以太坊原生委托：协议路由的质押委托与共识权重分配机制

摘要

以太坊在经济层面已经存在委托机制，但协议本身并没有提供中立的原生委托原语。因此，资本往往通过质押服务商、LST 协议、托管人以及其他同样会影响验证者选择的中介机构来参与共识。

本文探讨的是一种不同的原生委托架构。

原生委托的 ETH 并不是依据委托人对商业质押服务商的选择来决定由哪个验证者获得委托的共识权重，而是进入协议级资金池，再由算法路由到符合条件的验证者。

分配规则刻意以每个运营者自身可罚没的原生质押为线性函数：

$$D_i = uB_i.$$

这里，$B_i$ 是验证者 $i$ 的运营者自有合格有效余额，$D_i$ 是其活跃的协议路由委托余额。

采用线性规则的原因不仅仅是比例公平。要对任意的身份拆分都保持精确中性，分配规则必须是可加的。在标准正则性假设下，可加性必然意味着线性。

第二个机制限制了 NED 相对整个既有验证者集合放大共识集中度的程度。对于下文定义的当前状态变量，NED 要求：

$$3\left(\kappa+r\min(\kappa,e)\right)\leq1+d.$$

这保证了任何在 NED 之前控制至多 $\kappa$ 基础质押的隐藏联盟，都无法仅通过 NED 被推高到超过最终共识权重的三分之一，而且协议无需识别该联盟。

因此，预期的属性不是“大型运营者变小”，而是：

$$\text{commercial delegation concentration}\not\Rightarrow\text{automatic consensus-control concentration}.$$

这是一个处于构想阶段的机制，而非 EIP。

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1. 动机

以太坊目前在资本提供者和运营者之间确实存在分离，但这种分离大多是在协议层之上通过中介实现的。

用户可能与交易所、质押服务、LST 或托管人交互，而该中介通常决定了用户的质押最终在何处运行。

这就产生了一个重要的耦合关系：

$$\text{user demand for provider }P\longrightarrow\text{additional stake controlled by }P.$$

问题不一定在于质押公司在商业上变得庞大。

协议层面的担忧是，商业聚合可能机械地转化为共识聚合。

本文探讨的问题是：

以太坊能否提供一种原生委托原语，使商业服务商的选择与共识权重分配被刻意分离？

概念上：

$$\text{ETH holder}\rightarrow\text{native NED pool}\rightarrow\text{protocol-routed validators}.$$

