以太坊合并后，DVT分布式验证将成为重要的关键性技术

23-01-23 15:00

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原文标题：《以太坊合并后，DVT 分布式验证技术至关重要》

原文来源：TinTinLand

2022 年 9 月 15 日，以太坊区块链完成了 7 年以来最重要的合并，即从 PoW 过渡到权益证明 PoS 共识机制。除去减少能耗、降低门槛，人们也在担心 PoS 的共识机制会带来更大范围的网络集中控制，因为 PoS 会赋予持有大量股份的人更多的投票权。故而，合并完成后，开发者需要参与开发、测试，尽可能减少潜在的网络故障、提高去中心化程度，扩展网络。

以太坊路线图显示，分布式验证技术将是以太坊合并后的下一个关键。根据 Messari 的最新报告，DVT 能够提高验证器的安全性，DVT 或会是以太坊网络的主要发展之一。

以太坊合并后，DVT 分布式验证将成为重要的关键性技术

DVT 是什么?

分布式验证技术，Distributed Validator Technology（简称 DVT）类似于共识投票的多重签名，它能允许以太坊 PoS 验证器在多个节点或机器进行，从而验证者可以在多个节点进行投票，支持以太坊验证其分布式操作是该技术的核心目的。这一技术最早出现在以太坊基金会成员的研究论文中，原被称为 SSV。通过 3-of-4 设置（概念见下），DVT 允许个人、团体或者社区的节点共同组成单个验证器。DVT 通过为验证者增加容错层，提高容错率，在验证过程中，某一节点出现故障，验证器依旧可以继续运行，从而消除了单点故障、双重签名惩罚、分叉惩罚的可能性。

以太坊合并后，DVT 分布式验证将成为重要的关键性技术

工作原理

DVT 由 4 个关键部分组成：分布式密钥生成、BLS 签名的 Shamir 密钥共享、安全多方计算和 DVT BFT 共识层。

・分布式密钥生成（DKG）：由所有参与者分配加密私钥，从而防止一方直接控制整个私钥。

・Shamir 的私钥共享：私钥共享指的是私钥被拆分并被分配给不同参与者，如果需要重设私钥，则需要需要组合预定义的份额阈值（例如， 4 份中的 3 份）。

・多方计算（MPC）：多方计算在分布式验证器技术中最为关键。通过缩放计算，运营商可以使用他们的私钥共享来签署消息和执行计算，而无需在任何单个设备上重建；多方计算能够让运营商在不同机器上以分布式的方式、安全地协调密钥生成和重建。

・共识达成：容错是通过阈值签名方案 Beacon 节点间的共识算法达成的，ETH 验证器与 Beacon 节点连接后，即可达成共识。

以太坊合并后，DVT 分布式验证将成为重要的关键性技术

如上图所示，首先由 DVT 运营商计算得出生成共享公钥和私钥加密的过程；再将被拆分后的私钥共享给不同参与者，与此同时，私钥份额会分发给运营商；接下来，由运营商进行多方计算随机选择验证节点（该节点会与其他节点共享信息），参与的验证者通过预定义阈值认证后，即可达成共识。

为什么需要 DVT?

DVT 是为了解决合并后出现的诸多问题，其中中心化是需要应对的核心威胁。除此之外，协议规则影响下，验证者资产受损、以太坊生态稳定性下降也是亟需解决的问题。

中心化风险

以太坊规则规定持有不足 ETH 数量小于 32 的用户将被限制维护验证器，对于这些用户而言，质押服务是唯一解决方案，这进一步导致大量加密资产被储存在中心化交易所。以太坊最大的质押服务商 Lido Finance 存入了超过 400 万个以太币，占质押加密资产总量的 32% 。当大量加密资产被存入交易所时，黑客攻击、不合理的审查制度、技术错误都会威胁以太坊生态，造成集中化风险。

以太坊合并后，DVT 分布式验证将成为重要的关键性技术

单点故障

私钥对于独立的验证器至关重要，因为一旦丢失或忘记私钥，资产将无法访问。合并后，PoS 禁止冗余的协议规则使得每个验证者只能签署一台验证器，这意味着如果节点宕机、黑客攻击等问题出现后，缺乏故障保护的单节点验证器会导致验证者资产的直接受损，并进一步影响以太坊整体稳定性。

双重签名惩罚

如果验证者使用相同的密钥多次签署，网络故障、云故障等问题导致离线，用户将失去部分质押额度。

分叉惩罚

在 PoS 制度下，验证器连接的 Beacon 节点出现故障后，会建立一个分叉。但在这样的情况下，验证者受到影响导致被认定为离线，验证者依旧会被处罚。

集中和中心化的后果与区块链目的背道而驰，安全威胁和资产处罚则会产生消极影响。为了解决上述困境，分布式验证器技术应运而生。

DVT 有什么发展潜力?

提高以太坊去中心化程度、安全性和运行效率，DVT 被业界人士寄予厚望。

优势

DVT 作为节点集群运行的验证器弹性较高，风险较小，所以能够提高质押的稳定性。

・对于大型验证器，DVT 能够保障高可用性，降低基础设施成本：改进的冗余和更低的削减风险能够让更少的验证者运营更多的节点，从而降低硬件成本；通过允许客户端配置和地址在多个节点运行，DVT 能够降低单个地址或客户端的故障风险。

・对于小型验证器，DVT 能够提供与较大验证器相当的保护级别：使用 DVT 小型验证器能够提供与大型验证其媲美的效率；通过降低运行节点的 ETH 要求，DVT 能够使得用它用户使用社区质押池或家庭验证器实现验证。

・对于流动性质押协议，DVT 能提高效率，降低风险，允许运营商参与：通过在网络中提供冗余，DVT 不再依赖可能导致离线停机的任一运营商；此外，运营商能够通过组织成不同集群，提高了质押者协议的性能。

用例

・在去中心化质押池中的应用：使用 DVT，质押池可以切换到去中心化模型，通过减少停机时间来减少处罚和削减。

・质押基础设施提供商：通过 DVT，基础设施供应商能够启用主动-主动集群冗余，实现部署和配置的动态性。以前，为了满足个人或机构质押，基础设施供应商需要为主动-被动配置的机构提供冗余解决方案。现在，主动-主动冗余能以保障冗余系统能够始终运营为目标，将验证器分散在多台机器上从而创建容错。

・设置独立验证者：通过 DVT，验证器可以在主动-主动集群冗余中跨多个节点分配签名权力，故而能够最大限度地减少由于停机、双重签名等原因导致的签名失败和处罚风险。

结语

对于用户而言，DVT 解决了质押的诸多挑战，降低了普通人的进入门槛。对于开发者而言，DVT 同样大有裨益。借助 DVT，机构或独立验证者能够享受协议的安全性和灵活性，享有双活冗余配置，根据多种因素实现操作多样化。可以期待在不久的未来，DVT 能够赋能质押，实现互补验证节点配置和协同工作，实现一个真正的去中心化的以太坊。