文章讨论了以太坊客户端软件多样性不足的问题,特别是Geth客户端的过度使用构成的潜在风险。文章指出,Geth的超级多数地位可能导致严重的后果,包括大量质押ETH的损失以及以太坊分叉,并分析了应对这些风险的社区努力和措施,强调了客户端多样化的重要性。
ETH 质押者可能面临生存威胁,以太坊质押资产可能被清除 90%。
这一威胁的核心在于以太坊内部客户端软件缺乏多样性。
在以太坊网络中,执行层根据区块链的规则和协议执行智能合约并处理交易,而客户端软件使用户能够与区块链网络进行交互。
来源: Gnosis Chain
客户端软件有助于与负责执行层的节点进行通信,确保交易被正确执行并在区块链上反映出来。因此,执行层和客户端软件在以太坊等区块链网络的运行中紧密相连。
因此,客户端软件通过为用户和开发者提供基本工具,在以太坊生态系统中发挥着至关重要的作用。这些工具促进各种功能,例如交易验证、共识集成、智能合约执行、区块验证、安全实施以及与去中心化应用程序 (DApp) 的交互等等。
由于其关键性质,以太坊基金会在其关于“ 节点和客户端”的指南中,强烈强调协议需要有多个客户端实现。 这是为了显著降低与过度依赖单个客户端相关的风险,因为单个客户端可能面临安全漏洞并可能危及整个协议:
“多个客户端实现可以通过减少网络对单个代码库的依赖来增强网络。以太坊社区维护着多个开源执行客户端……这些客户端由不同的团队使用不同的编程语言开发。
这使得网络更强大、更多样化。
理想的目标是实现多样性,而没有任何客户端占据主导地位,以减少任何单点故障。”——以太坊基金会
问题在于以太坊存在超级多数客户端问题。
当一个客户端软件被超过 2/3 的所有活跃验证者使用时,它就获得了超级多数客户端的地位。以太坊的超级多数客户端是 Geth。
数据日期 — 2024 年 1 月 25 日 — 来源: 以太坊基金会
如果这个执行客户端如此受欢迎和值得信赖,以至于协议敢于过度依赖它而承担相当大的风险,那是因为多种因素:
早期采用和以太坊基金会的认可 — Geth 是以太坊最早的客户端实现之一,在 2015 年以太坊网络启动后不久就开发出来了。它的早期可用性使其能够成为以太坊节点运营商和开发者的重要选择。
性能和效率 — Geth 是用 Go(也称为 Golang)编写的,Go 是一种以其效率和性能而闻名的编程语言。这种设计选择使得 Geth 相对轻量且速度快,与其他一些客户端实现相比,对那些优先考虑速度和资源效率的用户具有吸引力。
Geth 与各种操作系统和平台兼容,包括 Windows、macOS 和 Linux,使其可供广泛的用户使用。它与其他以太坊客户端实现的兼容性确保了网络互操作性以及针对潜在软件错误或漏洞的弹性。
积极开发和安全性 — Geth 是开源的,并且由一个专门的开发者团队积极开发和维护。以太坊基金会以及其他贡献者为该项目提供了持续的支持,确保其与最新的以太坊协议升级和安全补丁兼容。
多年来,Geth 赢得了可靠性、安全性和稳定性的声誉,进一步巩固了其作为以太坊节点运营商和开发者中值得信赖和首选的地位。自成立以来,Geth 一直运行良好,而它的竞争对手则遇到了不少错误和停机时间。
由于所有这些原因,Geth 被认为是更稳健的选择。
然而,其过大的市场份额可能会变成一场噩梦,导致诸如清除大量质押 ETH 或触发以太坊分叉之类的场景。
自从以太坊上海升级,以及流动性质押和再质押的出现以来,以太坊质押领域一直非常活跃,现在几乎有 27% 的 ETH 供应量被质押。
来源: Dune
2024 年 1 月,Geth 占据了 83.7% 的网络执行客户端,并受到 Lido Finance 和 Coinbase 等顶级实体的高度依赖,用于以太坊质押。
来源: Dune
2024 年 1 月,发生了两起几乎背靠背的事件,引发了对 Geth 的急需的辩论。
2024 年 1 月 6 日,客户端软件 Besu 开始 s 由于一个严重缺陷而显示无效区块。
2024 年 1 月 21 日,客户端软件 Nethermind 经历了一个问题,其中 大约 8% 的以太坊权益证明 (PoS) 交易验证者在发布 Netherland 的 v1.23.0 更新后突然开始生成无效区块。
来源: Twitter
现在它们加起来还不到网络执行客户端的 12%,但是如果 Geth 遇到任何问题会发生什么?