现有服务商可以继续在托管、流动性、LST 包装、保险、税务报告、机构服务、合规、分析和用户体验等方面竞争。

其客户使用这些服务本身并不会指示 NED 将共识权重路由回同一服务商。

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2. 为什么我放弃了身份本地集中度惩罚

该想法的早期版本曾试图对集中的运营者身份施加递增成本。

这种方法遇到了一个结构性问题。

设 $f(B)$ 为独立应用于协议可见身份的任意严格凸成本函数，且 $f(0)=0$。

如果同一所有者将持仓 $B$ 平均分给 $n$ 个身份，由凸性可得：

$$n f\left(\frac{B}{n}\right)<f(B).$$

因此，严格凸的身份本地规则本质上使身份拆分更便宜。

线性函数对身份拆分保持中性，但不会惩罚规模。凹函数可以使拆分缺乏吸引力，但会形成规模经济。

在没有另一种可观察的共同所有权概念的情况下，改变凸曲线并不能解决这个问题。

这促使我设定了一个不同的目标：使分配本身对身份拆分保持中性。

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3. 状态模型

对于每个 NED 验证者 $i$，定义：

$$B_i=\text{operator-owned native effective balance},$$

以及：

$$D_i=\text{active NED delegated effective balance}.$$

验证者的共识权重为：

$$W_i=B_i+D_i.$$

这两个余额具有不同的所有权语义。

$B_i$ 仍然是受验证者提款凭证约束的普通验证者自有质押。

$D_i$ 是 NED 池的记账债权。运营者在被分配期间可以对该权重行使共识职责，但不能提取委托本金。

这很可能要求共识层区分当前通常由同一个 effective_balance 表示的两个概念：

1. 原生/运营者自有有效余额，以及
2. 共识有效余额。

按质押加权的协议操作应使用 $W_i$。运营者所有权、普通提款和 NED 容量应使用 $B_i$。

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4. 拆分中性的分配

设：

$$E=\sum_i B_i$$

为符合条件的 NED 运营者总质押。

平衡的目标分配为：

$$\boxed{D_i=uB_i}.$$

另外施加杠杆上限：

$$D_i\leq\lambda B_i,$$

其中：

$$\lambda\leq1$$

作为保守参考设计。

命题 1：身份拆分中性

假设一个隐藏的经济所有者控制着总合格质押：

$$B_A=\sum_{j\in A}B_j.$$

在线性分配下，其总委托余额为：

$$\sum_{j\in A}D_j=u\sum_{j\in A}B_j=uB_A.$$

因此，跨验证者身份的任意细分不会改变总委托分配。

为什么是线性

更一般地，假设分配由函数 $g(B)$ 给出。

对细分的精确中性要求：

$$g(B_1+B_2)=g(B_1)+g(B_2).$$

在通常的连续性或单调性假设下，可加的柯西方程意味着：

$$\boxed{g(B)=uB}.$$

这一数学事实并不新颖。这里提出的用途是，将可加性作为在伪匿名运营者市场中路由协议原生委托共识权重的设计要求。

整数分配应向下取整，以便拆分无法通过取整人为制造分配：

$$\sum_j\lfloor uB_j\rfloor\leq\left\lfloor u\sum_j B_j\right\rfloor.$$

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5. 为什么仅按比例分配是不够的

假设只有以太坊验证者的一个集中子集选择加入 NED。

即使 NED 在该子集内完全是拆分中性的，仅向合格验证者添加委托权重也会相对于未参与验证者增加其份额。

因此，安全性论证必须使用整个验证者集合作为分母，而不仅仅是 NED 子系统。

这促使需要一个显式的放大界限。

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6. 全网集中度放大不变量

定义：

$$S=\text{total active native/base stake excluding NED delegated weight},$$

$$E=\text{eligible NED base stake},$$

以及：

$$D=\sum_i D_i.$$

归一化：

$$e=\frac{E}{S},\quad d=\frac{D}{S}.$$

定义当前最大的活跃委托杠杆：

$$r=\max_i\frac{D_i}{B_i}.$$

设：

$$\kappa<\frac13$$

为安全策略参数。

将 $\kappa$ 解释为 NED 之前基础质押中最大的联盟规模；NED 需要防止该联盟仅因 NED 的放大作用而跨越三分之一。

定义：

$$m=\min(\kappa,e).$$

要求在每一个共识状态下都满足以下不变量：

$$\boxed{ 3 ( \kappa +rm ) \leq 1+d}. $$ (1)

命题 2：有界的共识放大

考虑任何控制 NED 之前基础质押比例 $p$ 的隐藏联盟 $A$，其中：

$$p\leq\kappa.$$

在属于联盟 $A$ 的总基础质押中，设 $a$ 为符合 NED 条件的比例。

必然有：

$$a\leq\min(p,e)\leq m.$$

由于没有合格验证者的杠杆大于 $r$，该联盟的委托 NED 权重受限于：

$$\frac{D_A}{S}\leq ra.$$

因此其 NED 之后的共识份额满足：

$$q_A\leq\frac{p+ra}{1+d}\leq\frac{\kappa+rm}{1+d}.$$

根据 (1)：

$$\boxed{q_A\leq\frac13}.$$

该证明不要求协议知道哪些验证者属于该联盟。

它也不假设当前分配是完全平衡的。

使用实际的 $r$ 和 $d$ 使不变量在排队、退出和再平衡期间同样适用。

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7. 平衡态安全规则

当对每个合格验证者而言，分配都达到：

$$D_i=uB_i$$

时：

$$r=u,\quad d=ue.$$

公式 (1) 变为：

$$3(\kappa+um)\leq1+ue,$$

或等价地：

$$\boxed{u(3m-e)\leq1-3\kappa}. $$ (2)

