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理解“加密经济学” Cryptoeconomic

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2017 年 11 月 17 日 · 14分钟阅读

几个月前,著名的硅谷风投帕克·汤普森 (Parker Thompson) 在推特上写道:“加密经济学的概念很愚蠢。是经济学。发明你自己的词只是忽略众所周知的概念的借口。”

“密码经济学”一词引起了很多混淆。人们往往不清楚它应该是什么意思。这个词本身可能会产生误导,因为它表明整个经济学有一个平行的“加密”版本。这是错误的,帕克嘲笑这样的概括是正确的。

简单来说,密码经济学是使用激励和密码学来设计新类型的系统、应用程序和网络。密码经济学专门研究构建事物,并且与机制设计(数学和经济理论的一个领域)最相似。

密码经济学不是经济学的一个子领域,而是将经济激励和经济理论考虑在内的应用密码学领域。比特币、以太坊、zcash 和所有其他公共区块链都是密码经济学的产物。

加密经济学使区块链变得有趣,使它们与其他技术不同。作为中本聪白皮书的结果,我们了解到,通过密码学、网络理论、计算机科学和经济激励的巧妙结合,我们可以构建新型技术。这些新的加密经济系统可以完成这些学科无法单独完成的事情。区块链只是这一新实用科学的一个产物。

本文旨在用清晰、简单的术语解释密码经济学。首先,我们将比特币作为加密经济设计的一个例子。其次,我们考虑加密经济学与一般经济理论的关系。第三,我们着眼于当今活跃的加密经济设计和研究的三个不同领域。

1. 什么是密码经济学?比特币作为案例研究

比特币是密码经济学的产物。

比特币的创新之处在于它允许许多彼此不认识的实体可靠地就比特币区块链的状态达成共识。这是通过结合经济激励和基本密码工具来实现的。

比特币的设计依赖于经济激励和惩罚。经济奖励用于招募矿工来支持网络。矿工贡献他们的硬件和电力,因为如果他们生产新的区块,他们将获得大量比特币作为奖励。

其次,经济成本或罚款是比特币安全模型的一部分。攻击比特币区块链最明显的方法是控制网络的大部分散列能力——所谓的51% 攻击——这将使攻击者能够可靠地审查交易,甚至改变区块链的过去状态。

但是获得对哈希能力的控制需要以硬件和电力的形式花钱。比特币的协议故意让挖矿变得困难,这意味着获得对大部分网络的控制非常昂贵——足以从攻击中获利。截至 2017 年 11 月 16 日,比特币遭受 51% 攻击成本约为每天 31.4 亿美元的硬件和 560 万美元的电力。

 

如果没有这些经过精心校准的经济激励措施,比特币将无法运作。如果挖矿成本不高,发起 51% 攻击很容易。如果没有挖矿奖励,就不会有购买硬件和支付电费为网络做出贡献的人的行业。

比特币还依赖于加密协议。公私密钥加密用于让个人安全、独占地控制他们的比特币。哈希函数用于“链接”比特币区块链中的每个区块,证明事件的顺序和过去数据的完整性。

此类加密协议为我们提供了构建可靠、安全的系统(如比特币)所需的基本工具。如果没有像公私钥这样的基础设施,我们就无法向用户保证他们对自己的比特币拥有独家控制权。如果没有散列函数之类的东西,节点将无法保证比特币区块链中包含的比特币交易历史的完整性。

如果没有哈希函数或公私密钥加密等加密协议的硬度,我们将没有安全的账户单位来奖励矿工——无法相信我们过去的账户记录是真实的,并且完全由合法所有者控制。如果没有一套精心校准的激励措施来奖励一个矿工行业,那么这个记账单位就没有市场价值,因为人们无法相信该系统可以持续到未来。

通过这种方式,比特币的设计需要了解密码学以及激励如何影响使用密码学构建的系统的安全属性和功能。加密经济学既奇怪又违反直觉。我们大多数人不习惯将金钱视为设计或工程问题,也不习惯将经济激励设计作为新技术的重要组成部分。密码经济学要求我们从经济学的角度思考信息安全问题

