巴比特专栏 | 对比特币挖矿机制的评估 (下)

显示全部楼层 · 发表于 2019-2-12 19:00:40

摘要
在本篇文章中，我会从社区的角度对比特币挖矿机制进行评估，并针对现在出现的危机和问题，提出本人理想中的几个解决方案。
2.3“不完美的人类”

中国有句古话，人无完人。一旦我们从基本激励和矿池的游戏中抽身，开始关注人类本身的劣根性以及贪婪，那么再结合现实的社会背景，比特币激励机制的问题就会变得非常不同。
从这个角度分析的过程中，我们将首先看到整个挖矿游戏是如何开始崩溃的。然后，我们将考虑比特币游戏之外的大玩家们可能彻底改变激励机制的几种方式。

2.3.1区块大小之争
比特币旷日持久的区块大小之争，是在一个混乱环境中，探索激励机制作用的绝佳话题。尽管矿场、交易所或者韭菜最终最受的往往是比特币价格的直接涨跌，但除了价格之外的激励或话题却很容易被人忽视。
一个国外的比特币投资者，同时也是一名记者，在推特上发表了一个问题，让大家列出任意几个世界级的，开发以太坊协议的软件工程师的名字。很显然，没有几个人知道。有兴趣的可以去关注一下【1】。这项技术太新了，真正的专家数量有限，很少有人能就区块大小这个问题发表权威意见。并不是某大佬占个台就能解决的问题，也不是某些微信群里的信仰，空投，糖果，媒体的炒作，宣传，团队周游世界的活动能够解决的。
现有的良好信息必须通过一个分散且不成熟的、没有真正治理的社区找到出路，在这个社区中，大部分讨论必须是自发性的，并不是项目方引导性的进行治理。在现实中，我们并不是理性地追随自身利益的客观存在，而是充满偏见、天生就想从鸡蛋里挑骨头的情绪化的存在，因此，比特币价格之外的激励变得非常重要。
虽然目前矿工的主要奖励是基于发现区块的奖励，但他们也获得交易费的奖励。这些交易的价值部分取决于链上发生的交易数量和费用的大小。这在比特币中变得越来越重要，因为随着时间的推移，区块的回报会慢慢减少，交易费用在矿工的回报中所占的比例会越来越大。类似地，更大的块意味着在对某些协议改进建议进行投票时，非挖掘节点会更少，而采矿者的权力会更大。
吴忌寒说过，让矿商相信，比特币可以通过增加链上容量(就像它可以促进更多的链外交易那样)来实现规模扩张，甚至做得不用那么好，那么他们的“理性”利益就可以通过支持这种选择来实现，因为它通过更多的交易、费用和权力，为他们提供了更大的整体回报。实际上来说，与比特币的价格相比，这些因素对矿商的回报几乎没有影响。但是在一个有很多“口音”的社区环境里，像这样罕见的“普通话”的会对人们的行为产生很大的影响。链上扩容，闪电网络，比特币侧链，跨链等等的项目比比皆是，蜂拥而出。
由于企业对比特币进行了投资，它们希望从比特币网络的成功中获得的利润，它们受到激励，积极采取行动维护比特币的利益。但对许多企业来说，成功是一个转瞬即逝的机会，它们依赖于合适的竞争环境和足够的投资。几乎所有人都认为，对区块进行扩容是一种快速扩张的解决方案，尽管还是有人认为它存在缺陷。但这给许许多多的企业提供的商机，并从提供许许多多扩容方案的服务中，获取巨大的利润，而这些利润就是我所讨论的，比特币价格之外的问题。
