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从 Cryptoeconomics 剖析区块链背后机制

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发表于 2018-2-28 15:11:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

比特币价格持续走高,区块链作为其背后技术,也逐渐受到越来越多人的关注。区块链可以将由少数人控制、鱼目混杂的信息网络,变成去中心化、不可篡改、客观真实的网络,改变人们对传统信任机制的认知,构建更合理、更公平的生态环境。毫不夸张的说:应用了区块链的未来,世界将会很不一样。

但我们本文的主题并非区块链,而是一种使用激励手段和密码学来设计一种新的系统、应用和网络的技术——Cryptoeconomics。将加密、网络理论、计算机科学和经济激励进行巧妙组合,我们可以建立一种新的技术。新的加密经济系统可以实现这些学科自己无法单独实现的事情。区块链只是这种新的实践科学的其中一个产物,也正是Cryptoeconomics使得区块链区分于其它的技术并变得有趣。

Cryptoeconomics 专注于构建事物,与机制设计(数学和经济学理论的领域)非常相似。 Cryptoeconomics 不是经济学的一个子领域,而是重视经济激励和经济学理论的应用密码学领域。比特币、ethereum、zcash和所有其它的公共区块链都是加密经济学的产物。

说到这里,想必大多数人还是很难去理解Cryptoeconomics到底是什么。毕竟从字面上看起来它更像是经济学术语。本文会带大家深入的理解一下这项区块链背后技术理念,首先,我们研究比特币作为加密设计的一个例子。然后,我们剖析 Cryptoeconomics 与经济理论之间的关系。最后,我们列举目前最为活跃的三个不同领域的 Cryptoeconomics 项目。

以比特币为例解释 Cryptoeconomics

比特币是 Cryptoeconomics 的典型产品。

比特币的创新之处在于,它允许许多互不认识、互不信赖的实体通过比特币区块链技术建立信任并进行合作。这是通过经济激励和基本密码工具的结合实现的。

比特币的设计依靠经济激励和惩罚。经济奖励被用来征募新的矿工支持网络。矿工通过贡献他们的硬件和电力来生产更多新的块,从而得到更多的比特币奖励。

此外,经济奖励和处罚是比特币安全模式的一部分。攻击比特币区块链最常见的方法是获得对大部分网络 hashing power 的控制,它被称作51%攻击,这使得攻击者能够控制交易,甚至改变区块链的历史状态。

但是,获取 hashing power 的控制权是需要消耗硬件和电力的。比特币协议有意给采矿增加了难度,这意味着获得大部分网络的控制权需要付出昂贵的代价,这使得攻击者很难获利。截至2017年8月16日,针对比特币的51%攻击行为所消耗的硬件费用约18.8亿美元,每天的电费大概340万美元。

如果没有对经济激励措施的精心校准,比特币就不会奏效。如果采矿的成本非常低,那么发动51%攻击就会很容易。如果没有采矿奖励,就不会有人购买硬件和支付电费来为网络做出贡献。

比特币也依赖密码协议。公私密钥加密技术保证用户能够安全、独有地控制他们的比特币。哈希函数用于“连接”比特币区块链中的各个块,保证事件顺序以及历史数据的完整性。

像这样的加密协议为我们提供了基本而又必备的工具,使我们能够建立类似比特币这样既可靠又安全的系统。缺乏公私密钥加密技术支持,我们就无法保证用户独有其比特币的控制权。如果没有哈希函数,节点将无法保证区块链中比特币的交易历史和完整性。

没有哈希函数或公私钥加密协议的强力支持,我们就不会有安全的帐户单元来奖励矿工,也无法保证我们的历史账户都是被其拥有者独有控制的。没有经过精心校准的激励措施来奖励矿工,账户单元可能就没有市场价值,因为该系统没有足够的信心长久地持续下去。

比特币的设计建立在对密码学以及激励措施如何影响使用密码学构建的系统的安全属性和功能性足够了解的基础上。密码经济学是有些奇怪的和违反常规的。我们大多数人不习惯使用金钱来量化设计或工程问题,也不习惯把经济激励作为新技术的最基本部分。Cryptoeconomics 促使我们从经济学的角度考虑信息安全问题。