这个行业最常见的错误之一是那些只通过计算机科学或应用密码学来看待区块链的人。专业知识不那么重要。

在区块链技术中,这导致许多人假设或抽象出经济激励的关键作用。这就是我们看到诸如“区块链无需信任”、“比特币仅由数学支持”或“区块链是不可变的”等无意义短语的原因之一。这些都是错误的,但都具有混淆大型网络的基本作用的效果,这些网络的必要参与是通过经济激励来维持的。

Cryptoeconomic系统,如比特币的感觉很神奇的人谁他们的意见仅作为计算机科学的一个产品,因为比特币可以做的事情,独立的计算机科学永远无法完成的任务。加密经济学并不神奇——它只是跨学科的。

2. 它与经济学有什么更普遍的关系?

加密经济学这个术语可能会产生误导,因为它暗示了与整个经济学的比较。这是导致像帕克这样的人对这个词不屑一顾的部分原因。经济学是关于选择的研究:人和群体如何对激励做出反应。加密货币和区块链技术的发明不需要人类选择的新理论——人类没有改变。Cryptoeconomics是不是宏观经济和微观经济理论cryptocurrency或令牌市场的应用。

密码经济学与机制设计最为相似,这是一个与博弈论相关的领域。在博弈论中,我们着眼于给定的战略互动(“博弈”),然后尝试了解每个参与者的最佳策略,以及如果两个参与者都遵循这些策略可能会产生的结果。例如,我们可以使用博弈论来研究两家公司之间的谈判、国家之间的关系甚至进化生物学。

机制设计通常被称为反向博弈论,因为我们从一个想要的结果开始,然后逆向设计一个游戏,如果玩家追求自己的利益,就会产生我们想要的结果。例如,假设我们负责设计拍卖规则。我们有一个目标,即我们希望投标人实际投标他们在项目上的实际价值。为了实现这一点,我们应用经济理论将拍卖设计为一种游戏,其中任何参与者的主导策略是始终出价他们的真实价值。这个问题的一种解决方案称为维克里拍卖,其中出价是秘密的,拍卖的获胜者(定义为出价最高的玩家)只支付出价第二高的金额。

密码经济学与机制设计一样,侧重于设计和创建系统。就像在我们的拍卖示例中一样,我们使用经济理论来设计产生某种均衡结果的“规则”或机制。但在密码经济学中,用于创建经济激励的机制是使用密码学和软件构建的,我们设计的系统几乎总是分布式或去中心化的

比特币就是这种方法的产物。中本聪希望比特币具有某些特性——例如,它能够就其内部状态达成共识,并且具有抗审查性。然后,中本聪着手设计一个能够实现这些特性的系统,假设人们以合理的方式对经济激励做出反应。

大多数情况下,密码经济学用于为分布式系统提供安全保证。例如,我们有一个加密经济安全保证,除非有人愿意花费数十亿美元,否则比特币区块链是安全的,可以抵御 51% 的攻击。或者,在状态通道(我们稍后讨论的主题)中,我们可以有一个加密经济安全保证,即链下过程几乎与链上交易一样安全和最终。

值得注意的是,机制设计并不是万能的。我们可以在多大程度上依靠激励来可预测地塑造未来的行为是有限的。正如Nick Szabo 正确指出的那样,最终我们是在推测人们未来的心理状态,并对他们对某些激励措施的反应做出假设。加密经济系统的安全保证部分取决于其关于人们如何对经济激励做出反应的假设的强度。

3. 密码经济学的三个例子

今天至少设计了三种不同类型的系统,可以称为“加密经济”。

示例 1:共识协议

区块链能够达成可靠的共识,而无需依赖中央可信方——加密经济设计的产物。我们在上面调查的比特币解决方案被称为“工作量证明”共识,因为矿工必须以硬件和电力的形式提交工作才能参与网络并获得采矿奖励。