以Coinbase【2】这样的企业为例，它通过合法且易于使用的交易服务，将比特币带给大众，从而市值实现了增长。它们正逐渐增加在更广泛的数字货币领域的产品供应，以减少对比特币成功的依赖。比特币可用性的短期激增，可能会证明该技术能够提供潜在的效用，从而为整个领域带来更大的可信度。这可能会增加人们对其他数字货币服务的兴趣和机会，尽管这无助于推动比特币朝着长期所需的方向发展。
因此，如果Coinbase能够确信，正如吴忌寒所说，链上扩展并不比直接进行链外扩展差很多，并且在短期内，许多解决方案确实可行。尽管他们知道在长期看来，这并不是最优的解决方案，但在短期利润的驱使下，那么他们完全可能“理性”地选择这么做。
正如我在上篇文章中提到，在比特币的共识机制中，开发者没有直接的正式激励机制，但许多开发者们都是比特币的投资者，他们都与比特币的长期成功有着间接的联系。因为比特币的长期成功，证明了他们的工作的价值，给了他们建立声誉的机会，增加了他们技能的价值，从而获取高额的工资回报，以及发言权。在关于区块大小的争论中，对于整个团队来说，并没有明确的动机去偏向于其中某一方，但是从个人或者特定的团队角度出发，当然可以对某一方进行站台。在这种情况下，他们会高度增加某一方短期内的信誉度,从而为自己的项目产生短期内的利润。
通俗点说，假如我是某知名比特币的开发者，因为我除了本身工资并没有其他的收入，我手上持有10个比特币，比特币长期的价格决定了我以后是否能够买房买车。
对于区块大小的争论我理应保持中立，但是有一天，某资本找到了我，说要支持链上扩展，并且该项目要发行代币，作为初始团队，介于我名誉口碑极高的前提下，给我预留很大一部分代币。某资本还会运作海外ICO以及交易所一条龙服务。该代币上了交易所，我可大规模套现，或者进行长期的画饼收割计划，前途一片光明。或许短期内脸上扩容确实是可行的，但是，这么做无疑是把人们对比特币的信任分散至别处。比特币价格短期内对我来说是没有影响的，因为我有该项目代币进行套现。长期来看，这么做利用了比特币的胜利果实，对比特币长期的价格以及发展或许没有太大帮助。而我得到了大量现金，比特币再怎么样已经和我毫无关联，我可以做任何我想干的事。当然这也是成败论，假如比特币依然还是最初的价格，现在或许也不会有这么大的周边或者市场。
这样的结果肯定是一团糟，用户被夹在中间成为受害者，协议发展停滞不前不说，还为更多其他的加密货币成功打开了大门。社区已经支离破碎，一群现在的投机主义者再去投资未来的投机主义者。所有这些都是可以预见的，那么为什么双方没有为了整个社区的利益走到一起呢? 好吧，这些不同群体之间的沟通很差，而且被过去的分歧所污染，而且声誉与过去的行为没有有效地联系在一起，在过去的行为中，社区未能有效地惩罚不良行为。
因此，对于那些想要极力推动自己观点的人来说，传播错误信息的坏处通常低于让更多的人站在一边的潜在好处。而且，当好的客观信息很难找到时，当一方成功地传播了你知道是假的信息时，你会怎么做?试着从两方面看问题，用平衡的观点教育社区，或者站在你的战壕里反击?
所以我们有一些明显的问题;
a.信息来源的不平等意味着很多“演员”在这场游戏里起不到任何作用。他们无法回答哪个解决方案更好的问题，因此它们常常回答那些不那么重要但更实际的因素。
b.算力资源的不平等，基本导致了算力约等于权力。那么权力在这场游戏中，会起到至关重要的作用。
c.我们都知道，比特币不是城里唯一的游戏, 开发人员特别有可能借助他们的声誉，在他们non-Bitcoin项目中获利。