行业内对区块链存在普遍的误解,他们把区块链看做计算机科学或者密码学。我们通常会倾向于优先考虑那些让我们感到舒服的事情,而将我们专业领域之外的事情看得不那么重要。

在区块链技术方面,这导致许多人忽略掉经济激励的关键作用。这就是为什么我们会看到一些无意义的论调,比如“ 区块链不可信”、“ 比特币是数字游戏” 或者“区块链不可变”等。 这些论调本身就是站不住脚的,事实上经济激励对吸引大量网络用户起到了重要作用,但是这些论调会减弱我们对经济激励重要性的认识。

类似比特币这样的 Cryptoeconomics 系统对于那些将其看做计算机科学产品的人来说是很神奇的,因为比特币可以做的事情,仅靠计算机科学是永远无法实现的。 Cryptoeconomics 不是魔术 - 它只是一种跨学科的新技术。

更加通俗地理解它与经济学的关系

术语“Cryptoeconomics ”具有误导性,因为它表明了自身整体上与经济学强烈相关。这也正是 Parker 这类人士反驳该术语的原因。经济学是关于选择的研究:个体和群体如何应对激励措施。发明加密和区块链技术不需要人类选择的新理论,因为人类并没有改变。Cryptoeconomics 也不是宏观经济和微观经济理论针对加密货币或者令牌市场的应用。

Cryptoeconomics 与机制设计有很多相似之处,与博弈论有关。在博弈论中,我们得到一个给定的战略互动(“游戏”),然后尝试了解每个玩家的最佳策略,以及所有玩家都遵循这些策略的可能结果。例如,我们可以将博弈论运用到两家公司之间的谈判、国家关系甚至生物进化中。

机制设计通常被称为反向博弈理论,因为我们从一个预期的结果开始,然后回到设计环节,如果玩家追求自己的兴趣,将产生我们想要的结果。例如,假设我们负责设计一套拍卖规则。我们的目的是希望投标人出价与拍卖品的真正价值吻合。为了实现这一点,我们运用经济理论把拍卖环节设计为一个游戏 ,所有玩家的主导策略都是提出真正的价值。针对该问题有一个叫做 Vickery 拍卖 的解决方案,投标是秘密进行的,拍卖的获胜者(定义为出价最高的玩家)实际只按照拍卖过程中的第二高价格进行支付。

加密经济学像机制设计一样,专注于设计和创建系统。像我们的拍卖例子一样,我们用经济理论来设计产生一定均衡结果的“规则”或机制。但是在 Cryptoeconomics 中,用于创造经济激励的机制是使用加密和软件构建的,我们正在设计的系统几乎都是分布式或者分散式的。

比特币是这种方法的产物。Satoshi 想要比特币拥有财产 - 例如,它能够就其内部状态达成一致意见,并对其进行审查。然后,Satoshi 就设计了一个能够实现这些财产的制度,前提是人们以合理的方式对经济激励做出回应。

通常,密码经济学可以用来提供对分布式系统的安全保证。比如,我们有一个 Cryptoeconomics 安全保障机制来防止比特币区块链受到51%攻击,除非有人愿意花费几十亿美元来负担其攻击行为的费用。或者,在一个状态通道 - 我们稍后讨论的一个主题 - 我们可以有一个加密经济的安全保证,一个几乎与链上交易一样安全的链下交易过程。

我们需要明白机制设计并不是万能的。我们可以依靠激励措施来预测未来行为的限制。正如 Nick Szabo 提到的那样,我们正在猜测人们未来的精神状态,假想人们针对某些激励做出的反应。Cryptoeconomics 系统的安全保障部分取决于它对人们面对经济激励作出反应的假设的强度。

密码经济学的三个例子

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 楼主| 发表于 2018-2-28 15:12:12 | 显示全部楼层
目前至少有三种不同类型设计的系统被称为“Cryptoeconomics ”。

示例1:共识协议

区块链接能够达到可靠的一致性,而不必依靠中央信任方,这正式 Cryptoeconomics 设计的产物。我们上面讨论的比特币解决方案被称为“工作证明”共识,因为矿工必须以硬件和电力的形式进行工作,以便参与网络并获得采矿奖励。

