如何将经济激励应用于加密系统

如今，我们的整个文化都是由第三方调解的。无论是Facebook、谷歌、亚马逊还是苹果，这些科技巨头中的任何一家都潜伏在每一次互动背后。同样，我们经济活动中越来越多的部分是由可信任的人群推动的。信用卡交易必须从Venmo/Square/Paypal这样的支付服务，通过VISA/万事达这样的处理器，然后在从客户到商户的过程中，通过大通/美国银行这样的银行进行。这些公司验证每笔交易，并为您管理资金。然而，在巩固市场份额的同时，这些机构都愿意并能够对它们的服务收费，并审查令人不快的活动。

像比特币这样的加密货币协议不依赖于第三方进行操作。它们使用管理网络参与者的内置规则。这些规则通过加强货币的真实性，建立了人们对货币功能的信任。加密货币的设计者使用加密学和经济激励来强制执行所需的属性。比特币是不可伪造的、不可没收的，而且生产成本高昂。

加密经济学描述了如何将经济激励应用于加密系统。它是对管理加密货币的规则的调查，允许人们在不需要相互信任或第三方的情况下进行交易。密码学证明了过去，而经济激励鼓励着未来。

博弈理论

让我们从一个经典案例开始：囚徒困境。两名被拘留的罪犯因缉毒而被拘留。他们被隔离起来，一个一个地带到审讯室。每一名囚犯要么遵守规定并指证供应商，要么持不同意见并否认有罪。警察局长解释了这个规则：如果罪犯否认，而他的同伴作证，那么持异议者将在监狱服刑10年，而顺从的罪犯则可以自由离开。如果两人都作证，那么他们每人将服刑六年。如果两人都否认，那么他们将被控轻罪，每人将服刑一年。

你会选择什么？博弈论研究的是理性参与者的策略以及他们的预期收益——同时考虑到其他人的策略。

这张图表称为支付矩阵，描述了每个策略对两个参与者的回报，给定另一方的策略，玩家1焦急地考虑着他的选择：“如果玩家2作证，那么我要么作证服刑6年，要么否认服刑10年。如果球员2否认，那么我要么作证并获得自由，要么否认并服刑一年。在这两种情况下，玩家1最好都能证明供应商是错误的。同样的逻辑也适用于玩家2。这些优势策略的收敛称为纳什均衡。

就像囚徒困境一样，纳什均衡并不总是对双方都是最优结果。被拘留的罪犯可以持不同意见，每人只服刑一年，而不是6年（右下）。一个理性的罪犯应该选择作证，但是罪犯也可以很容易地做出情感上的决定，基于信任和否认罪行，以达到最佳的结果。在这种情况下，最优结果是不利于社会的罪犯逃避定罪。

让我们看看博弈论如何应用于矿工的策略。在比特币中，有两种节点：用户节点和矿商节点。用户向网络提交事务。然后矿商选择将哪些交易添加到分类账中。但是，我们如何确保他们只在有效的块上添加有效的事务（不重复使用、伪造或盗窃）和我的事务呢？为什么我会相信随机的电脑黑客来管理我的钱？

矿工的动机与网络的完整性是一致的。比特币目前奖励矿工12.5比特币（在撰写本文时约为6万美元），外加解决散列问题的交易费用，以便在链上添加新的交易块，这需要大量的工作。但是，只有当其他矿工在该区块的顶部开采时，这些奖励才可以花得起。通过在某个块上进行挖掘，采矿者表达了他对该块数据的认可，并将其包含在分类账中。因此，一家矿工的收入取决于其他矿工的批准。每个附加的块充当另一层对块有效性的确认。在无效块之上挖掘的任何块都被认为是无效的。因此，矿工冒着他的报酬的风险，通过添加一个无效块或在一个无效块之上采矿，从而浪费了他的运营成本。理性的采矿者很可能只开采有效的区块。比特币确保了矿工最有利可图的策略是诚实行事。

用户还验证块，以保持矿工在检查。如果加密证明无效，完整节点可以拒绝更新其分类账或中继块。这样，一个矿工必须获得他所在矿区整个网络的一致同意才能获得奖励。如果有大量的完整节点（货币的用户和直接利益相关者）参与，就有可能达成强有力的共识。任何人都可以通过下载包含比特币整个交易历史（~ 210gb）的区块链副本来参与这个协商过程。

最后，与囚徒困境不同的是，对于矿工而言，纳什均衡与最优结果是一致的，两者都强化了网络的目标——一个有效的交易分类账。

谢林点

想象一下，我把你和一个朋友放在不同的房间里，向你们展示这个方块：

我说，“选一个正方形。如果你们两个选择同一个正方形，你们每个人都会得到一个奖品。“如果没有协调的手段，你会选择哪一个正方形？大多数人会选择红色方块，因为它似乎与其他蓝色方块的特殊关系。谢林点被定义为人们在缺乏沟通的情况下倾向于使用的解决方案，因为它似乎是自然的、特殊的或与之相关的。