根据以太坊专家的说法,Geth 的超级多数地位使网络面临两个主要威胁:
以太坊基础设施公司 Labrys 的创始人兼首席执行官 Lachlan Feeney 在他的报告“是的,如果你使用 Geth 进行质押,你真的可能会失去所有的 ETH”中推测,以太坊超级多数执行客户端的漏洞可能导致大部分 3200 万以太坊被质押的损失。
为了理解原因,我们首先需要了解以太坊如何运营其验证者网络:混合了奖励(质押以太坊的年利率为 3-5%)和惩罚,包括罚没、离线惩罚和非活跃泄漏。
如果像 Besu 或 Nethermind 这样的少数客户端出现故障并开始生成无效区块,就像 2024 年 1 月的情况一样,少数客户端收到的惩罚是以与获得 ETH 相同的速度失去 ETH。
对于超级多数客户端 Geth 来说,惩罚的情况完全不同。由于超过 ⅔ 的验证者运行 Geth,如果 Geth 遇到任何关键问题,那么整个以太坊链将停止最终确定。阻止链最终确定的惩罚会受到更严厉的惩罚,称为“非活跃泄漏”。
当验证者停止最终确定 4 个 epoch(大约 25 分钟)或更长时间时,会触发“非活跃泄漏”,然后离线验证者会看到他们质押的以太坊以惊人的速度消失。
根据 Feeney 的说法,两个月的质押奖励将在两天内消失,一整年将在五天内消失,大约 20 天内将损失 50% 的质押金,大约 40 天内将损失 90%。
来源: Labrys
六周的停机似乎不可能,但当承担风险时,必须假设任何事情都可能发生。
Feeney 假设验证者不会仅仅坐在那里看着他们的质押金消失;相反,他们会完全退出,所有人同时冲向出口。不幸的是,只有十二分之一的验证者能够挽救超过 50% 的质押金,而其他人将遭受巨大的损失。
尽管少数客户端软件存在错误和停机时间,但在 Geth 作为超级多数客户端的情况下,对于以太坊质押者来说,它们在本质上比 Geth 的风险更小,这有点违反直觉。
但是 Geth 遇到不幸的后果更为可怕。
根据 Feeney 的说法,在 Geth 生成无效区块的情况下,鉴于其超级多数地位,该区块可能会被添加到以太坊区块链中。
乍一看可能听起来不是很 dramatic,但是这个单一的无效区块可能会导致以太坊分叉,而分叉链会成为主要的。
这条新创建的链将对 Geth 以太坊验证者产生史诗般的反响,因为他们会发现自己被困在新的分叉链中,并在“真实”的以太坊区块链上注册为离线,这也导致在这种情况下面临非活跃泄漏惩罚。
对于 Feeney 来说,Geth 以太坊验证者将只是“被耗尽,直到他们的质押金代表 <⅓ 的网络,从而允许非 Geth 链最终确定”。
虽然没有主要的质押参与者真正希望多样化其客户端软件并解决少数客户端的不确定性,但 2024 年 1 月的事件引发了激烈的讨论,揭示了它们 dramatic 的漏洞,最终迫使他们采取行动进行改变。
如前所述,当 2024 年 1 月的事件发生时,Geth 约占网络执行客户端的 84%。近三个月后,Geth 的统治地位已大大降低至 63%。
左侧为 2024 年 1 月 23 日的数据 — 右侧为 2024 年 4 月 8 日的数据 — 来源: 客户端多样性
证明 1 月的事件起到了全面敲响警钟的作用。
Lido Finance 于 2024 年 1 月 23 日宣布,他们认真承诺减少对超级多数客户端 Geth 的依赖。从 2022 年的 93% 使用率,他们已将其降至 67%
这是一个持续的过程,他们已承诺进一步减少对 Geth 的依赖,并参与降低以太坊的超级多数客户端风险。
Lido 的客户端多样性 — 来源: HEX
关于其对 Geth 的过度依赖,加密货币交易所 Coinbase 于 2024 年 1 月 22 日发推文称,当他们推出 ETH 质押服务时,只有 Geth 满足他们的要求,从那以后,他们再也没有回头:
“尽管自 2020 年以来我们一直在评估执行客户端,但迄今为止还没有一个满足 Coinbase Cloud 的要求。
网络上的许多其他运营商也得出同样的结论,这也是 84% 的以太坊验证者运行 Geth 的部分原因。
然而,潮流正在转变。”
他们承诺将向其基础设施添加另一个执行客户端,并且他们实际上在 2024 年 3 月这样做了。
截至目前,他们一半依赖 Geth,一半依赖 Nethermind。
来源: Super Majority
未来,Coinbase 宣布它也将使用客户端软件 Erigon。
据报道,Kiln、Octant、Ankr、Sigma Prime 和 Twinstake 也减少了对 Geth 的依赖。
然而,像 Binance、OKX 和 Kraken 这样的加密货币交易所并没有站出来分享如何避免他们自己完全依赖 Geth 的计划。
根据收集到的数据 — 该数据并不声称完全准确,因为“研究人员使用其他指标来推断验证者最有可能运行哪个客户端”— Geth 仅占网络执行客户端的 63%。
这表明 Geth 据称已低于 ⅔ 的阈值,或者(希望)即将这样做,从而可能失去其超级多数客户端地位以及相关的系统性风险。
尽管这一消息值得庆祝,但要确保以太坊质押者面临最低的风险,还有很长的路要走。
数据显示,Nethermind 和 Besu 是这种范式转变的主要赢家,Nethermind 的份额从 8% 增加到 23%,而 Besu 的份额从 5% 增加到 12%,尽管它们只面临较小的错误问题。
虽然一些少数客户端变得越来越重要,但以太坊需要一个更加多样化的客户端软件池,这些软件既安全又值得信赖,就像 Geth 至今为止所证明的那样。
在评论执行客户端软件领域的最新发展时,Feeney 强调说,“只有当没有一个客户端控制超过 33% 的份额时,才能实现真正的胜利。”
如果以太坊和以太坊质押协议能够平等地依赖于多种客户端软件,每种软件的最大份额为 10%,则可能会实现真正的胜利。
保护以太坊网络以及以太坊质押参与者和质押者,需要整个社区的持续努力和承诺。
协同努力已经证明了它们能够为这个领域带来第一个根本性的变化。
让我们希望他们能够成功地带来以太坊需要的全面革命。
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