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区块链去中心化乌托邦式愿景的经济学分析

过去的几年中,加密货币和底层的分布式分类帐技术已经引起了公众的关注,拥护者们坚持区块链技术将彻底改变金融交易和所有权数据,但实际上任何分类账都无法完全满足去中心化,正确性和成本效率这三个理想的特性,这是区块链的困境所在。


 

传统上,记录是由集中式实体维护的。分布式分类帐技术(DLT)为我们提供了一种记录信息的替代方法。DLT有可能像14世纪意大利的双重记账技术一样具有开创性。它可以彻底改变金融交易和所有权数据的记录保存。

区块链是由分散的,通常是匿名的代理组而不是已知的集中式方编写的一种特定类型的分布式账本。通过使分类帐公开可见和可验证,可以达成共识。理想情况下,分类帐应:

1. 正确记录所有信息;
2. 具有成本效益;
3. 完全分散,以避免权力集中。

继比特币协议及Bitcoin-Qt创造者中本聪(Nakamoto,2008)开创性的白皮书之后,区块链技术的许多创新都旨在夺取中央政府或垄断机构的权力。不幸的是,区块链社区对去中心化世界的乌托邦式愿景是有大量成本的。在最近的研究中,我们指出了“区块链困境” –任何分类账都不可能同时完全满足图1所示的三个属性(Abadi和Brunnermeier,2018年)。特别地,分散具有三个主要成本:资源浪费,可伸缩性问题和网络外部效率低下。本文首先讨论区块链的应用范围,然后详细说明正确性,成本效率和去中心化之间的权衡。

一、区块链技术的应用

迄今为止,区块链技术主要用于记录加密货币中的交易,尤其是在比特币中。 但是,区块链的应用范围更加广泛。 例如,一些公司目前使用区块链跟踪复杂供应链中的交付。 消费者的信用历史记录和供应商的评级可以记录在区块链上,就像今天阿里巴巴和亚马逊等集中式中介在其电子平台上所做的一样。

在金融市场中,已提出使用区块链作为分类帐来跟踪股票所有权,执行抵押品转移以及在银行间市场上结算付款。 即使是旨在减少区块链权威的政府,也提出了基于区块链的解决方案来维护土地注册。

二、激励诚实

为了理解区块链的困境,有必要了解为什么去中心化、匿名编写的区块链需要浪费计算资源,这是区块链的三大成本中最重要的。

鉴于基本上任何人都可以在公共区块链上写东西,因此必须有一种共识算法来从可能不兼容或欺诈的报告中确定真实历史记录。

中本聪(2008)提出的解决此问题的聪明方法是,迫使区块链作者执行计算上昂贵的动作,以便在区块链上记录信息并验证其他人的报告(即,对分类账的有效性进行“投票”)。在最常见的共识算法(称为工作量证明(PoW))下,矿工必须通过蛮力解决计算问题,才能在区块链上放置一个区块并投票赞成前面的区块。因此,矿工的“投票权”受到其计算资源的限制,因此该系统保持民主。PoW算法允许自由进入,而无需分配投票权的集中实体。

免费入场对激励 Blockchain Writers(一种专门的内容制作工作室,为区块链和技术公司写作)产生深远影响。它鼓励传统的集中式中介机构不要进行欺诈,因为一旦发现不当行为,它们就会失去其特许经营价值。也就是说,他们通过预期的未来利润来动态地激励他们。集中式中介机构只有在账本一次性扭曲的利益大于损失其未来利润的成本时才有作弊的动机。Blockchain Writers没有特许权价值,因为自由进入意味着他们的租金被进入者竞争。PoW提供的激励措施是完全静态的–区块链作者权衡一次攻击的好处与在区块链上的写作成本(即,向诚实的区块链作家支付的费用)之间的权衡。例如,一个加密货币矿工将进行“double-spend(双重支付)”攻击的成本与可以可靠的double-spend的数量进行比较。因此,通过区块链编写者的自由进入进行去中心化会导致计算资源的大量浪费,这是区块链三难困境所揭示的。

