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一文读懂分布式验证技术 DVT 运行原理与代表项目

2023.02.08 - 463 天前

本文从以太坊节点运行原理引出分布式验证技术之于网络去中心化的必要性，并简析了采用该技术的Obol Network和SSV Network的技术亮点。

作者：Tyrannosaurus Haym

编译：FIHRY Isla，Biteye 核心贡献者

以太坊建立在一个去中心化的、有弹性的节点网络上，但相当多的节点是中心化的，目前来说是相对脆弱的。下面将重点介绍 DVT（Distributed Validator Technology，分布式节点技术）、Obol Network、SSV Network 和未来以太坊进一步实现去中心化的路线图。

一文读懂分布式验证技术 DVT 运行原理与代表项目

（目前一个以太坊节点由一台电脑同时掌管着 EVM 执行层和 PoS 共识层，而一个分布化的「节点」可以由多台服务器组成）

01 以太坊节点运行原理

众所周知，以太坊被誉为世界计算机，是一个由近两万台多台计算机（节点）组成的网络。其中每一个节点是现实世界中的真实计算机（服务器），在点对点之间直接通信。

维持数量如此庞大的以太坊服务器的目的只有一个，就是提供一个稳定可靠的共享计算平台——以太坊虚拟机（EVM）。

EVM 为交易（计算）提供背景，用户在链上所做的一切都发生在 EVM 中。

每个节点都运行一个本地版本的 EVM，然后通过一个称为「权益证明」（PoS）的过程完成上链，并由其他所有 EVM 的副本保持完全同步。

在整套架构下，现阶段以太坊的每个节点都同时运行两个软件。

执行客户端（例如 @go_ethereum, @nethermindeth），负责实现 EVM。

共识客户端（例如 @ethnimbus，@sigp_io），它监控 PoS 并确保以太坊的安全。

一个节点可以在没有押注任何 $ETH 的情况下存在，需要注意它不会获得任何奖励，不负责上链，只负责同步网络数据。而当一个节点操作者质押 32 颗 ETH 时，他们的节点会创建一个新的验证器（Validator），开始参与 PoS。

（译者注：一台服务器可以创建多个验证器，取决于服务器性能配置和有多少颗 ETH。）也可以这么理解：

- 多个节点组成了一个现实世界的计算机，每个节点保持同步，使以太坊网络保持着持续的联系，使 EVM 安全地保持同步

- 验证器是一个虚拟实体，由节点操作，存在于节点服务器中，参与 PoS

可以看出整个网络是有弹性的，有几千上万个节点，很少有事件会影响到每个节点，所以今天的以太坊网络，长久以来保持着良好的运行记录。但就个人而言呢？对于掌控巨额以太坊网络来说，抗故障能力不能说得上是完美的。

让我们举一个简单的例子：假设你是一个家庭质押者（home staker，在住宅中自行搭建服务器），停电了几个小时。在你的节点断电期间，你会产生罚金（扣除你在这段时间内赚取的同等金额）。如果你只脱机几个小时，你的节点与区块链的头部重新同步不会花很长时间。但是，你离线的时间越长，重新同步需要的时间就越长，一个完整的重新同步需要几天时间。

在这段时间里，你会受到惩罚。如此对于一个家庭质押者来说，这已经足够糟糕了，但想象一下你是一个巨大的质押即服务（staking-as-a-service）供应商，如 Lido Finance 或 Coinbase，一个数据中心瘫痪或一个糟糕的配置文件可能会影响到整个 De-Fi 的发展。说到这里，有人可能会建议运行一个备份节点——如果主节点发生了什么事情，那么你就可以把私钥加载到备份中并继续验证。但以今天的技术，这本身就是一种风险。

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(该用户因为切换节点到新的硬件，由于旧硬件未完全停止，双签被惩罚。) 而我们今天介绍的分布式验证器技术（DVT）就可以完美避免上述问题。

02 什么是 DVT 技术

简单来说，把一个（普通）节点看作是一个由共识和 EVM 组成的，而一个 DVT 节点是由多个分布在多台机器上的共识和执行客户端组成。

如果有 32 个 $ETH 被部署到 Ethereum 存款合约，就会组成一个由 n 个成员组成的 DVT 集群，同时将产生一个 m-of-n 共享验证器密钥（m < n），每次该验证器密钥参与 PoS 的时候，至少有 m 个成员必须同意。

从协议的角度来看，保证以太坊平稳运行的根本是：每个验证者在他们指定的回合中及时完成验证的责任。

而 DVT 恰恰是可以使验证器更稳定、更安全行使签名责任的一种加密技术，把个体的责任安全分配给一个 m-of-n 群体。现在我们回到家庭质押的议题，有了 DVT 之后，假设你、我和 V 神建立一个 DVT 集群。同时我们把 Coinbase 作为备用，以备不时之需。

比如，即使我所在的新加坡全程停电了，在大理的你和在加拿大的 V 神依旧有电，我们也可以高枕无忧，因为我们还在验证。DVT 为以太坊提供了继续去中心化所需的工具，进一步巩固了其作为互联网结算层可信的中立地位。而 DVT 只是一种技术，我们可能会看到它有很多不同的实施方式。

03 当前使用 DVT 技术的项目

下面让我们看一下两个使用 DVT 的项目。

Obol Network

Obol Network 最近筹集了 1250 万美金来将他们的计划付诸实施。简单来说，普通原生节点运行一个执行和共识客户端，而 Obol 节点在此之上将增加一个第三方客户端。

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目前 Obol Network 还没有上线，用户可以提前通过他们的 DVT 启动板的截图（下图）就能有很好地了解 DVT 的工作模式。

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（选择你的集群大小，添加操作员地址，选择验证器的数量，部署。）

SSV Network

SSV 刚刚宣布了一个 5 千万美元的生态系统基金（可喜可贺，这是 DVT 领域的大事件）。SSV Network 使用同样的 DVT 技术理念，但真正的亮点在于他运营商网络。

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对部署验证器感兴趣的用户将把他们的 ETH 带到 SSV，SSV 将从 4 个运营商中创建一个 DVT 集群。这仅仅是个开始，DVT 不仅仅是为了创造更稳定的以太坊节点，它的出现可以更加明确节点和验证器的概念分离开，进而明确各自的意义。最直观的例子体现在以太坊下一步路线图中，要实现 Danksharding 所需的核心技术之一就是要在每个区块上运行先进的椭圆曲线加密技术。这可能对于现阶段的以太坊节点来说计算量较重，而如果利用 DVT 集群中将会更容易被实现。

关于 Danksharding 更多可以参考相关链接。