央行發佈2萬字論文:區塊鏈的能與不能|深度(二)

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二、對區塊鏈技術的經濟學解釋


區塊鏈涉及計算機技術和經濟學。本部分對區塊鏈技術給出經濟學解釋,辨析在與區塊鏈有關的共識、信任和智能合約等方面的常見誤解,為第三部分研究區塊鏈的經濟功能打下基礎。

(一)區塊鏈的 Token 範式

目前主流區塊鏈系統,不管採取以比特幣為代表的 UTXO 模型,還是以以太坊為代表的賬戶模型,也不管腳本語言是否具有圖靈完備性或是否支持智能合約,都具有 3 個關鍵特徵,可以歸納為「Token 範式」:

第一,共識算法針對區塊鏈內的 Token。Token 本質上是區塊鏈內定義的狀態變量,Token 可以在區塊鏈內不同地址之間轉讓,轉讓過程中 Token 總量不變(也就是在轉出地址減少 1 個 Token 的同時,轉入地址增加 1 個 Token)。有些區塊鏈系統限定了 Token 的總量上限,比特幣就屬於這種情況。

Token 在區塊鏈內不同地址之間轉讓時,Token 的狀態(指區塊鏈內各地址內有多少 Token)更新和交易確認同步發生。比如,Alice 向 Bob 轉了一筆比特幣,這筆比特幣交易被記入區塊鏈的同時(也就是交易被打包進某一區塊並接入區塊鏈),Alice 和 Bob 對應公鑰的 UTXO(可以理解為比特幣區塊鏈內的賬戶餘額)同時更新。因此,Token 被交易時,不會形成傳統意義上的結算在途資金或結算風險。

第二,Token 與智能合約之間有密不可分的聯繫。Token 本身是智能合約的體現。比如,以以太坊 ERC20 為代表的 Token 合約規定 Token 的總量、發行規則、轉讓規則和銷燬規則等一系列邏輯。Token 合約管理著一系列狀態,記錄哪些地址有多少 Token 等賬本信息。在 Token 合約的基礎上,可以構建對 Token 執行復雜操作的智能合約。這些智能合約執行的結果主要是,Token 的狀態發生變更。本部分第三小節將分析智能合約的功能。

第三,按照是否與 Token 的狀態和交易有關,區塊鏈內的信息分成兩類——有關係的和沒有關係的,這兩類信息在共識算法下有完全不一樣的地位。節點在運行共識算法時,重點檢驗第一類信息是否符合預先定義的算法規則,第二類信息作為 Token 交易的附加信息寫入區塊鏈,節點不會檢驗這類信息的真實準確性。比如,比特幣節點會檢驗隨機數(nonce)是「挖礦」問題的解,以及區塊中的交易在數據結構、語法規範性、輸入輸出和數字簽名等方面符合預先定義的標準。但對比特幣創世區塊中的「The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks」,節點不會也沒有能力驗證這句話的真實準確性。

區分這兩類信息是理解區塊鏈共識範圍的關鍵。

區塊鏈共識針對與 Token 的狀態和交易等有關的信息。比如,比特幣共識決定了截至某一區塊,各地址對應的 UTXO 數量以及地址之間轉讓比特幣的記錄。而區塊鏈內與 Token 的狀態或交易等無關的信息基本不屬於共識的範圍。特別是,區塊鏈外信息寫入區塊鏈內的機制,一般被稱為預言機(oracle mechanism)。如果區塊鏈外信息在源頭和寫入環節不能保證真實準確,寫入區塊鏈內只意味著信息不可篡改,沒有提升信息的真實準確性。但區塊鏈有助於解決數據登記追溯問題,登記在區塊鏈內的數據有可追溯的主體身份簽名並可用於事後審計,而且上鍊數據的不可篡改性也有助於控制操作風險。

(二)區塊鏈內的共識和信任


共識(consensus)和去信任(trustless)是區塊鏈兩個非常重要的基礎概念。這兩個概念脫胎於計算機領域,很難在經濟學上予以嚴格定義,卻很容易被誤解。比如,將共識等同於消除了信息不對稱或實現了共同信念,將去信任等同於沒有信用風險。


