合并以太坊后，DVT分布式验证技术至关重要

2022年9月15日，以太坊区块链完成了七年来最重要的合并，即从PoW到PoS共识机制的过渡。 除了降低能耗和降低门槛，人们还担心PoS共识机制会带来更大的网络集中控制，因为PoS会给持有大量股份的人更多的投票权。 因此，合并完成后，需要开发者参与开发和测试，尽量减少潜在的网络故障，增加去中心化程度，扩大网络。

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重点。 根据 Messari 的一份新报告，DVT 可以提高验证者的安全性，DVT 可能是以太坊网络的主要发展之一。

什么是深静脉血栓？

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，允许以太坊PoS验证者在多个节点或机器上进行，从而验证者可以在多个节点上进行投票，支持以太坊验证其分布式运行是该技术的核心目的。 该技术最早出现在以太坊基金会一名成员的研究论文中，最初被称为 SSV。 通过 3-of-4 设置（参见下面的概念），DVT 允许个人、组或社区节点共同形成一个验证器。 DVT通过为验证者增加容错层来提高容错率。 在验证过程中，如果一个节点失败，验证者仍然可以继续操作，从而消除了单点失败、双重签名惩罚和分叉惩罚的可能性。

相关概念

共识：将单个验证人的职责分配给多个共同验证人，签署消息需要共同验证人就投票达成一致。

M-of-N门限签名：验证者的私钥会被分成N份，每个验证者持有1/N。 当 M 个验证者投票同意签名时，即可完成签名。

工作原则

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）：加密私钥由所有参与者分发，防止一方直接控制整个私钥。

Shamir 的私钥共享：私钥共享是指私钥被拆分并分发给不同的参与者，如果需要重置私钥，需要组合一个预定义的共享阈值（例如 3 out of 4 ）。

多方计算（MPC）：多方计算是分布式验证器技术中最关键的。 通过扩展计算，运营商可以使用他们的共享私钥来签署消息和执行计算，而无需在任何单个设备上重建； 多方计算使操作员能够跨不同机器以分布式方式安全地协调密钥生成和重建。

达成共识：通过门限签名方案的Beacon节点间的共识算法实现容错。 ETH 验证者连接到 Beacon 节点后，即可达成共识。

如上图所示，首先DVT运营商计算生成共享公钥和私钥加密的过程； 然后将拆分后的私钥共享给不同的参与者，同时将私钥份额分配给运营商。接下来，运营商进行多方计算，随机选择一个验证节点（该节点将与其他节点共享信息节点），参与的验证者在通过预先定义的阈值认证后可以达成共识。

为什么需要深静脉血栓？

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。 此外，在协议规则的影响下，验证者的资产受损，以太坊的生态稳定性也是亟待解决的问题。

中心化风险

以太坊规则规定，持有少于 32 ETH 的用户将被限制维护验证者。 对于这些用户来说，质押服务是唯一的解决方案，这进一步导致大量加密资产存储在中心化交易所。 最大的以太坊质押服务商丽都金融，已质押超过400万个ETH，占质押加密资产总量的32%。 当大量加密资产存放在交易所时，黑客攻击、不合理的审查和技术错误都会威胁到以太坊生态并产生中心化风险。

单点故障

私钥对于独立验证者至关重要，因为如果资产丢失或遗忘，将无法访问它们。 合并后，PoS禁止冗余协议规则，使得每个验证人只能签署一个验证人，这意味着如果出现节点宕机、黑客攻击等问题，缺乏故障保护的单节点验证人将对验证人造成直接损害资产将进一步影响以太坊的整体稳定性。