其中：

$$m=\min(\kappa,e).$$

结合需求和杠杆上限，目标乘数可以受限于以下各项的最小值：

• 可用的委托需求，
• $\lambda$，
• 以及 (2) 中的安全约束。

仅作为示例，取：

$$\kappa=0.30,\quad\lambda=1,$$

大约在 $e=0.80$ 时，完全 1:1 杠杆才变得可接受。

我不建议将 $0.30$ 作为以太坊的最终参数。

另一种更直观的参数化方式是：

$$\epsilon=\frac13-\kappa,$$

其中 $\epsilon$ 直接度量该机制允许将 NED 之前三分之一基础质押阈值降低的最大幅度。

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8. 安全驱动的去杠杆化

安全不变量应适用于实际状态，而不仅仅是下一个目标分配。

假设在基础质押或合格参与发生变化后，当前状态违反了 (1)。

将所有活跃委托余额按 $\alpha$ 缩放：

$$D_i'=\alpha D_i.$$

则：

$$r'=\alpha r,\quad d'=\alpha d.$$

安全缩放因子的连续上界为：

$$\boxed{\alpha=\min\left(1,\frac{1-3\kappa}{3rm-d}\right)}$$ (3)

该表达式在分母为正时适用。如果当前状态已经满足不变量，则 $\alpha=1$。

向下取整只会使状态更加保守。

当不变量将遭到违反时，新的 NED 激活会立即冻结。

出于安全原因移除的委托权重停止投票，并进入其问责/退休状态，而不是被即时重新分配。

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9. 原生委托池

NED 并不要求委托人与验证者逐一建立对应关系。

用户持有对单一原生池的债权。

协议大致维护：

• 账户级池份额，
• 池内未部署 ETH，
• 按验证者划分的活跃委托余额，
• 按验证者划分的可罚没退休委托余额，
• 待处理存款，
• 提款请求。

这将关系状态从可能稠密的委托图缩减为大约：

$$O(\text{delegators}+\text{NED validators}).$$

我不建议将协议原生的可转让 LST 作为核心机制的一部分。

如果需要，应用层包装器可以将池债权代币化。

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10. 存款语义

存款首先成为待处理资本。

它不会立即铸造活跃池份额，也不会立即获得质押奖励。

仅当安全容量和激活轮换允许该资本成为活跃 NED 委托时，池份额才按当时的 NAV 铸造。

这避免了用闲置资本稀释现有池参与者。

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11. 提款语义

设：

$$A=\text{NED pool NAV}$$

以及：

$$N=\text{outstanding active pool shares}.$$

兑换率为：

$$R=\frac{A}{N}.$$

提款请求锁定份额，而不是确定一个 ETH 金额。

在相应的底层 NED 质押经历停用及问责期期间，这些份额仍然在经济上暴露于奖励和损失之中。

当结算成为可能时，份额按当时的兑换率销毁。

这防止了围绕延迟的罚没信息产生的先提取者优势。

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12. 委托可罚没生命周期

对于每个 NED 验证者维护：

$$D_i=\text{active delegated effective balance}$$

以及：

$$L_i=\text{slashable NED liability balance},$$

其中：

$$\boxed{L_i\geq D_i}.$$

数量：

$$L_i-D_i$$

是退休中的 NED 资本。

退休资本：

• 不具有共识权重，
• 不赚取新的验证者奖励，
• 不能被重新分配，
• 尚不能被提取，
• 在其 NED 问责期内仍然可被罚没。

与早期的 runoff 构造不同，$L_i$ 不是可加的。

诸如以下的重复路径：

$$10\rightarrow20\rightarrow10\rightarrow20\rightarrow10$$

不会产生无界责任。$L_i$ 始终受仍在问责期内的历史暴露所约束。

