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为解决以太坊从工作量证明（PoW）转向权益证明（PoS）后，PoS 阶段奖励分配数据稀缺、分析困难等问题，研究人员开展以太坊信标链验证者奖励相关研究。他们构建数据集，应用去中心化指标分析，结果为研究 PoS 奖励机制提供依据，有助于提升区块链系统性能12。
在区块链的世界里，以太坊作为智能合约区块链平台的佼佼者，一直备受瞩目。曾经，以太坊采用工作量证明（PoW）共识机制，然而这种机制存在诸多弊端，比如在交易网络模式和财富分配方面出现了显著的中心化倾向，而且其能源消耗大、可扩展性差。为了突破这些困境，以太坊果断转型，于 2022 年 9 月 15 日切换到权益证明（PoS）共识机制。这一转变意义重大，它不仅旨在缓解 PoW 机制带来的环境和可扩展性挑战，还革新了奖励分配方式，从侧重计算能力转向了质押以太币（Ether）。
但新的机制也带来了新的问题。在 PoS 模式下，奖励数据存于信标链，收集和分析的复杂度大幅增加。现有的很多研究依赖第三方数据，这些数据的完整性和准确性令人担忧。并且，能提供全面信标链奖励数据的平台寥寥无几，相关研究方法也存在局限。因此，为了深入探究以太坊 PoS 生态系统中的奖励机制和去中心化程度，来自苏黎世大学区块链与分布式账本技术小组、UZH 区块链中心以及杜克昆山大学数据科学研究中心等机构的研究人员展开了一项关键研究。
研究人员在 Linux 服务器上部署了共识和执行节点，利用 Teku 和 Erigon 客户端收集数据，这些客户端作为存档节点，可以保存区块链的完整历史状态。他们收集了以太坊 PoS 转型后一年的数据，总量达 1.7TB，其中验证者奖励数据主要分为提议者奖励、证明奖励和同步委员会奖励三类。收集完成后，对数据进行整理和分解，分析不同类型奖励的来源和机制。最后，运用香农熵、基尼系数、中本聪系数和赫芬达尔 - 赫希曼指数（HHI）等去中心化指标，对奖励分配的去中心化程度进行评估。
研究结果方面：
- 奖励数据记录：数据集涵盖了 895,203 个验证者从 2022 年 9 月 15 日至 2023 年 9 月 15 日的奖励数据。证明奖励数据集规模最大，达 1.6TB。通过整合数据，生成了按日期统计的总奖励文件，为后续分析奠定基础。
- 奖励分布情况：研究发现，信标链每日平均产生 1865.53 Ether 的奖励，其中提议者获得 236.91 Ether，证明者获得 1572.61 Ether，同步委员会成员获得 56.01 Ether。从验证者个体来看，平均能赚取 0.76 Ether，其中通过证明区块获得的收益约为 0.64 Ether。
- 去中心化指标分析：运用多种去中心化指标分析发现，尽管以太坊向 PoS 转型，但奖励分配在不同利益相关者之间仍存在不平等的情况。
综合来看，这项研究意义非凡。它开发了系统的基于节点的数据收集方法，克服了第三方数据集的缺陷，为以太坊 PoS 生态系统的研究提供了更精确、全面的数据支持。其数据工程框架能够从细粒度层面获取验证者奖励数据，有助于深入理解以太坊的奖励机制、验证者行为和网络参与动态。此外，该数据集还可用于多种分析，为比较 PoS 和 PoW 区块链架构的奖励分配提供了基础，推动了区块链技术的发展。该研究成果发表在《Scientific Data》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：部署存档节点收集数据，利用 Web3.py Python 库和 Teku 节点的 API 获取奖励数据；通过分解奖励来源，分析不同类型奖励的产生机制；运用多种去中心化指标评估奖励分配的去中心化程度。
