A Journey Through Decentralized Protocol Design | Cardano Explorer (cexplorer.io)
爱丁堡权力下放指数（EDI）的推出引发了关于准确量化权力下放的适当方法的讨论。 贾斯汀·邦斯 (Justin Bons) 是 EDI 的早期批评者之一，认为 EDI 的结果过于偏向卡尔达诺。 值得考虑的是，协议应具备哪些基本特征来增强去中心化，以及贾斯汀的批评是否有道理。
去中心化协议的特点
权力下放围绕决策权的分配。 这可能涉及区块生产、治理或客户多元化等方面。 就目前情况而言，EDI 主要提供有关区块生产的信息，这将是本文的重点。
去中心化的最终目的是防止单个实体或有影响力的实体组成的联盟垄断网络内的决策过程。 在理想情况下，每个参与者都拥有平等的投票权，类似于政治选举中的“一人一票”原则。 然而，在区块链领域，决策权取决于拥有昂贵的资源。 因此，拥有更多资源的实体拥有更大的决策权，体现了“资源越多，权力越大”的原则。
例如，与民主制度不同，去中心化协议具有独特的属性。 让我们考虑一下有助于增强去中心化的特征：
包容性
公平
可靠的区块生产
抵制卡特尔和鲸鱼
包容性意味着尽可能广泛的实体，包括那些资源有限的实体，可以参与网络共识。
这包括初始成本和运营成本。 如果是比特币，可能涉及购买 ASIC 矿机和定期电费；如果是卡尔达诺，可能需要购买 ADA 币。
如果参与者希望生产区块，他们必须运行完整节点并保持连续的互联网和电力连接（故障转移解决方案）。
包容性也意味着简单性。 如果参与者面临很高的技术要求，则可能会阻碍权力下放的发展。 理想情况下，参与权力下放应该需要最少的技术技能。 因此，对于参与者来说，轻钱包就足够了。
公平意味着网络和参与者的利益一致。 只有那些以网络以及其他参与者和用户的最大利益行事的人才有资格获得奖励。 每个人都应该因网络的高质量工作而获得公平的奖励。 协议本身应该指导奖励的分配，即没有第三方参与。
区块生产必须可靠。 在给定的时间内，应生产尽可能多的区块，并尽量减少例外情况。 例如，如果有人在经常停电的区域或互联网不可靠的区域操作节点，则可能会发生这种情况。
如果项目成功，区块生产可能是一项利润丰厚的业务。 兴趣将会激增。 个人参与者将相互竞争，并可能努力驱逐竞争对手。 大型企业受益于规模经济。 例如，大型 PoW 矿商可以从 ASIC 硬件制造商或能源供应商那里获得折扣。 为了去中心化，规模优势应该尽可能小。
必须存在机制来防止卡特尔的形成（EOS 项目的一个重大问题）和鲸鱼的出现（比特币中超过 50% 的区块由 2 个矿池开采）。
然而，在实践中，由于社会财富分配不均，实现理想的解决方案并不可行。 因此，可以在去中心化网络中购买决策权。 唯一可实现的目标是在不利条件下找到最佳解决方案。
团队不仅要考虑鼓励去中心化的特征，还要考虑其他特征。 例如，可扩展性、互操作性、安全性、可持续性等等。 正确平衡各个方面是很困难的。 结果始终是首选属性之间的平衡。
源池是必须的
我认为，只有当任何人，即使是那些资源最少的人，都可以参与并有机会获得回报时，才能达到权力下放的顶峰。
参与比特币挖矿的入门成本很高，ASIC 矿机的成本高达数千美元。 此外，各国的能源价格各不相同，使得共识参与具有排他性。 这导致网络去中心化程度相对较低，规模较大的矿工逐渐增强实力。
操作以太坊验证器需要锁定 32 个 ETH，建立协议定义的独占输入边界。 那些持有少于 32 个 ETH 并希望参与共识的人必须采取解决方案，将较小持有者的 ETH 汇集在一起并运行代表他们的 alidator，例如 CEX 和类似于 Lido 的服务。