NED 退休应有其自身的退出和可提取性语义，类似于质押离开活跃验证者集合。具体延迟应从以太坊的问责安全和弱主观性模型推导，而不是随意选择。

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13. 历史罚没归属

可罚没的消息可能在 $D_i$ 已改变之后才被证明。

池应对可罚没行为发生时实际活跃的委托权重承担责任，但以仍在其 NED 问责期内的金额为限。

由于 NED 余额将成为 BeaconState 的一部分，原则上可以使用 SSZ 见证来证明历史状态承诺中的旧 $D_i$ 值，而不是存储无界的每验证者历史。

对于违规纪元 $t$，设：

$$D_i(t)$$

为可证明的历史活跃 NED 暴露。

对于双重提议和双重投票，归属可以使用相关违规纪元。

对于涉及两个相关纪元 $t_1$ 和 $t_2$ 的环绕投票，一个保守的候选是共同暴露：

$$D_i^{\text{offense}}=\min\left(D_i(t_1),D_i(t_2)\right).$$

那么经济上可归属的 NED 资本受限于：

$$\boxed{X_i=\min\left(D_i^{\text{offense}},L_i\right)}.$$

需要参考规范实现来确定确切的见证结构和环绕投票语义。

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14. 罚没先占

验证者不应能够对自己提交一个廉价、低暴露的罚没，以防止后来的证据揭示更高的历史可问责 NED 暴露。

因此，在相关的罚没结算窗口期间，维护：

$$\boxed{X_i^{\text{recorded}}=\max\left(X_i^{\text{recorded}},X_i^{\text{new evidence}}\right)}.$$

后来的证据不会对验证者进行双重罚没。它只能更新用于最终结算的历史可归属 NED 暴露。

这部分需要与以太坊现有的罚没向量语义进行仔细的兼容性分析。

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15. 奖励与惩罚归属

对于常规奖励和可用性惩罚，应按生产性共识权重进行归属。

对于总奖励 $R_i>0$：

$$R_{B,i}=R_i\frac{B_i}{B_i+D_i},$$

$$R_{D,i}=R_i\frac{D_i}{B_i+D_i}.$$

对委托奖励部分收取的统一协议佣金 $\phi$ 可以补偿运营者。

我不会使用运营者特定的费用出价来影响分配，因为那会在路由规则中重新引入市场驱动的集中渠道。

常规可用性惩罚也应类似地按比例分配。

对于客观上可罚没的过错，我建议考虑运营者优先损失的处理方式，因为运营者控制着签名密钥。

如果总罚没损失为 $L$：

$$L_B=\min\left(L,\text{available operator balance}\right),$$

$$L_D=\max(0,L-L_B).$$

在参考杠杆边界 $D_i\leq B_i$ 下，一个充分使用的 NED 验证者所管理的质押中至少一半为运营者所有。

运营者优先损失是否优于完全按比例的罚没，是我特别希望获得反馈的一个领域。

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16. 轮换与问责安全

NED 不得为改变活跃共识权重创建单独的无限制通道。

概念上：

$$D_i\uparrow$$

类似于激活，

$$D_i\downarrow$$

类似于退出，

而将委托从验证者 $A$ 转移到验证者 $B$ 是一次退出后跟随后续的激活。

这些操作应消耗与普通活跃质押的等效变化相同的、基于全局余额的问责安全/轮换预算。

这与 EIP-7251 和 eODS 的方向一致，它们都将活跃委托/有效余额的变化视为与安全相关的状态转换。

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17. 共识权重语义

双余额模型意味着需要对验证者 effective_balance 的当前用途进行分类。

按质押加权的共识和服务义务应使用：

$$W_i=B_i+D_i.$$

这至少包括：

• FFG/最终性权重，
• LMD-GHOST 分叉选择权重，
• 提议者概率，
• 同步委员会概率，
• 共识层奖励权重，
• 不活动惩罚，
• 以及任何按质押加权的协议服务义务。