2.3.2大游戏的威胁
我们已经看到，激励在现实世界中往往变得很复杂，从机制设计的角度来看，它从来没有比将整个系统置于其所处的更广泛的，更真实的社会环境中。无论激励机制在协议结构中如何协调一致，系统的安全总是会受到“金手指攻击”的威胁。“金手指攻击”指的是那些正在玩更大游戏的参与者，他们的“激励机制”是：比特币系统中给自己造成损失必须小于他们将从其他地方获得的收益，从而做出的非常理性决定。考虑到我们在上一节中设定的背景，这尤其令人担忧。在这种背景下，薄弱的治理和不明确的激励措施，可能有助于为那些从比特币的衰落中获益的人创造更多机会。
要想成功的设计整个激励协议，并使主要外部参与者或者“大玩家”没有关闭协议的动机，几乎可以肯定是不可能实现的。就像《三体》里面提到的黑暗森林法则，它将涉及计划太多不同的未知情况，有太多的潜在参与者，跨越一个非常大的时间跨度，以未知的协议使用增长率。
然而，某些机制的设计在这个意义上会好很多。例如，政府不太可能想要关闭那些允许他们追踪交易并抓住任何逃税者或洗钱者的系统。当然，这需要平衡用户的隐私，没有隐私，协议可能根本不会成功。比特币协议中设计的一个非常有用的特性是可复制性。该项目是开源的，因此可以进行复制，无论是否进行调整。
这增加了想要摧毁比特币的攻击者的成本。因为他们完全可以摧毁比特币，结果是人们只能继续使用对他们来说同样难以接受的其他加密货币。当然，如果比特币被摧毁，其代替品的信心将会暴跌。同理，假如比特币被摧毁，代替品也会被其余的代替品摧毁。每次摧毁这些代替品的成本，将随着时间的推移，越来越高。
最终，在更大的游戏中，唯一能够真正保护玩家的就是规模。随着系统的发展，能够构成威胁的外部游戏越来越少。然而，在比特币发展到没有任何威胁之前，现存威胁不会随着系统规模的扩大而减少。更大的规模确实意味着更少的威胁，但最后剩下的每一种威胁都可能慢慢增长。因为大型游戏的玩家必须决定，他们是否会允许比特币增长到超出他们无法控制的程度。他们自己的“激励机制”能否继续成立？

2.3.3 P+Epsilon 攻击
有篇文章很好的更详细的介绍了背景知识【3】，其中也提到了P+Epsilon 攻击，有心的人一定要去阅读一下。
在此我就简单的举个例子来说明，如果外部参与者愿意，他们可以通过使用P+Epsilon攻击来损害比特币网络。P+epsilon攻击是指有人贿赂参与者，如果他们都同意行贿者的偏好，并最终成为少数人，行贿者将支付给他们比他们最终成为多数人更多的钱。
这意味着同意行贿者是所有参与者的最佳策略，从而大多数人同意行贿者，行贿者因此不需要支付任何费用。因此，需要大量的预算来说服参与者这个提议是合法的，但是攻击的实际成本是零。
如果对系统执行此攻击的成本为零，则该系统的安全边际为零。从技术上讲，比特币就是这种情况，因为行贿者可以贿赂参与者，让他们在自己的链上开采比特币，并提出，如果此链最终没有成为主链，那么行贿者支付给参与者的报酬将高于他们从其他任何链上开采比特币所获得的报酬。
事实上，要克服矿工为保持比特币网络平稳运行而不得不采取的长期激励措施，所需的预算规模将是巨大的。这种成功的攻击将摧毁比特币，严重损害矿工的未来利润。在比特币发展的现阶段，可能只有主要国家或政府才能真正地实施这种攻击。考虑到判断失误的风险、政府可能不愿以这种方式行事。再说，这种攻击会让攻击的政府在全球都不受欢迎，这种特定的攻击似乎不太可能对比特币构成重大威胁。当然，富可敌国的人也没有必要去进行这样的攻击。

2.3.4结论
在比特币短暂的历史中，分叉之争一直是它面临的最大挑战之一。虽然我们发现了许多理论上的技术问题，但这些实际的更广泛的社会背景问题在今天正造成真正严重的危机。它们预示着未来可能会发生什么，因为拥有不同动机的大玩家可能会越来越多地被比特币所产生的金钱和权力所吸引。与参与比特币的游戏相比，政府和大型跨国企业可能有更大的动机去伤害比特币，也有充足的机会利用其玩家不明确的动机和薄弱的治理，规模之争已经证明了这一点。如果比特币要继续寻求共识，推进自己的协议，避开攻击者，改进无疑是必要的。
政府和大型跨国企业可能会有更大的竞争动机来打击比特币，而非参与到游戏当中，同时也有充分的机会利用其参与者的投机心理和其薄弱的管理，来达到目的。如果比特币要继续寻求共识，推进自己的协议，避开攻击者，改进无疑是必要的。
3.比特币激励结构问题的解决方案——现在和未来

