比特币和以太坊的去中心化

比特币和以太坊的去中心化

作者：AdemEfe Gencer、Soumya Basu、IttayEyal、Robbert van Renesse和Emin Gün Sirer。

发表时间：2018年1月15日星期一早上7:37

我们对比特币和以太坊网络的状态进行了纵向研究。我们不久前公布了耗时两年的研究成果，经过同行评议的论文将在2月份的金融密码学和数据安全大会（FinancialCryptography and Data Security）上发表。1

下面是我们研究成果中的一些要点。

比特币网络并未充分利用

总的来说，比特币节点分配到的带宽要高于以太坊。与2016年的研究结果相比，比特币节点的带宽中值增加了1.7倍。普通的比特币节点可用的带宽要比以前多。

可以分配到更多带宽表明，网络可以在不影响孤块率的情况下增加区块大小，孤块率会影响去中心化。如果人们满足于2016年的去中心化程度感，他们应该可以将区块大小增加1.7倍，这样的话，每秒可处理的交易数量将增加两倍，而网络的去中心化程度保持不变。

有些人认为提高区块大小的上限也会增加CPU和硬盘需求的成本。但是这些成本从一开始就是微不足道的，尤其是与如今的交易手续费相比，这些成本已经大幅下降。例如，2016年，1TB的硬盘是85美元，2017年只需70美元。2

迄今，我们没有看到有任何合理的、量化的论据可以说明最大比特币区块大小有何具体的价值。关于这个话题的讨论都是些含糊其辞、听起来是技术上的但在技术上不合理的争论，缺乏科学依据。这些听起来是技术性的论点与实际上的技术事实不一致[3].

以太坊比比特币更去中心化

与以太坊相比，无论是在网络延迟方面，还是地理位置方面，比特币的节点更加集中。换句话说，以太坊拥有更多的节点，且更为分散地分布在世界各地。这表明以太坊完整节点的分布更为去中心化。

出现这种情况的部分原因是，属于数据中心的比特币节点占比更高。具体来说，确定属于数据中心的以太坊节点占比是28%，而比特币的占到56%。

节点属于数据中心表明企业化的程度会提高。这也是节点被用于部署各种不同实现（又叫做，部分女巫攻击，可以影响公众舆论）的一种征兆，这是在我们整个研究过程中会广泛提到一个假设。

相反，以太坊节点更分布在一个种类更为广泛的自主系统中。

二者都不完全去中心化

比特币和以太坊挖矿都非常中心化，比特币的前四大矿工和以太坊的前三大矿工控制着超过50%的算力。

这两个系统的区块链都是由不到20个挖矿实体决定的。4虽然传统的拜占庭法定数目团体系统的运行方式与比特币和以太坊不同，但是拥有20个节点的拜占庭法定数目团体系统比比特币或是以太坊更为去中心化，资源成本更小。当然，设计一个可以开放式参与同时又公平选出20个节点排列交易的quorum协议非常困难。因此，在开发无需许可又高效节能的共识协议方面，我们需要进行更多的研究。

以太坊浪费了本可以更好利用的算力

以太坊的叔块率比比特币的裁剪区块（孤块）率要高。这是有意而为之的，这样以太坊网络的运行可以接近其物理上的极限，实现更高的交易吞吐量。但是，这也导致以太坊用于处理交易的算力要小于比特币。换句话说，有些算力浪费在了叔块上，而不是直接用于打包链上交易。这说明，以太坊将极大地受益于中继网络，诸如比特币中继网络Falcon或是FIBRE。中继网络可以帮助矿工和全节点更快速地广播区块，有助于降低叔块率和孤块率，减少浪费。

以太坊的公平性更好，更有利于小矿工

公平是一个很重要的指标：这决定了与大矿工相比，小矿工是否处于劣势。如果一个系统是完全公平的，那么矿工将资源投入到更大规模、联合协作的矿池的理由就更少。

为了衡量其公平性，我们用矿工打包到主链上的区块比重除以没有打包到区块链上的区块比重，也就是，被裁剪的区块（孤块）和叔块。在一个理想的系统里，这个指标应该等于1。

以太坊和比特币的公平程度大致来说是相同的。但是，在公平的变化上，比特币表现出变化要更大。也就是说，对于比特币的小矿工来说，比特币的挖矿奖励更难以预测。部分原因是，以太坊出块率高，大数定律应用于以太坊的机会越多，而比特币，由于出块少，日积月累，不确定性会更大。

其他

我们如何获取数据以及我们的发现，全部的细节都用准确的术语写在我们的论文里。

附注

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