比特币和以太坊都涉及某种形式的资源池。 多个参与者必须联合起来才有机会获得奖励。 一个孤独的矿工可能会尝试开采比特币，但获得奖励的几率很小。 然而，如果 1000 名矿工联合起来，他们获得奖励的机会就会增加，包括更频繁的奖励。
比特币有矿池，而以太坊则有类似 Lido 的服务。
比特币协议仍然没有注意到矿池的存在。 它只是奖励该区块的矿工，而不了解聚合哈希率并在多个矿工之间分配工作的实体。
这种情况反映了以太坊的情况。 验证器有很多，协议并不关心谁操作它们以及谁拥有 ETH 密钥。 Lido 代表了去中心化的一个弱点，因为超过 30% 的 ETH 质押都存在于单个智能合约中。
在每一个现有的生态系统中，迟早都会不可避免地出现类似的情况。 购买资源的参与者通常会将其委托给生产区块的实体。 因此，在量化去中心化时，必须考虑到这一点。
IOG 团队认识到资源池是一种普遍且可能不可避免的现象。 此外，为了实现最高水平的去中心化，所有 ADA 币持有者，无论数量多少，都有机会参与。
因此，卡尔达诺将池的概念直接纳入其协议中。 这使得卡尔达诺能够拥有原生的流动性质押，从而消除了对以太坊等第三方的需求。
如果没有某种形式的资源池，所有小股东都将被禁止参与共识，这不是一个理想的结果。
资源池之所以有益还有其他几个相关原因。
其中一个优势是区块生产由 IT 专业人员保证，他们可以轻松创建功能性故障转移解决方案并了解安全性。 如果出块节点由非专家操作，PoS 币就会经常被盗。 在卡尔达诺生态系统中，这种情况在质押开始时发生过几次。 然而，此类事件现在已成为过去。
如果每个资源持有者（例如只拥有 100 ADA 的人）都可以操作其出块节点，那么出块的质量就会恶化。 许多区块可能会被遗漏，这可能是因为操作系统的自动更新会在节点计划生成新区块时启动。
另一个考虑因素是，随着某些协议必须达成共识的节点数量增加，复杂性也会增加。 例如，对于以太坊来说，大量的验证者是不可取的。 这就是为什么 32 ETH 的限制是必要的，减少它并不是解决方案。 如果降低限制，验证者的数量就会增加，从而增加相互通信的复杂性，这是不可取的。
将资源委托给区块生产者（矿池）是一件有利的事情，但前提是委托者保持对资源的控制，并且可以灵活地随意改变他们的决定。 从安全角度来看，如果委托者被迫放弃对资源的控制，这是有害的。 例如，将ETH转移到交易所参与质押就是一种不利的做法。 ETH 存在被交易所内部人员或黑客窃取的风险。
委托可以分为两种类型：直接委托和间接委托。 直接委托，例如将 ADA 代币委托给选定的卡尔达诺池，允许代币保留在所有者的钱包中。 所有者保留随时修改委托的灵活性。 另一方面，间接委托涉及所有者放弃对资源的直接控制，使他们无法在关键时刻（例如网络攻击）更改委托。 此类实例包括比特币背景下的云挖矿，或以太坊背景下的 CEX 质押 ETH。
我们应该如何量化去中心化？
在评估去中心化时，至关重要的是要考虑生成区块的实体数量，即运行完整节点的实体数量。 此外，还应该考虑区块生产者所使用的资源，无论它们是专有的还是委托的。
量化权力下放时要考虑的关键因素包括：
区块生产者（池）的数量
资源持有者数量（参与共识的人）
例如，如果中心化交易所（CEX）代表 10 万用户质押 ETH，从以太坊协议的角度来看，CEX 是 ETH 的所有者，而不是购买 ETH 的个人。 在这种情况下，CEX 成为单点故障，并成为负责区块生产的实体。
丽都是索姆与 CEX 非常相似，但更加去中心化。