随着之前比特币激励问题场景的设置，我们不妨先来探索其他人已经尝试实现的解决方案，以及随着该领域技术继续快速发展而可能实现的解决方案。
Ethereum及其DApp空间的开发将是评估比特币激励结构的可能替代方案和改进的关键焦点。
很明显，比特币激励机制的更好替代方案还没有经过任何严格的测试，但如果Ethereum和DApp的开发能够实现它们的承诺，重大改进可能很快就会实现。如果这一切真的实现，比特币将不得不找到一种适应的方式，因为其它更好的激励结构，很可能会让比特币当前的问题变得更加清晰。

3.1基本激励
正如在第2节中总结的那样，比特币的一些关键协议参与者缺乏根本的激励机制，这并不一定会给比特币带来或将带来实际问题。在实际问题出现之前，对解决方案的讨论可以到此为止。
开发人员可能会受制于他们的资助者，但这没有任何广泛的问题。
包括Ethereum在内的许多替代性货币，在奖励开发者方面采取了略微不同的方式。在推出之初，Ethereum就预挖了20%，以资助最初和未来的开发者。有人可能会说，这有助于更直接地将其开发人员的动机与协议货币的价值结合起来。但令人怀疑的是，这种激励机制与比特币有多大不同，这种方式还会带来其他问题。与比特币开发者相比，那些Ethereum开发者只有在坚持使用以太坊的情况下，以及他们的比特币同行也不使用比特币(他们可能经常使用)的情况下，才更符合协议的未来。
为了这一可疑的收益，并权衡集中化的风险。在这种风险中，许多权力被赋予了最初的开发商，以及那些负责将剩余的预挖的资金分配给未来项目的开发商。
协议不决定谁得到资助，只有一小部分人可以。这些人可能会腐败，他们可能会与整个社区最佳发展方向的共识不一致，或者他们可能会偏袒朋友的项目，那些建立在自己工作基础上的项目，或者那些帮助他们掌握权力的项目。比特币至少有间接的营销价值，因为它没有预挖，也没有已知的发明者，而且在使用中，比特币比Ethereum更分散的协议改进过程也可能带来好处。
将来，通过在协议中嵌入开发人员激励机制，是否可以更直接地解决这方面的潜在问题?
也许协议可以将奖励分配给那些向协议中提交代码的人。或者，也许像DAO那样由所有Token持有者运行，负责分配预先开发的研究资金。
理性分析，这两种方法都过于激进，无法在比特币中实现，尤其是在这个理论问题尚未在任何大范围内得到实际体现的情况下。但如果真的出现问题，那些寻求超越比特币的人很可能会开始探索某种形式的协议级开发者奖励。

