市場更容易關注以太坊上某些技術創新所帶來的表層敘事，而很少提前深入研究技術本身。例如以太坊的上海升級、合併、從 PoW 轉到 PoS 以及擴容，市場只記住了 LSD、LSDFi 以及再質押的敘事。但不要忘記效能和安全是以太坊的重中之重。前者決定了上限，後者則決定了底線。
（前情提要：為什麼以太坊的公鏈之王地位難以撼動？ ）
（背景補充：以太坊「期貨ETF」傳將過關，可能產生什麼影響？ ）
今天，在以太坊研究論壇中悄然誕生了一個新的概念：Proof of Validator。
該協議機制允許網路節點證明它們是以太坊驗證者，而無需透露它們具體的身份。
這和我們有什麼關系？
一般情況下，市場更容易關注以太坊上某些技術創新所帶來的表層敘事，而很少提前深入研究技術本身。例如以太坊的上海升級、合併、從 PoW 轉到 PoS 以及擴容，市場只記住了 LSD、LSDFi 以及再質押的敘事。
但不要忘記，效能和安全是以太坊的重中之重。前者決定了上限，後者則決定了底線。
可以明顯看到，一方面以太坊一直在積極推進各種擴容方案來提升效能；但另一方面，擴容路上，除了自己修煉內功，也需要防範外來的攻擊。
例如，如果驗證節點被攻擊，導緻資料不可用，那麼一切構建在以太坊質押邏輯上的敘事和擴容方案，可能都會被牽一發而動全身。隻是這種影響和風險躲在背後，終端使用者和投機者們難以察覺，有時甚至也不關心。
而本文要談到的 Proof of Validator，可能就是以太坊擴容路上關鍵的安全拼圖。
既然擴容勢在必行，如何降低擴容過程中可能蘊含的風險，是一個不可迴避的安全議題，它也與我們每一個圈內人休慼相關。
因此，有必要弄清楚新提出的 Proof of Validator 的全貌。但由於技術論壇中的全文過於零碎和硬核，並且牽扯到了擴容諸多方案和概念，深潮研究院整合原帖和梳理必要的相關資訊，對 Proof of Validator 産生的背景、必要性和可能影響進行了解讀。
資料取樣 (Data Availability Sampling): 擴容的突破口
別著急，在正式介紹 Proof of Validator 之前，有必要搞清楚以太坊目前擴容的邏輯，和其中可能蘊含的風險。
以太坊社群正在積極推進多項擴容計劃。其中，資料可用性取樣 (簡稱 DAS) 被視為最關鍵的一項技術。
其原理是將完整的區塊資料分割成若幹 「樣本（sample)」, 網路中的節點隻需要獲取與自己相關的少數樣本，就可以對完整區塊進行驗證。
這極大地降低了每個節點的儲存和計算量。換一個好理解的例子，這就類似我們抽樣調查，通過訪問不同人，可以總結出全體人群的總體狀況。
具體來說，DAS 的實現方式簡述如下:
區塊生産者把區塊資料分割成多個樣本。
每個網路節點隻取到其關注的少數樣本，而不是完整的區塊資料。
網路節點可以通過獲取不同的樣本，來隨機取樣驗證完整區塊資料是否可用。
通過這種取樣，即使每個節點隻處理少量資料，合起來也可以完整驗證整個區塊鏈的資料可用性。這可以使得區塊大小大幅提升，實現快速擴容。
但是，這種取樣方案有一個關鍵問題：海量樣本儲存在何處？這需要一整套去中心化網路來支援。
分散式hash表（Distributed Hashed Table)：樣本的家
這就給了分散式hash表 (DHT) 機會大顯身手。
DHT 可以看作是一個巨大的分散式資料庫，使用hash函式將資料反射到一個地址空間中，不同節點負責存取不同地址段的資料。它可以用於在海量節點中快速查詢和儲存樣本。
具體來說，DAS 將區塊資料分割成多份樣本後，需要將這些樣本分佈到網路中的不同節點上儲存。DHT 可以提供一種去中心化的方法來儲存和檢索這些樣本，其基本思路是:
使用一緻的hash函式，將樣本反射到一個巨大的地址空間中。
網路中的每個節點負責儲存和提供一個地址範圍內的資料樣本。
當需要某個樣本時，可以通過hash查詢對應地址，並在網路中查詢負責該地址範圍的節點，從中獲取樣本。
比如，按一定規則可將每個樣本hash為一個地址，節點 A 負責 0-1000 號的地址，節點 B 負責 1001-2000 號的地址。