出于多种原因，区分区块生产者和委托者（质押者）至关重要。
区块生产者是积极参与区块链中新区块创建的实体。 他们验证交易、创建新区块并将其添加到区块链中。 他们的作用对于维护网络的完整性和功能至关重要。
另一方面，委托人或利益相关者是将其资源（如代币或哈希率）委托给这些区块生产者的参与者。 虽然他们可能不会积极参与区块生产，但他们的作用同样重要。 他们通过提供资源来支持网络，作为回报，他们分享区块生产产生的奖励。
这两个角色之间的区别对于理解区块链网络的动态至关重要。 它有助于明确网络内的责任和奖励分配，是评估网络去中心化程度的关键因素。
区块生产和委托越分散，网络就越去中心化。
在比特币的背景下，矿工将其计算能力（哈希率）委托给矿池，矿池充当区块生产者。 这种委托可以让矿工有更可预测的收入，也让网络有更稳定的区块生产。 然而，值得注意的是，这也引入了一定程度的中心化，因为对区块生产的控制集中在几个大型矿池中。 这是去中心化网络设计中的众多权衡之一。
卡尔达诺的质押概念与比特币的挖矿过程非常相似。 然而，一个关键的区别在于包容性方面。 卡尔达诺的这一特征促进了更大程度的去中心化。 与比特币网络中的矿工数量相比，卡尔达诺拥有更多数量的矿池，并且很可能拥有更多的质押者数量。
在 EDI 跟踪的所有其他网络以及尚未包含在 EDI 中的网络中，我们观察到类似的动态。 我不知道有哪个网络中每个资源持有者，无论数量多少，都有机会生产区块并且实际上这样做了。
区块生产者和委托人之间的动态
让我们以卡尔达诺为例，深入研究区块生产者和委托人之间的动态。 原则上，它与比特币非常相似，但有几个显着差异。
在卡尔达诺网络中，矿池是产生区块的节点。 矿池的总权益是矿池运营商和所有权益持有者（委托人）持有的 ADA 币的总和，决定了矿池在给定时间内铸造的区块数量。
您可以将每个泳池运营商比作一个类似于丽都的独立实体。
矿池是由矿池运营商操作（拥有）的单个节点。 所有质押者都用他们的 ADA 币支持这个矿池，矿池代表所有质押者铸造区块。
矿池运营商有动机公平行事，因为他们的奖励取决于矿池的总权益。 因此，运营商依赖于委托给他们的 ADA 币。
ADA 持有者可以将代币委托给他们选择的池，但 ADA 代币永远不会离开他们的钱包。 他们甚至可以随时花费 ADA 币，因为卡尔达诺没有锁定期（无削减）。
这意味着，如果矿池运营商开始审查交易或无法铸造区块，质押者可以立即退出矿池并委托到其他地方（重新委托的效果需要几天时间）。
控制区块生产的 ADA 持有者可以被视为授予池运营商为网络服务的授权。
卡尔达诺采取了适当的保护措施来防止形成大型矿池。 池的大小受到所谓的饱和点的限制。 一旦矿池超过饱和点，每个人的奖励都会减少。 因此，质押者有经济动机去委托其他地方。
该网络包括多矿池运营商，即运营多个矿池的实体。 这些通常是生态系统中的知名人物，赢得了利益相关者的信任。 然而，从去中心化的角度来看，它们被视为鲸鱼。
饱和点更多的是一种心理障碍，因为很明显，一个给定的实体运营着多个矿池。
当然，单个实体可以在不同的代码下运营多个矿池，而这一事实可能无法从外部观察到。
在卡尔达诺生态系统中，矿池在相似的条件（费用）下相互竞争。 对于质押者来说，委托给另一个矿池相对简单。 他们的选择不仅可以基于费用，还可以基于运营商对社区的额外贡献或其他偏好因素。
Justin Bons 在批评 EDI 时可能没有意识到什么
贾斯汀：“最大的问题是他们将所有池视为单个实体
贾斯汀：“这显然是衡量权力下放的一种有缺陷的方法”
