，这保障了网络安全。但如果质押比例继续上升，可能会出现新的风险：质押可能变成所有 ETH 持有者的义务，普通用户更倾向于委托给中心化运营商；罚没机制的可信度下降；单一 LST 可能主导质押市场，甚至控制 ETH 网络效应；以太坊每年额外发行大量 ETH，其价值可能被 LST 捕获。
解决方案：调整发行曲线和双层质押
一种解决方案是：如果高比例的 ETH 必须被质押，且 LST 不可避免，那么就应该让质押变得更便捷，并创造一种去中心化的 LST。例如，可以限制质押惩罚，或创建两层质押机制：“承担风险”质押（可罚没）和“无风险”质押（不可罚没）。
另一种方法是直接调整发行曲线，如果质押比例过高，则降低回报率。这在经济上可能等同于双层质押，但操作更简单。
此外，还需要解决 MEV 收入的不透明性问题。目前，MEV 收入归质押者所有，这导致收入不稳定、激励分配不均衡，并使股权上限难以实施。通过拍卖区块提议者权利或其他机制，可以将 MEV 收入变得透明，并将其捕获。
后续工作与权衡
未来的工作包括：最终确定并完善上述提案的细节和参数。这需要权衡不同的方案，例如，不做任何事情的风险，以及实施质押上限或双层质押的潜在问题。不同的方案在中心化风险、MEV 捕获、质押者参与度等方面存在不同的权衡。
应用层解决方案
除了 Layer-1 的改进，一些应用层策略也可以帮助减轻中心化风险：
- 专门的质押硬件： 简化质押节点操作，并探索硬件的多功能性。
- 小队质押： 允许多人共同质押，降低单个参与者的风险和成本。
- 空投： 激励 solo stake 者参与。
- 去中心化区块构建市场： 利用 ZK、MPC 和 TEE 技术，创建一个去中心化的区块构建市场。
- 应用层 MEV 最小化： 通过应用层设计来减少 MEV，降低构建者中心化的动机。
总之，以太坊去中心化的提升是一个持续的挑战，需要在 Layer-1 和应用层进行多方面的努力。 未来的发展方向需要在安全性、效率和去中心化之间取得微妙的平衡。