双重签名惩罚

如果验证者使用同一个密钥多次签名，网络故障、云故障等问题导致下线，用户将损失部分质押金额。

分叉惩罚

在 PoS 系统下，连接到验证者的 Beacon 节点发生故障后，将建立分叉。 但在这种情况下，如果验证者受到影响，被认为下线，验证者仍然会受到惩罚。

中心化和中心化的后果与区块链的目的背道而驰，安全威胁和资产惩罚会产生负面影响。 为了解决上述困境，分布式验证器技术应运而生。

DVT 有什么增长潜力？

为了提高以太坊的去中心化程度、安全性和运行效率，DVT被业界寄予厚望。

优势

DVT是作为节点集群运行的验证者，具有高弹性和低风险，因此可以提高质押的稳定性。

对于大型验证者，DVT 可以保证高可用性并降低基础设施成本：改进的冗余和更低的削减风险允许更少的验证者运行更多的节点，从而降低硬件成本； 通过允许客户端配置和运行在多个节点上的地址，DVT 降低了单个地址或客户端出现故障的风险。

对于小型验证器，DVT 可以提供与大型验证器相当的保护级别：使用 DVT 小型验证器可以提供与大型验证器相当的效率； 通过降低运行节点所需的 ETH，DVT 可以让其用户使用社区质押池或家庭验证器来实现验证。

对于流动性 Staking 协议，DVT 可以提高效率，降低风险，并允许运营商参与：通过在网络中提供冗余，DVT 不再依赖于任何一个可能导致离线停机的运营商； 集群，提高了 staker 协议的性能。

例子

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。

抵押基础架构提供商：借助 DVT，基础架构提供商能够为动态部署和配置启用双活集群冗余。 此前，为了满足个人或机构的承诺以太坊密钥破解，基础设施提供商需要为机构的主被动配置提供冗余解决方案。 现在，双活冗余可以通过将验证器分布在多台机器上来创建容错，目的是确保冗余系统始终正常运行。

设置独立的验证者：通过 DVT，验证者可以在双活集群冗余的多个节点上分配签名权力，从而最大限度地降低签名失败的风险以及由于停机、双重签名等原因造成的处罚。

相关项目

自DVT提出以来，Obol Network和SSV Network都开发了基于DVT的项目。

1.欧博网络

Obol Network推出了插件客户端Charon来启用DVT，它可以以容错的分布式方式运行。 通过采用 DVT 技术，Obol 引入了主动-主动冗余来解决运行主动-被动系统的缺点。 验证器不是在一台机器上运行，而是在多台机器上运行以创建容错能力，以承受部分节点故障。 通过沟通和达成共识，多个 Charon 客户端一起行动，模拟一个统一的验证器。 在此过程中，Charon 使验证器能够与支持信标链标准 HTTP API 并维护现有远程签名基础设施的任何客户端一起工作。 因此，对于验证者来说，Charon 提供了一条更容易采用的途径。

在未来发展方面，Obol Labs将持续关注DVT，并推动其在应用密码学和密码经济学中的应用。

2.SSV网络

SSV 网络发布了一个用于去中心化质押的网络基础设施层。 在 SSV 模型中，每个验证者需要从运营者网络中选出 4 个节点进行多重签名投票。 SSV网络有两个不同的层以太坊密钥破解，SSV点对点（P2P）网络层和用于网络治理的以太坊合约层：前者主要从智能合约中读取操作者列表和验证者权益分配以操作验证者； 后者主要根据 DVT 运营商排名和评估来添加、创建运营商并分配资产。

目前，SSV Network已资助多个项目应用DVT，未来将继续致力于利用去中心化的以太坊质押基础设施为应用搭建积木。

结语

对于用户来说，DVT解决了很多Staking的挑战，降低了普通人的入门门槛。 对于开发人员来说，DVT 同样有益。 通过DVT，机构或独立验证者可以享受协议的安全性和灵活性，享受双活冗余配置，根据各种因素实现操作多元化。 可以预期，在不久的将来，DVT将能够为质押进行赋能，实现互补的验证节点配置和协同工作，实现真正去中心化的以太坊。

（免责声明：请读者严格遵守当地法律法规，本文不代表任何投资建议）