如果没有中央授权，节点需要一种方法来在任何时间点就分类帐的当前状态达成一致。链中的分叉引入了两个相互竞争的真相版本-不同的并行事务历史。那么，为什么比特币用户只给最长的链赋值，而不给其他分支赋值呢？毕竟，这是阻止矿工背离规则和赚取欺诈性报酬的原因。

首先，最长的链，或称主链，是保护它的“工作量”最大的分类账版本。矿工牺牲了最多的哈希能力（并冒着最大的块奖励风险），证明了这种分类账的版本。此外，最长的链充当用户的谢林点。这是一个焦点，似乎是最自然和特别版本的账簿坚持，特别是考虑到其他人的选择。

金钱是用来传达价值的工具。通信协议往往是赢家通吃的市场。想想英语、TCP/IP互联网、Facebook和美元。在某种程度上，说“soda”就变得简单多了，而不是试图让每个人都相信它是“pop”。使用通信协议的人越多，它就变得越有价值。由于货币继承了这些深刻的网络效应，比特币的流行强化了其作为加密货币市场谢林点的传统。

严峻的触发平衡

想象一个古代的王国，由君主通过神权统治。高贵的反对者选择与国王的统治合作，不是因为他们相信国王的神性，而是因为他们处于一个严峻的触发平衡。他们意识到国王是会死的，但是杀死国王会破坏神性的面纱，给王国带来混乱。每一位新国王都将被视为虚假的先知而被拒绝，并被谋杀，因为通过神的统治灌输的秩序将崩溃。一个严酷的触发器描述了一个重复的游戏，在这个游戏中，除非玩家有缺陷，否则玩家总是会合作，然后玩家总是选择叛变。

采矿造成了严峻的触发平衡。这将阻止矿工以任何方式包括无效交易或审查分类账。矿工们受到强烈的激励，要保持账簿的完整性。大多数矿业企业都有一个底线利润目标。通过串通破坏区块链的完整性，将破坏人们对货币的信任，并使其贬值，使它们在金融体系中的股份变得一文不值。

但是，当矿工不受单一货币约束时，这种激励就会减弱。通过通用计算，采矿者可以在不同的区块链上进行跳跃开采。矿工对网络贡献的哈希能力越大，他找到下一个块的机会就越大。如果一组矿工能够串通并控制网络总哈希能力的51%，他们就可以很容易地将无效的事务埋在最长的链中，因为他们很可能在一行中找到多个块。

ASICs致力于在矿工之间实现严峻的触发平衡。ASIC矿机是一种超高效的计算机，设计用于执行一种特定的算法。这就是目前大多数比特币挖掘的方式。尽管asic功能强大，但它增加了进入壁垒，并可能导致集中化，因为容易访问的GPU挖掘不再适合小型矿工。然而，asic将矿工绑定到单一加密货币。由于其特殊的功能，asic在游戏中增加了矿工的皮肤，因为计算能力只能用于挖掘特定的加密货币。它们的全部资本价值将与整个网络的健康状况挂钩，矿工不太可能危及他们投资大量股权的体系。ASICs还通过提高总网络哈希率来增加51%攻击的成本。总之，asic降低了矿工串通的收益，提高了网络安全，但如果被垄断，会导致大型矿工的集中。

加密经济安全

经济规则保护网络免受错误或恶意行为者的攻击。奖励和惩罚鼓励特定的期望属性，比如一系列有效的交易。网络的加密经济安全边际被定义为金额Y，这样消息X要么为真，要么发送方损失金额Y。消息X可以是一个事务块，而金额Y可以是挖掘的成本。应该最大限度地增加这个数量，以阻止挖掘人员/验证器不诚实地执行操作。

在比特币中，理想的财产是由网络商定的单一交易历史序列。为了惩罚恶意行为者，我们必须首先确定谁是罪魁祸首。链上的叉表示在某一时刻对分类帐状态的争论。有人因破坏总账的完整性而受到指责。是谁在共识上造成了这个错误？

一个分叉的出现！

分叉的出现有五个可能的原因。A和D两个区块的矿工都没有受到指责，因为他们还没有就增加总账的提议提出任何争议。

如果其他块无效，矿工可以忽略它们。在本例中，块B或块C的挖掘者可以忽略另一个来挖掘块a。由于块C位于最长的链上，所以我们认为它是有效的。它取得了一个确认块D块C可能看到无效块B的矿工，不愿意他的回报风险，决定我最后有效块a。另一方面，块的矿工C和D可以勾结超过有效块B和审查的分类帐。这是矿业集中化的危险和51%的攻击。散列能力应该足够分散，以便每个块都由独立的采掘者进行确认。

与其忽略其他块，矿工还可以通过不将块转发给网络上的其他矿工来偏离。使用一种称为自私挖掘的策略，成功的采矿者将保留他们已解决的块，并开始处理它，试图在网络的其余部分之前找到两个块。实际上，他在研究最长的碳链的保留版本方面领先一步。C块的采矿者可以推迟与网络共享他的块，并开始挖掘D块。然后，即使有人在这段时间内添加了B块，自私的采矿者仍然能够同时添加C块和D块来阻止A块并夺取最长的链。