改进工作量证明系统并为其设计替代方案是加密经济研究和设计的一个活跃领域。以太坊当前的工作量证明共识机制包括对原始设计的许多变化和改进,从而实现更快的出块时间并更能抵抗 ASIC 可能导致的挖矿集中化

在不久的将来,以太坊计划迁移到名为 Casper 的“股权证明”共识协议。这是工作量证明的替代方案,不需要通常意义上的“挖矿”:不需要专门的挖矿硬件或巨额的电力支出。

请记住,要求矿工购买硬件并花费电力的全部意义在于向矿工收取成本,以此作为将尝试 51% 攻击的累积成本提高到足够高以至于变得过于昂贵的一种方式。股权证明系统背后的想法是使用加密货币存款来创造同样的抑制因素,而不是像硬件和电力这样的现实世界投资。

为了在权益证明系统中挖矿,您必须将一定数量的以太币投入智能合约“债券”。就像在工作量证明中一样,这增加了 51% 攻击的成本——攻击者必须投入大量的以太币才能成功攻击网络,然后他们将永远失去以太币。

Casper 的设计者是 

,以及以太坊基金会的其他人。您可以在 Zamfir 的这一系列帖子中阅读有关 Casper 设计历史的更多信息,或者在最近的播客中听他谈论它。Buterin写了一封长后约卡斯帕的设计理念在这里,并没有对复仇有用的常见问题GitHub的维基这里

示例 2:加密经济应用程序设计

一旦我们解决了区块链共识的基本问题,我们就能够构建位于像以太坊这样的区块链“之上”的应用程序。底层区块链为我们提供 (1) 一个可用于创建激励和惩罚的价值单位,以及 (2) 一个工具包,我们可以使用它以“智能合约代码”的形式设计条件逻辑。我们使用这些工具构建的应用程序也可以是加密经济设计的产物。

例如,预测市场 

需要加密经济机制才能发挥作用。Augur 使用其原生代币 REP 创建了一个激励系统,奖励用户向应用程序报告“真相”,然后用于在预测市场中结算赌注。这是使去中心化预测市场成为可能的创新。另一个预测市场Gnosis使用类似的方法,但也允许用户指定其他机制来确定真实结果(通常称为“oracles”)。

加密经济学也适用于设计代币销售或 ICO。例如,Gnosis使用“荷兰式拍卖”作为其代币拍卖的模型,其理论是这会导致更公平的分配(结果好坏参半的实验)。我们之前提到,机制设计的一个应用领域是拍卖设计,而代币销售为我们提供了应用该理论的新机会。

这些与构建底层共识协议是不同类型的问题,但它们有足够的相似性,可以公平地将两者视为加密经济。构建这些应用程序需要了解激励如何塑造用户的行为,并仔细设计能够可靠地产生特定结果的经济机制。他们还需要了解构建应用程序的底层区块链的功能和局限性。

许多blockchain应用是不是cryptoeconomics的必然产物; 例如,像Status

— 允许用户与以太坊区块链交互的钱包或平台。除了已经是底层区块链一部分的机制之外,这些机制不涉及任何额外的加密经济机制。

示例 3:状态通道

密码经济学还包括设计个人之间更小的交互集的实践。其中最值得注意的是状态通道。状态通道不是应用程序,而是一种有价值的技术,大多数区块链应用程序都可以使用它来提高效率。

区块链应用程序的一个基本限制是区块链很昂贵。发送交易需要费用,而使用以太坊运行智能合约代码对于其他类型的计算来说成本较高。状态通道背后的想法是,通过使用加密经济设计,我们可以通过将许多流程移到链外来提高区块链的效率,同时仍然保留区块链的特征可信度。

想象一下 Alice 和 Bob 想要交换大量小额支付的加密货币。他们这样做的正常方法是将交易发送到区块链。这是低效的——它需要支付交易费用并等待新区块的确认。

相反,想象一下 Alice 和 Bob 签署的交易可以提交到区块链,但不是。他们以他们想要的速度在彼此之间来回传递这些信息——此时不收取任何费用,因为实际上还没有任何东西触及区块链。每次更新“胜过”最后一个,更新各方之间的平衡。