3.2矿池激励的进一步分析
正如在第2节中所探讨的，虽然大多数问题并未对比特币构成威胁，而且许多问题仍只是理论上的，但矿池集中化已经出现了一些真正的问题，
迄今为止，比特币共识算法的多数替代方案更注重提高业绩，而并非在激励层上有所改进。例如，增加每秒吞吐量，寻找节点和矿资源之间的当前平衡等。
Ethereum的工作证明(Proof-of- work, Ethhash)公式是基于一个名为GHOST的协议【4】。该协议提供了技术改进，并在一定程度上降低了挖掘集中化问题的可能性，但没有完全解决这些问题。
Ethereum的路线图确实包含了一些解决方案，它们既关注效率，也关注激励。他们计划在未来一两年内改用一种基于存款的股权证明，名为Casper。许多其他公司也在探索利害关系证明的各种实现。如果成功，这些将解决所有与矿池有关的问题，因为矿池以及矿商本身将不再需要。
POS抛出了一个显而易见的问题：当系统不在用工作量或者能源进行验证时，如何阻止它们在多个链上构建?那么POS基于存款和委托的股权证明制度解决了这一问题，尽管与许多单个矿商的制度相比，它们或许为集中化打开了一扇更大的大门，但在现实中，它们远不如拥有大型矿池的工作证明共识机制集中化。
那么问题又回到它们是否能够实现自己的承诺，并在规模上取得成效，目前尚不清楚。许多人持怀疑态度，即使他们确实解决了比特币的问题，在比特币中实现这些问题也将是一项艰巨的任务。
如果对比特币实行POS激励机制的转变，那么对于现在矿商们的投资，无疑是是巨大且无情的转变。所以，由开发者主导的硬分叉可能是唯一的选择。开发者、企业或用户要想支持这一举措，那么矿业集中化的问题就会愈演愈烈。那么整个集中化矿业为整个大环境所带来的风险也会越高。

3.3不完美人类的危机和更广泛的背景
正如我们在第2节讨论大游戏威胁时所建议的那样，解决这些威胁的唯一真正解决方案是让比特币的规模扩大到不会受到更大游戏中玩家的严重伤害的程度。在这种情况发生之前，还有一段路要走，但我们可以探索一些可能有助于在短期内将风险降至最低的步骤。
首先，我们先谈谈共识算法的改进。例如，如果Ethereum的Casper成功，可以有效的帮助防御P+Epsilon攻击。原因如下：在基于POS共识机制之中，因为行贿者必须补偿节点的损失，所以我们说，在POS共识机制下，加密经济的安全边际远远大于零。
那么如果Casper在Ethereum上能顺利运行，它有可能在比特币中实现吗? 比特币能接受像Casper这样的阶段吗？答案是否定的，因为正如我先前阐述的那样，实施这一改变的任何付出或者努力，都将与比特币矿商保护其投资的动机与利益相抵触。那我们再进行反向论证：P+Epsilon攻击从一开始就不是一个可能的攻击，一个足够富有的攻击者仍然可以在Casper中执行攻击，尽管代价大于零。
所以我们得出如下结论，在上述改进都不足以为比特币的发展保驾护航时，我们可以通过增加整体系统的难度，使得增加攻击的成本大幅增加。比特币的社区可以使用更成熟的治理工具来解决世界用户在论讨论中出现的问题。这样可以使社区更紧密地联系在一起，从而推动协议的发展并保护其不受外部攻击者的攻击。