运营者所有权和普通提款语义继续使用 $B_i$。

这是一个不小的共识规范变更，但 EIP-7251 已经证明，一个验证者索引可以在不增加验证者密钥或证明数量的情况下代表显著更多的共识权重。

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18. 商业服务商

该架构对大型质押业务有意保持中立。

服务商可以在不被强迫拆分自身、缩减客户群或满足凸集中度惩罚的情况下变得在商业上占主导地位。

其客户的 NED 存款只是不会优先将原生委托权重路由回该服务商。

如果服务商想要更多的 NED 共识权重，它必须控制更多实际符合条件的原生质押。

因此，该机制旨在打破：

$$\text{commercial market share}\longrightarrow\text{automatic consensus market share},$$

而不是禁止其中任何一个。

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19. 局限性

该机制不解决普通基础质押的隐藏受益所有权问题。

它不会使现有验证者集合更加去中心化。

它无法确定交易所的普通验证者质押在经济上属于交易所还是属于托管客户。

它无法阻止托管人绕过 NED 直接质押客户的 ETH。

它不能防止 LST 或质押服务市场在商业上变得集中。

它不会优先补贴“真正的小型运营者”，因为在没有身份预言机的情况下这样做会重新制造拆分问题。

该主张的范围更窄：

协议路由的原生委托可以对运营者身份拆分保持中性，同时一个显式的全网不变量限制了该委托放大既有共识集中度的幅度。

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20. 与先前工作的关系

本提案所依赖的想法已有大量前期工作作为基础。

eODS 是我找到的与以太坊原生委托最接近的底层设计。它提出了共识层运营者/委托人分离、显式的委托人对验证者记账、按比例的奖励/罚没处理以及由轮换治理的委托/再委托。

Rainbow Staking 探讨了运营者/委托人分离、部分抵押运营以及更广泛的质押服务解耦。

Reward Sharing Schemes for Stake Pools 及后续的质押池工作研究了质押承诺、均衡去中心化和抗女巫攻击的奖励设计。

2026 年的 Canonical LST proposal for Tezos 尤其相关。它提出了一个协议原生的池化质押系统，具有协议控制的验证者分配、自抵押/容量约束、池化记账和明确的去中心化动机。

其分配机制与本文的构造有实质性不同：合格验证者按有效费用排序，并在容量和每验证者上限的约束下被填充。

据我所知，我尚未发现结合了以下所有三点的现有委托设计：

1. 协议路由的池化委托，刻意与用户对商业质押服务商的选择相分离；
2. 可加的自质押比例分配，专门用作身份拆分中性的路由法则；
3. 一个完整的验证者集合不变量，显式地限制委托共识权重在选定的 NED 之前基础质押阈值以下放大任何隐藏联盟的幅度。

我认为这些是候选贡献。原生委托、池化质押、自抵押和协议分配单独来看并不新颖。

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21. 开放问题

该机制为实施和校准留下了几个重要问题：

1. 以太坊应为 $\kappa$ 选择什么值（如果有的话）？
2. 杠杆上限应保持 $\lambda=1$ 吗？
3. 什么样的统一运营者佣金 $\phi$ 足以维持参与？
4. NED 应如何消耗现有的激活/退出轮换预算？
5. 退休 NED 余额的正确问责和可提取期是什么？
6. 能否利用现有的 BeaconState 承诺使历史 NED 暴露证明足够廉价？
7. 环绕投票归属应使用什么确切语义？
8. 客观上可罚没的过错应采用运营者优先损失还是按比例处理？
9. 执行层提议收入应如何在运营者和 NED 池之间路由？
10. 该设计应如何与 EIP-7251 的 2048 ETH 最大有效余额和验证者整合互动？
11. 内置中立委托池所带来的协议复杂性，是否因其提供的集中度属性而合理？

我最希望看到被检验的两个主张是：

$$\boxed{D_i=uB_i}$$

作为身份拆分中性的分配法则，以及：

$$\boxed{3\left(\kappa+r\min(\kappa,e)\right)\leq1+d}$$

作为全网委托放大界限。

如果这些主张经得起检验，我认为剩余的问题主要是协议工程和参数选择，而不是缺少集中度机制。

工作名称为原生以太坊委托（NED）。

非正式地，称为法兰德斯协议。

• 原文链接： ethresear.ch/t/native-et...
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