当 Alice 和 Bob 完成小额支付的交换后,他们通过将最终状态(即最近签署的交易)提交到区块链来“关闭”通道,只需为他们之间无限数量的交易支付一笔交易费用。他们可以信任这个过程,因为 Alice 和 Bob 都知道他们之间传递的每个更新可以发送到区块链。如果渠道设计得当,就没有办法作弊——比如说,尝试提交以前的更新,就好像它是最新的一样——因为总是可以求助于区块链。

出于说明目的,您可以将其视为类似于我们与其他可信来源(如法律系统)交互的方式。当两方签署合同时,大多数情况下他们不需要将该合同带到法庭并要求法官解释和执行。如果合同设计得当,双方只会按照他们的承诺去做,根本不会与法院互动。任何一方都可以上法庭并强制执行合同这一事实足以使合同有用。

这种技术不仅适用于支付,而且适用于以太坊程序状态的任何更新——因此使用更通用的术语“状态通道”而不是狭义的“支付通道”。我们可以来回向智能合约发送更新,而不是来回发送付款。我们甚至可以发送整个以太坊智能合约,如果需要,这些合约将被发送到区块链并执行。这些程序永远不必执行才能有用。所需要的只是足够高的保证,以便在必要时可以执行它们。

未来,大多数区块链应用都会以某种形式使用状态通道。减少链上操作几乎总是一种严格的改进,今天在链上完成的许多事情都可以转移到状态通道中,同时仍然保留足够高的保证以供使用。

上面的描述跳过了状态通道如何工作的许多重要细节和细微差别。对于更详细的描述,Ledger Labs去年夏天构建了一个玩具实现来演示基本概念。

和杰夫·科尔曼最近宣布,他们正在开发推广渠道的状态旗号反事实,以支持形式L4

结论

从加密经济学的角度思考区块链空间是有帮助的。一旦你理解了这个想法,它有助于澄清我们行业中的许多争议和争论。

例如,自首次提出以来,集中管理且不使用工作量证明的“许可”区块链一直是争议的根源。这一工作领域通常被称为“分布式账本技术”,专注于金融和企业用例。区块链技术的许多支持者都不喜欢它们——它们可能是字面意义上的区块链,但有些地方让人感觉不对。他们似乎拒绝了许多人认为区块链技术的全部意义所在:能够在不依赖中央方或传统金融系统的情况下产生共识。

区分这种区别的一种更简洁的方法是将区块链作为加密经济学的产物与不是区块链的产物。区块链只是分布式账本,不依赖加密经济设计来产生共识或调整激励措施,可能对某些应用有用。但它们与区块链不同,区块链的全部目的是使用密码学和经济激励来产生以前不可能存在的共识,例如比特币和以太坊。这是两种不同的技术,区分它们的最明确方法是它们是否是密码经济学的产物。

其次,我们应该期待会出现不依赖字面量块链的加密经济共识协议。显然,这样的技术与我们今天所说的区块链技术有一些共同之处,但将它们标记为区块链是不准确的。同样,相关的组织概念是这样的协议是否是密码经济学的产物,而不是它是否是区块链。

ICO 热潮也将注意力集中在这种区别上,尽管很少有人清楚地阐明它。许多  独立地 认为,代币价值的最强烈迹象之一是它是否构成了它所连接的应用程序的必要组件。更清楚地说,问题应该是:令牌是应用程序中必要的加密经济机制的一部分吗?了解持有 ICO 的项目的机制设计是确定该代币的效用和可能价值的重要工具。

在过去的几年里,我们已经从仅仅通过一个应用程序(比特币)的视角来考虑这个新领域,转而从一种底层技术(区块链)的角度来考虑它。现在需要做的是再次退后一步,从解决问题的统一方法的角度看待这个行业:密码经济学。

感谢 Jeff Coleman、Ethan Wilding 和 Vlad Zamfir 对本文早期草稿的评论。


   
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