那麼地址為 599 的樣本會儲存在節點 A 中。需要這個樣本時，通過同樣的hash查詢地址 599, 再在網路中查詢負責該地址的節點 A, 從它那裡獲取樣本。
這種方式打破了中心化儲存的侷限，大大提升了容錯性和可擴充套件性。這正是 DAS 樣本儲存所需要的網路基礎設施。
與中心化的儲存和檢索相比，DHT 可以提高容錯性，避免單點故障，也能增強網路的擴充套件性。此外，DHT 還能幫助抵禦 DAS 中提到的 「sample hiding」 等攻擊。
DHT 的痛點：女巫攻擊
但是，DHT 也存在一個緻命弱點，那就是面臨 Sybil 攻擊的威脅。攻擊者可以在網路中製造大量假節點，周圍的真實節點就會被這些假節點 「淹沒」。
類比一下，一個誠實的小販被整排整排的假冒商品圍住，使用者就很難找到真品。這樣攻擊者就可以控制 DHT 網路，導緻樣本不可用。
舉例來說，要獲取地址 1000 的樣本，需要找到負責這個地址的節點。但是被攻擊者建立的成千上萬假節點包圍後，請求會被不斷導向假節點，而無法到達真正負責該地址的節點。結果是樣本無法獲取，儲存與驗證都失敗。
為了解決這個問題，需要在 DHT 上建立一個高信任的網路層，僅由驗證者節點參與。但是 DHT 網路本身無法識別節點是否為驗證者。
這就嚴重阻礙了 DAS 和以太坊擴容。有什麼辦法可以抵禦這種威脅，保證網路的可信任性呢？
Proof of Validator：守衛擴容安全性的 ZK 方案
現在，讓我們回到這篇文章的重點：Proof of Validator。
在以太坊技術論壇中，今天 George Kadianakis , Mary Maller , Andrija Novakovic , Suphanat Chunhapanya 4 人共同提出了這個方案。
它的總體構想是，如果我們能想出一種辦法，讓上一節 DHT 的擴容方案中，隻允許誠實的驗證者加入 DHT，那麼想要發起女巫攻擊的惡意者，也必須質押大量 ETH，在經濟上顯著提高作惡成本。
這個構想換一句我們更加熟悉的話來說，就是：我想在不知道你身份的前提下，知道你是個好人，並且能識別壞人。
這種有限資訊的證明場景，零知識證明顯然能派上用場。
於是，Proof of Validator (下稱 PoV) 可用於建立一個隻由誠實驗證節點組成的高可信 DHT 網路，有效抵禦女巫攻擊。
其基本思路是，讓每個驗證節點在區塊鏈上註冊一個公鑰，然後利用零知識證明技術，證明自己知悉這個公鑰對應的私鑰。這就相當於拿出自己的身份證明明自己是驗證節點。
此外，對於驗證節點的抗 DoS（拒絕服務） 攻擊，PoV 還旨在隱藏網路層上驗證者的身份。也就是說，該協議不希望攻擊者能夠分辨出哪個 DHT 節點對應於哪個驗證節點。
那麼具體要怎麼做？原帖用了大量的數學公式和推導，在此不做贅述，我們給出一個簡化的版本：
具體實現上，使用 Merkle 樹或 Lookup 表。比如利用 Merkle 樹，證明註冊公鑰存在於公鑰列表這棵 Merkle 樹中，然後證明從這個公鑰派生出的網路通訊公鑰是匹配的。整個過程利用零知識證明實現，不會洩露實際身份。
跳過這些技術細節，PoV 最終實現的效果是：
只有通過身份驗證的節點才能加入 DHT 網路，其安全性大大增加，可以有效抵禦 Sybil 攻擊，防止樣本被故意隱藏或修改。PoV 為 DAS 提供了一個可靠的基礎網路，間接幫助以太坊實現快速擴容。
不過，當前 PoV 還處在理論研究階段，能否落地還存在不確定性。
但該貼的幾位研究員已經在小範圍進行了實驗，結果顯示，PoV 在提出 ZK 證明的效率上，以及驗證者接收證明的效率還不錯。值得一提的是，他們實驗裝置隻是一臺筆記本，裡面裝的還僅僅是一顆 5 年前的 Intel i7 處理器。
最後，當前 PoV 還處在理論研究階段，能否落地還存在不確定性。但是無論如何，它代表了區塊鏈通往更高擴充套件性的重要一步。作為以太坊擴容路線圖中的關鍵元件，它值得整個行業持續關注。
PoV 原文地址： 連結