改进工作证明制度和设计替代方案是 Cryptoeconomics 最为活跃的应用领域之一。Ethereum 目前的工作证明机制包括原始设计的许多变化和改进,可以实现更快的块时间,更能抵御 ASIC 产生的采矿集中化。

在不久的将来,ethereum 计划迁移到一个名为“Casper”的“权益证明”共识协议。这是一种工作证明的替代方案,不需要通常意义上的“采矿”:不需要专门的采矿硬件或巨大的电力支出。
请记住,要求矿工购买硬件和电力花费强行增加了矿工成本,为了避免51%攻击成本不断累积,使其变得过于昂贵。权益证明系统蕴含的宗旨是使用加密货币存款来创建同样的抑制因素,而不是硬件和电力等真实世界的投资。

为了开采权益证明,你必须将一定数量的 ether 投入智能合同“债券”。就像工作证明一样,这会增加51%攻击的成本 - 攻击者必须投入大量的 ether 来攻击网络,并且他们会永远失去投入的 ether。

Casper 由 Ethereum 基金会的 Vlad Zamfir、Vitalik Buterin 以及其他人共同设计。你可以通过 Zamfir 的系列帖子,或者通过他在最近播客中的谈论内容来了解更多关于 Casper 设计的历史。Buterin 写了一篇篇幅很长的帖子讲述 Casper 的设计理念,并且在 GitHub 上也有 ethereum 的 wiki 提供有用的 FAQ。

示例2:设计 Cryptoeconomics 应用

一旦我们解决了区块链共识的基本问题,我们就可以构建一个像 ethereum 一样基于区块链之上的应用。底层的区块链能够给我们提供:

用于创造奖励和惩罚制度的价值单元
用于设计“ 智能合约码” 形式的条件逻辑的工具包
我们使用这些工具构建的应用程序也可以是 Cryptoeconomics 设计的产品。

举例来说,市场预测系统 Augur 需要借助 Cryptoeconomics 机制来实现其功能。通过使用其原始令牌 REP,Augur 创建了一个奖励系统,奖励那些向应用程序报告“真相”的用户,这些真相用于在市场预测系统中投注。这种创新成功构建了一个去中心化的预测市场。另一个预测市场 Gnosis 使用了类似的方法,尽管它的用户是通过其它机制来确定真实结果(通常称为“oracles”)的。

Cryptoeconomics 也可以用来设计令牌销售或者 ICOs 系统。比如 Gnosis 使用“荷兰拍卖” 作为其令牌拍卖的模型,理论上这可以制定更公平的分配方案(具有混合结果的实验)。我们前面提到的机制设计领域就包含了拍卖设计,令牌销售为我们提供了该理论新的应用方向。

它们在底层共识协议上有所区别,但它们具有足够的相似之处,因此两者都可以看成是 Cryptoeconomics 。构建这些应用程序需要对激励措施如何改善户行为以及如何精心设计经济学机制才能可靠地产生有效结果有足够的了解。此外还需要足够了解构建应用程序的底层区块链的功能和限制。

有很多区块链应用并不是 Cryptoeconomics 的产物; 比如像 Status 和 Metamask 这样的应用程序 - 使用户能够与 ethereum 区块链进行交互的钱包或平台。除了基础的底层区块链部分之外,他们不涉及任何额外的 Cryptoeconomics 机制。

示例3:状态通道

Cryptoeconomics 还包括在个人之间设计一些更小的交互功能。其中最具代表性的是状态通道。状态通道不是应用程序,它是一项非常有价值的技术,大多数的区块链应用程序都可以使用它提高自身效率。

昂贵的费用是区块链得到广泛应用的最大障碍。发起交易是需要费用的,使用 ethereum 运行智能合约码相比其他类型的计算来说也是相当昂贵的。状态通道的核心理念是,通过使用 Cryptoeconomics ,我们可以通过将许多流程转移到链下来提升区块链效率,同时仍然具有区块链的可靠性。

假设 Alice 和 Bob 想要交换大量的小额加密货币。最常用的做法是将交易请求发送到区块链。但是这种做法是比较低效的,因为它需要支付交易费用并且等待新块的确认。