3.3.1完善治理工具——DApp
DApp领域的发展不断推进着我们在线合作的方式，拉近我们交流的边界。随着新的概念在DApp上被证明和验证，它们将自然地发展成为比特币和其他货币的共识机制。并不是要在理论层面上改变比特币游戏，而是提供一层更智能的更人性化的管理方法，从而减少对传播错误信息的收益，让那些打着区块链名号的骗子，传播虚假信息的人，无利可图。
Ethereum上许多DApp比如Colony.io【5】、Swarm City【6】和Dether【7】目前已经在尝试实现基于区块链的声誉系统。随着比特币的发展，这些系统可能会在众多不同的比特币关键参与者中推广。如果成功的话，它可以通过对恶意行为的惩罚，增加他们作恶的成本。人们还可以更容易从人群中挑选真正的专家并让优秀的信息更容易地在信息量庞大的社会中找到出路。
基于区块链的身份，与一些在线或真实身份相关联，以验证比特币系统中所有希望建立声誉的参与者。然后，将通过智能合约发出唯一的信誉代币。然后，“演员”们可以用他们的区块链身份签署信息，在github、slack、reddit、bitcointalk、twitter甚至是主流媒体上向读者展示他们的声誉评分，以帮助人们确定自己的信誉，并让他们更负责任。
毫无疑问，它必须是一种自愿的制度，只由那些希望以某种形式参与治理过程的人采用。就像在囚徒困境中，惩罚和声誉的历史记录将一遍又一遍地发挥作用，合作的效用将会增加。
就目前而言，即使是最感兴趣的读者也很难知道该听谁的。对于那些自封头衔的技术大咖，某某项目的创始人，你知道他们实际上知道什么吗？他们向比特币提交了多少代码？他们对自己站台的项目知道多少？他们有什么资格说自己是唯一落地应用?他们的项目真的是区块链项目吗？整个项目的逻辑看起来是不是特别可笑？一个声誉系统会给你一些有形的东西来寄托你的信仰。
改善比特币治理的另一个工具是更好的投票机制。DAO和Colony等协作平台对其中一部分进行了探索，以及在投票中的具体应用，Tivi【8】就是很好的一个例子。为什么我们不能把投票系统作为比特币协议的一部分，用于这个目的？一个安全的、不可改变的公众舆论记录，不是发布在某个“演员”的twitter页面上，而是在区块链上。空投中的每个比特币地址都可以发送无价值的投票Token，所有人都可以使用特殊的投票钱包(代表给定发行的是/否选项)，在那里可以发送投票Token。
每个钱包只能发送1个投票Token，并且只有那些注册了区块链身份的人(链接到他们的真实或在线身份)才能投票。投票可以通过智能合约来约束，默认情况下，投票只是一种机制，通过它我们可以更客观地衡量意见。这样做的根本目的是通过提高公共信息的质量，让虚假信息更难传播，以便比特币游戏中的参与者能够更好地取舍。
我想提出的最后一个工具是一个基于区块链的辩论平台，它可以为比特币面临的更复杂问题提供更清晰的信息来源。它将对所有人开放，并允许所有身份验证的人参与。例如Kialo【9】这样的网络应用程序已经出现来满足这种需求，但是Kialo还没有达到区块链的水平。
在这样的系统中，一个问题会出现赞成和反对的观点，就像reddit一样，系统中的其他参与者会对他们进行投票。从每一论点中增加一个进一步的反赞成和反对论点的分支，这些论点也将由其他人表决。最重要的论点，会放在整个系统的首页，而最突出的反论点和支持的观点会上升到每一个分支的首页，做的目的是让没有专业知识的人理解，去中心化的社区自治并不是每次只有一个声音，一个微信群只有几位演员在发言。不管是正面的还是负面的，都可以进行发表。在我看来，尤其是在区块链中的言论自由，是相当重要的。那些想利用舆论，为自己牟利的人，将无法回避相关的辩论。
显然，我们离今天大规模地实现和采用这些工具还有很长的路要走。但随着DApp飞速的发展，这项技术看起来越来越有可能实现。比特币社区知道，没有优秀的治理，是很难改善位于数字货币顶端的比特币的协议。有了的治理，比特币社区可以更好地合作，减少外部参与者破坏它的机会。
4. 结论

总的来说，比特币的激励结构设计得非常好。尽管它的概念缺乏学术严谨性，所处的密码经济学领域也不成熟，但它的激励机制通常是一致的，而且自2009年发布以来，它避免了重大的激励机制崩溃。它还设法保持了在数字货币领域的领先地位。
然而，它远非完美。它缺乏对一些关键参与者的基本激励，矿业集中化已经引发了真正的问题。最重要的是，比特币社区需要学习如何更好地适应玩家的不完美，以及游戏所处的环境，因为这些因素已经扭曲了比特币的激励方式，并威胁到系统的公平性。为了做到这一点，比特币社区必须成熟起来，学习利用更智能的治理工具，改善我们的沟通和合作。一切才是刚刚开始。
引用
【1】https://twitter.com/TuurDemeester/status/963032188626395136
【2】https://www.coinbase.com
【3】https://www.jianshu.com/p/85d7dc55dc0d
【4】https://www.jianshu.com/p/135517b05986
【5】https://colony.io
【6】https://swarm.city
【7】https://dether.io
【8】https://tivi.io
【9】https://www.kialo.com

（作者：Rickkk。本文巴比特首发。未经本人允许，请勿转载本文。）

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