在区块链领域，矿池充当区块生产者，应被视为单独的实体。 委托人或质押者本身并不生产区块，而是监督区块生产的过程。
从安全角度来看，例如在分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击的情况下，网络内拥有大量出块节点是有益的。 这使得网络不易受到攻击。 这就是 EDI 团队研究香农熵的原因。 下一个出块节点越不可预测，网络就越安全。
对轻钱包（即委托人）进行 DDoS 攻击是不可行的。 虽然可以对矿工发起 DDoS 攻击，但它对比特币网络中区块生产的影响很小。 另一方面，对 Foundry USA 或 AntPool 等主要矿池的 DDoS 攻击可能会立即破坏区块生产的质量。
如果只计算资源持有者而不计算区块生产者，EDI 将不会告诉任何有关谁在生产区块的信息。
贾斯汀：“一个有效的指标； 如果他们不将所有池视为单个实体，情况也不会那么糟糕。 这里的替代解决方案是通过链分析和其他方式来识别单个矿池参与者。
拥有 1000 万 ADA 的鲸鱼可以运行其矿池，并且比拥有 5000 名质押者且总权益为 5000 万 ADA 的矿池产生的区块更少。
考虑谁可以直接控制区块交易的选择或交易的审查。 这只是矿池运营商，而不是委托人。
单个实体的决策过程不同于一组 5K 个独立实体协作生产区块的决策过程。
单个实体可以自主决定开始审查交易。 然而，一组 5000 个实体可能会不同意这一点。 如果该组内的个人想要审查交易，他们需要退出该组。
让我们从另一个角度来看这个问题。
从可能对网络发起攻击（例如双花攻击）的角度来看，控制节点的实体至关重要。 委托人对节点没有直接控制权。 无论委托人是谁，矿池运营商都可以发起此类攻击。 他可以希望在代表们注意到之前攻击就成功。
声称池不是有效实体或不应将其视为单个实体的说法是站不住脚的。 如果贾斯汀断言这一点，就好像他声称其中一名代表可以控制节点是否审查交易。 但客观上，没有任何委托人拥有这种权力。
我同意贾斯汀的说法，即爱丁堡去中心化指数（EDI）缺乏有关资源持有者数量的数据。
在比特币网络中，Foundry USA 和 AntPool 这两个矿池可以发起攻击。 然而，矿工可以选择将资源委托给其他地方，前提是他们能够及时检测到攻击。
大型矿工可以串通，建立他们的矿池，并通过它策划攻击。 因此，保持对资源持有者的概览至关重要。 每个 PoS 网络中都有鲸鱼，了解他们是件好事。
委托人或其子集可以同意攻击，从而与区块生产者合作。 这就提出了一个问题：中本聪系数应该专门适用于区块生产者，还是应该为委托人建立类似的系数？ 在我看来，这两种方法都是有效的。
结论
在我看来，贾斯汀的批评似乎源于对与去中心化相关的关键背景的误解（不同类型的攻击、节点之间通信的复杂性、包容性等）或缺乏对区块生产者和委托人之间差异的理解。 他可能认为专注于区块生产者是没有意义的，只有资源分配才是重要的。
认识到这些演员角色的差异非常重要。 即使一组 5K 委托人也不会产生单个区块，除非其中一个委托人运行一个完整节点，将交易插入该区块并将其分散到整个网络中。 这些委托人中的每一个都不能拥有自己的区块生成节点，因为他们必须就他们中的哪一个将在给定时刻生成区块达成一致（共识）。
可以客观地说，出块人的地位比委托人的地位更强。
爱丁堡去中心化指数（EDI）是一项开源计划，欢迎所有人的贡献。 如果根据结果对卡尔达诺被评为最去中心化的机构不满意，那么识别方法中客观的不准确之处就至关重要。 贾斯汀认为，将矿池视为单独的实体是错误的。 然而，在我看来事实上，这个论点缺乏有效性。