免费进入还与区块链的第二成本有关,即可扩展性问题。如果区块链用户不信任任何实体如实报告区块链内容,则该用户必须完整存储区块链。即使对于吞吐量有限的区块链,存储成本也很快变得沉重。例如,每秒仅处理七笔交易的比特币区块链超过250GB。简而言之,使用区块链越多,维护真正分散的记录保存的成本就越高。

三、叉(Fork)竞争

区块链还允许Blockchain Writers自由进入之外的第二种竞争形式。区块链的一个显着特征是它们可以被“分叉(forked)” –希望更改区块链规则的社区子集可以随时根据这些规则开始添加区块。那些遵守旧规则的人将把这些新块视为无效。因此,区块链将分为两部分-那些采用新规则的人将扩展一个区块链,而那些坚持旧规则的人将忽略该链而建立另一个。这种叉子的一个突出例子是比特币现金。当一部分比特币社区想要增加每个区块的最大交易数量时,比特币现金诞生于比特币区块链的分支。

通过分叉已建立的区块链,社区的一部分可以创建竞争的分类帐。这种竞争(我们称为“叉(Fork)竞争”)具有非凡的特性-已建立分类帐中的所有信息都将移植到新分类帐中。在我们的论文中,我们认为,通过这种类型的信息可移植性,分类账之间实质上存在着完美的竞争(Abadi and Brunnermeier 2018)。相反,由于要切换到不包含相同信息的竞争性分类帐,这很昂贵,因此将集中式分类帐的用户锚定到该分类帐上。鼓励在单个分类帐上进行协调的网络外部性扩大了这种定位,并使竞争分类帐难以成功。

尽管分叉竞争增强了分类账之间的竞争,但就像Blockchain Writers自由入境一样,它并非没有缺点。叉(Fork)竞争是造成区块链第三成本的直接原因,即网络外部性效率低下。在区块链分支的分支之间进行切换的简易性可能导致不稳定和协调失调。随着时间的流逝,区块链可能分裂为几个不同的分支,从而可能无法充分利用网络的外部性。实际上,两个最大的加密货币区块链-比特币和以太坊-经历了分叉,社区的大部分人都放弃了已建立的区块链。

四、所有权与占有

经常有人争辩说,区块链有可能完全解决发达国家和发展中国家追踪所有权的问题(《华尔街日报》 2018年)。经常被忽视的区块链技术的一个方面是,尽管区块链擅长执行所有权转移,但它们绝不能保证所有权转移(Abadi and Brunnermeier 2018)。例如,在房地产市场中,房屋的所有者是其名字在契约上的人,而房屋的所有者是居住在其中的人。契约的购买者必须确定她对房屋的所有权将得到强制执行。从广义上讲,区块链可以记录义务。惩罚违约者是另一回事。虽然很难为区块链作者提供静态激励来训练分类账用户,但可以适当地调整集中式中介的激励措施–如果集中式中介不能履行义务,则中介的声誉可能会受到损害。

尽管在某些应用程序(例如,加密货币)中,执行不是问题,但在其他几个(特别是金融)应用程序中则不是问题。需要执行的区块链的典型示例是土地注册处-从瑞典到印度,世界各地都提出了基于区块链的系统,在所有情况下,政府似乎都将深度参与实施拥有权。执法和政府支持的需求可能会严重削弱分叉竞争的好处。最好的做法也许是让信誉良好的实体在需要执行时也保存记录。

五、结论

区块链的三难困境凸显了设计分类账时的关键经济权衡。由单个实体管理的传统分类帐放弃了权力下放的理想功能。鼓励集中的分类帐编写者诚实地举报,因为他不想危害自己的未来利润和特许经营价值。区块链可以通过两种竞争消除集中式中介机构提取的租金:自由进入和分叉竞争。但是,权力下放是以效率为代价的。免费入场完全侵蚀了作家的未来利润和特许经营价值。分类帐的正确性必须依赖于工作证明所提供的纯静态激励。叉子竞争会促进分类账之间的竞争,但会导致不稳定并产生过多的分类账。此外,当政府需要大量法律强制执行以使区块链正常运行时,分散化的理想可能无法实现。

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