相反,如果 Alice 和 Bob 签署的交易没有提交给区块链。他们直接在彼此之间进行自由和快速的传递,并且不会产生任何费用,因为他们没有动用区块链的资源。每次更新都“胜过”上一个,双方状态也得到同步。

当 Alice 和 Bob 完成小额交易后,他们将最终状态(即最近签署的交易)提交给区块链然后“关闭”该通道,尽管他们之间进行了多次交易但是仅需支付单次交易费用。这个值得信赖,因为 Alice 和 Bob 都明白他们之间的每次交易记录都会更新到区块链。如果通道设计合理,就无法作弊 - 比如说偷偷使用之前的更新记录来替代最近的做法 - 因为区块链能够监控和杜绝这样的行为。

为了更好地理解,你可以将其看做我们与其他可信来源(如法律体系)在进行交互。当双方签订合同时,大多数时候他们从不需要把合同交给法庭,要求法官解释和执行。如果合同设计妥当,双方只需遵循自己的职责即可,完全不需要法庭的介入。事实上,任何一方都可以去法庭使合同强制生效,只是没必要这么做。

这种技术不仅针对付款有用,对于 ethereum 项目中任何形式的状态更新都是可行的 - 相比“状态通道”的强大功能来说,“支付通道”功能就比较局限了。我们可以来回发送更新到智能合约,而不是来回发送付款记录。如果需要,我们甚至可以发送完整的 ethereum 合约到区块链并执行。这些程序不需要一直保证执行效率,而是能够保证在需要的时候可以执行即可。

将来,大多数区块链应用都会以各种方式使用状态通道。减少链下操作的依赖是一项很大的改进,如今需要在链上完成的许多事情都可以转移到状态通道,同时能够有效地保证可用性。

上面的描述省去了许多重要的细节,以及状态通道具体的运转方式。为了更加详细地描述Cryptoeconomics ,Ledger Labs 去年夏天建立了一个玩具项目用于演示其基本概念。

结论
透过 Cryptoeconomics 的视角思考区块链领域是有帮助的。对该理念的深入了解有助于澄清行业内的一些争议。

例如,行业内不断争论到:“被许可的”区块链是中心化管理的,并且不要使用工作证明,尽管它们才第一次提出。该领域通常被称为“分布式分类帐技术”,专注于金融和企业用例。很多区块链技术的拥趸不喜欢它们 - 它们可能是字面意义上的区块链,但是总有一些方面和真正的区块链有差异。它们能够在不依赖管理中心和传统金融系统的情况下达成共识,很多人都认为其属于区块链技术,但是他们似乎依然拒绝接受。

准确的区分方法可以看区块链产品是否使用了 Cryptoeconomics 。仅仅是分布式分类帐,不依赖于 Cryptoeconomics 来产生共识或者不依靠激励措施的区块链可能对某些应用来说是有用的。但它们与类似比特币和 ethereum 这种之前没有的使用 Cryptoeconomics 和激励措施来产生共识的区块链有所不同。这是两种不同的技术,最明显的区别是它们是否是 Cryptoeconomics 的产物。

其次,我们期望能够出现一些不在字面上依赖区块链的 Cryptoeconomics 共识协议。显然,这样的技术与我们当前所说的区块链技术有一些共同之处,但是将其标记为区块链是不准确的。再者,不是所有区块链相关的组织概念都是这样的协议,除非它是Cryptoeconomics 的产物。

ICO 热潮也注意到区分这一点,尽管很少有人能够明确区分。许多人 认为,令牌价值最好的体现在于它是否组建了与之相关的应用程序的必要组成部分。为了更清楚地说明这一点应当考虑:令牌是否是应用程序中必需的加密机制部分。理解持有 ICO 项目的机制设计是决定令牌功能和可能价值的重要工具。

在过去的几年中,我们已经从一个应用(比特币)的视角转变为对这个新领域更广泛的思考,从更加底层的技术(区块链)角度考虑。现在需要使用同样的方式进行回顾,重新审视这个行业的新技术: Cryptoeconomics 。
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