央行發佈2萬字論文:區塊鏈的能與不能|深度(二)


1. 共識的界定


目前對區塊鏈共識的討論,涉及三種不同語境下的共識概念——機器共識、治理共識和市場共識,其中治理共識和市場共識可以稱為「人的共識」。很多誤解就源於混淆了這三類共識,或者泛化了共識的範圍和性質。

第一,機器共識。機器共識屬於分佈式計算領域的問題,目標是在存在各種差錯、惡意攻擊以及可能不同步的對等式網絡中(peer-to-peer network),並且在沒有中央協調的情況下,確保分佈式賬本在不同網絡節點上的備份文本是一致的(不是語義一致)。

對等式網絡的節點(特別是負責生成和驗證區塊的節點)有誠實節點和惡意節點之分。誠實節點遵守預先定義的算法規則(主要是共識算法),能完美地發送和接收消息,但其行為完全是機械性的。惡意用戶可以任意偏離算法規則。在一定限制條件下(比如比特幣要求 50% 以上算力由誠實節點掌握),算法規則保證了機器共識的可行性、穩定性和安全性。機器共識的範圍限於區塊鏈內與 Token 的狀態和交易等有關的信息。

第二,治理共識,指在群體治理中,群體成員發展並同意某一個對群體最有利的決策。比如,比特幣社區關於「擴容」和分叉的討論可以在治理共識框架下理解。治理共識的要素包括:1. 不同的利益群體;2. 一定治理結構和議事規則;3. 相互衝突的利益或意見之間的調和折衷;4. 對成員有普遍約束的群體決策。袁勇等(2018)指出,治理共識涉及人的主觀價值判斷,處理的是主觀的多值共識,治理共識的參與者通過群體間協調和協作過程收斂到唯一意見,而此過程如果不收斂,就意味著治理共識的失敗。

第三,市場共識。Token 參與交易時(不管是不同 Token 之間交易,還是 Token 與區塊鏈外資產或權利交易),就涉及市場共識。市場共識體現在市場交易形成的均衡價格中。三類共識之間存在緊密而複雜的關係。機器共識是對等式網絡的節點運行算法規則的產物,治理共識反映由人(包括網絡節點的擁有者或控制著)來制定或修改算法規則的過程。市場共識受機器共識和治理共識的影響。比如,如果分佈式賬本的安全性沒有保障(即機器共識失效),比特幣的市場價格將受到毀滅性衝擊。再比如,2017 年比特幣社區對「SegWit2x」的討論(即引入隔離見證並將單個區塊的大小從 1M 提升到 2M),對當時比特幣價格走勢有明顯的影響,就體現了治理共識對算法共識的影響。下文如無特別說明,討論的均是機器共識。

2. 去信任含義的辨析


去信任源於 Token 被交易時,Token 的狀態變更和交易確認同步發生這一安排。設想 Alice 以比特幣向 Bob 買入某一貨物。Alice 向 Bob 支付比特幣這一過程無需兩人之間有任何瞭解,也無需受信任的第三方機構,就可以在區塊鏈內有保障地進行。這是去信任的真正含義。但在交易的另一端,Alice 如何確保 Bob 會按時向她交付合格的貨物?只要做不到一手交比特幣、一手交貨,就存在不容忽視的交易對手信用風險。只有準確識別、評估信用風險並引入風險防範措施,很多交易才能進行。比如,在暗網交易中,交易平臺通常設立第三方託管賬戶(escrow account)。買方先將比特幣打入第三方託管賬戶,等收到商品並確認後,才通知交易平臺將比特幣轉給賣方。如果沒有第三方託管賬目這個增信手段,比特幣忠實擁躉之間的交易也會大幅減少。

因此,區塊鏈內的去信任環境,不能簡單外推到區塊鏈外。一旦脫離 Token 交易等原生場景,區塊鏈要解決現實中的信任問題,往往需要引入區塊鏈外的可信中心機制予以輔助。


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