最后，区块B和区块C的采矿者可以大致同时解出区块。由于这些块必须传递给所有节点，网络延迟可能导致分类账的竞争版本。在这种情况下，块D的矿工选择在哪个块上采矿，并将其包含在主链中。

在比特币领域，矿工只有通过进入最长的链条，在区块内达成共识，才能获得回报。采矿是一个简单的游戏，它奖励说真话的人。想象一个游戏，它作为一种机制，可以找到任何问题的真正答案。它问：“谁赢得了昨晚马刺队对勇士队的比赛？”首先，每个人都投票给马刺或勇士队，大多数人的答案被认为是正确的。然后，每个投多数票的人都会得到奖励，而其他人什么也得不到。你会说实话吗？你可能希望其他玩家说出真相，因为他们希望你说出真相，而你必须和大多数人一起投票才能获得奖励。不管结果如何令人沮丧，事实是谢林的观点，你希望其他球员也能像你一样给出同样的理由。没有人想拿免费的钱去冒险，或者更好的是，他们为加密技术的辛勤工作付出的报酬。

然而，游戏可以被贿赂的攻击者破坏。想象一下，一个攻击者宣布，“如果你投票给勇士队，但他们最终没有赢得多数选票，我会给你奖励，外加一点额外的补偿。”“这样，你的主要策略就是不管其他人投什么票，都要投给勇士队。

如果大多数人相信行贿者的钱是值得的，那么游戏就会腐败，因为人们会被激励去投票给勇士——不管真相如何。更糟糕的是，如果攻击成功，攻击者将一无所获，因为他只承诺如果马刺赢得选票，他就会得到回报。但是，如果网络提供了社会价值，参与者就会面临一个严峻的触发困境，不想破坏系统的完整性。有时，唯一能阻止矿工串通的就是一个残酷的导火索。

这次攻击显示了开放协议中经济激励的重要性。去中心化控制使用奖励和惩罚来鼓励某些行为。

供给和需求

想象一下，在这个富饶的世界里，一种不可能大规模生产的商品。古代的炼金术致力于再造黄金，但这是不可能的。这处房产让它变得像钱一样棒。

公共加密货币协议竞相提供一种替代经济。它们为如何向系统中引入新的电源提供了参数。这个特性特别重要。如果供给分配不公或过于简单，人们就不能相信这些钱能够保值。新钱的早期消费者以储蓄者为代价获得了购买力优势。

稀缺性是用存货流量比来衡量的。库存=循环供应。流量=年产量。它考虑的是你投入水中的游泳池的大小。黄金拥有全球最高的库存流动比，约为70，这意味着每年只有1.4%的黄金循环供应被生产出来。在各种货币形式的竞争中，以及个人对稀缺资源的竞争中，黄金成为积累财富的最佳选择，因为它最能抵御通胀。

加密货币执行可预测的供应排放计划。比特币的流量从每块50比特币开始，每4年降低一半。比特币的存量正在增长，但供应量有限，到2140年将达到2100万比特币。我们知道任何时候比特币的供应量。可预测的供应可以降低投资者面临的通胀风险，从而减少商业摩擦。

比特币通货膨胀率和货币基数

新比特币由协议发布给矿工们，用于解决方块问题——方块奖励。但是，随着越来越多的矿工加入这个网络，区块的发现速度会更快，从而稀释比特币的供应，对吗？所以为了避免通货膨胀，比特币会动态调整挖掘算法的难度，平均每10分钟就会有一个新的区块被锁定。随着需求的增长，比特币越来越难生产。该难度调整机制根据网络总哈希率计算矿工的目标难度。没有满足此难度的散列的块被认为是无效的。

比特币挖矿难度与总网络哈希率之比

随着需求的增长和供应的稳定（最终保持不变），比特币的价值继续上升。到2023年，比特币的股票流比率将超过黄金。它将成为这个星球上最稀有的东西——一个数码收藏品。比特币就像黄金一样，而且更稀有，可以以电子邮件的速度发送。

结论

· 博弈论支持矿工的主导策略，即只开采有效区块，以达成共识并获得回报。矿工的纳什均衡也是网络的最优结果——有效交易的单一共享分类账。

· 将最长的链作为有效的“主链”，在一定程度上依赖于它作为谢林点的行为，这向用户发出信号，表明在那个版本的分类账上投入了最多的挖掘“工作”。比特币作为可编程货币的核心，作为一种通信协议，具有很强的网络效应。

· ASIC 挖矿提高了矿工在游戏中的参与度，并加强了矿工之间严峻的触发平衡，这些矿工为该系统投入了大量专用硬件。他们通过投入精力和真相来保护自己的投资。

· 奖励和惩罚被用来强制加密经济安全边际，使系统的破坏代价高昂。如果矿工保持盈利，并且相对不协调，这个体系可能会在不依赖中央政府的情况下生存和运转。

· 加密货币具有可预测的供应和排放时间表。随着需求（挖掘哈希率）的增加，比特币越来越难生产。由于比特币对供应增长有抵抗力，它可以长期储存价值。