区块链协议的外部性

当您深入研讨区块链协议的机制时,总是期望了解这个杂乱体系的内部作业原理,从而您会发现自己在研讨更广泛的主题。从公共资源池到多署理体系的动态,这些主题只是您可能会研讨的其间几个而已。

区块链的经济建模无疑是一个风趣的话题。在高水平上,区块链是一个不断改动的多主体经济网络。块巨细、难度和买卖本钱的参数经过模糊的投票和聚合进程不断改动。这些参数中的每一个都会在商场参加者中引发连锁反应。

将业务包括在块中并在整个网络中处理的价格战源于一个双方的一起资源问题。一方面,用户必须在块中竞赛业务空间,另一方面,矿商将决定块的巨细。与此同时,矿商会挑选性地进行他们想要的买卖。在大多数现有的平台上,用户参加第一次价格拍卖,将买卖分成区块,以固定价格发送费用。但是,矿商能够采纳多种举动; 例如,矿主能够承受贿赂,优先取得可用的买卖空间,或者在战略上乃至是歹意地对用户和全球网络采纳举动。

此外,区块链协议依赖于在整个网络上验证业务。要做到这一点,每个矿工都要验证每个业务,这是一个浪费但重要的进程,咱们需求保证整个一致进程的安全性。因而,一个块的巨细和内容在全球网络上发生了更多的外部性。主张矿商采纳举动的块会导致体系中一切其他矿商和验证器的外部性。

界说:外部性是指影响一方的本钱或利益,而该方没有挑选承受该本钱或利益。

公共资源池

咱们将首先解构区块链展现的一些商场机制,期望为优化网络打下坚实的基础。让咱们从一个概念开端,这个概念是这个杂乱的经济体系的基础:一个一起的资源池。

界说:公共池资源是由天然或人工体系(如渔场)组成的一种产品,其巨细或特点使其本钱昂扬与否,但并非不可能排除潜在获益者从其运用中取得利益。

渔场是公共池资源的一个很好的例子。由于国际上鱼的数量是有限的,每捕获一条鱼国际上就会少了一条鱼。所以鱼成为了一种具有竞赛性的好东西。

界说:假如一个消费者的消费阻止了另一个消费者的消费,那么一种产品就是具有竞赛性的。

类似地,咱们能够将其扩展到区块链生态体系。假如咱们主要讨论的是区块链中的块(包括业务的数据结构),那么空间或在块中添加业务都是公共池资源。假如业务运用块中的空间,那么关于期望包括业务的其他用户来说,可用的空间就更少了。这使得这些产品具有竞赛性,从而对用户的国际发生负外部性。

此外,给定块束缚L,就存在一个界说清晰的公共资源问题。当一块空间被填满时,买卖本钱就会添加。类似地,假如L削减,资源将面临来自可用空间削减的更大压力。当这种情况发生时,买卖的边沿本钱应该更高,当L添加时,每添加一笔买卖的边沿本钱应该更低。

那么将L设置为一个十分高的束缚可能是有意义的,由于跟着L的增加,咱们会处理更多的业务。但这不是正确的处理方案,由于咱们还没有引入改动块巨细或束缚对网络的影响,因而将会发生堵塞——“污染的负外部性”。

污染

在区块链意义上的污染以及一切散布式体系中更普遍的污染都与拥塞有关。当有太多的信息在网络中传播时,不能满足快地处理信息的节点就会落后。假如信息的处理的时刻是敏感的,那么参加网络的本钱就会添加,从而将较弱的节点挤出体系。

在区块链上,这意味着处理大块会对较小的节点和验证器发生影响。从UTXO区块链到智能合约区块链,不同的业务具有不同的巨细、不同的履行,以及肯定不同的处理时刻。因而存在巨细相同、验证时刻不同的业务。

传统上,在实际国际中,咱们经过税收和补助来处理污染问题;也就是说,一些中心机关向个人和公司付出的款项,用以进行下列活动:

· 削减制作污染的产品。
· 经过替代产品或进步产品出产的污染本钱来出产削减污染的产品。

这就导致了关于块巨细和内容的一些成果:

· 咱们补助小出产者。
· 咱们对大宗产品的出产者征税。
· 咱们在买卖的存储、处理或定价方面进行立异。
· 量子计算机

终究,网络获益于正(网络增加)和负(污染)的网络外部性。这种外部性乃至会发生二级效应。跟着资本和技术立异大量涌入网络,网络的成长自身就具有复合性。当本钱大于收益时,污染导致节点停止参加,降低了整个体系发生的功效。在网络成果上没有任何正式的目标时,就仍然很难挑选一个最优的商场装备。

外部性的粗略经济模型

考虑一个块巨细具有固定容量L的区块链模型。此外,与一切区块链协议一样,咱们将剖析协议的履行情况。每一轮都会发布一个新的块。每一轮都有一个目标履行时刻T;咱们假定底层散布式体系的节点具有一样的时刻,这样每T个时刻单位就会按期望进行轮询。咱们还假定咱们能够拜访每个轮块的散布式体系中每个节点的无偏、无篡改的处理或验证时刻。咱们用一个向量表明这个调集:block_times(r)=(t(1),t(2),…,t(N)),其间r表明轮,t(i)表明节点i处理轮r块所花费的时刻。

注意,当验证新块的本钱大于它们从中取得的实用程序时,网络中的节点i将停止参加。假如验证块的整个历史记录(区块链)的本钱大于作为参加者所取得的功效,那么当时不在网络中的节点将不会加入。

模型

咱们从形式化一个简略的模型开端谈:

· 有N个参加者都在毫不延迟地处理区块链。
· N中的每个参加者i,都有一些功效函数U(i,B),界说为它们从处理区块链B中取得的值与其验证相关的本钱之间的差值。
· 每轮r由2个阶段组成。r轮的第一阶段包括公布块时刻 (r-1)。第二阶段是将块时刻发布到B。
· 一切参加者都是同质的;这意味着,它们运行相同的硬件,但它们可能在计算能力方面有所不同。然后,咱们假定参加者容量来自某个(潜在未知的)散布D。咱们用类型向量T的索引表明署理类型。
· 在散布D的随机性下,咱们将每个参加者的容量界说为将块巨细/束缚映射到署理验证时刻的函数。给定一个极限L和一个署理i,这能够界说为asC(i,L)=c(t)/t~D。
· 咱们假定对oracle O的拜访,当给定块束缚L时,将回来巨细为L的块的(预期)验证时刻。
· 咱们假定有一些中心方案器P,当供给块时刻 (r-1)时,会回来一个L* r的值。

界说:关于块束缚L,释放第一个块后退出的节点数量能够运用以下办法界说。

· 目标函数(C(i,L)≥O (L)]。
· 功效函数U(i,B) = V(i,B) – C(i,L)
· 当且仅当U(i,B) < 0时,Agent i退出。

因而,第一轮之后退出的节点总数等于:n*Pr(I[C(i,L)≥ V(i,B)]=1),其间Pr(E)表明关闭事件E的概率。

退出节点的期望数量恰好是在验证时刻内花费大于其派生值节点的期望数量。咱们稍微滥用了这个符号,但意图是获取以下思想:假如新的块具有容量L,那么依据大于L的块取得值的节点将持续验证。假如块的巨细小于L,值为正数的节点将退出。该模型允许咱们捕获战略署理的每轮次序决议方案进程,其间负功效表明不参加下一轮。

现在,假如咱们假定节点情愿忍受krounds的负功效,咱们能够运用中心方案oracle来自适应挑选块束缚。

出题:假定k是任何署理在退出之前情愿忍受负功效的轮数。假如咱们想要一切N节点参加协议总时刻时刻时刻→∞,然后咱们想挑选输出块束缚的规划师P L (r)来处理以下问题。

· P运用块时刻 (r)来处理下面的问题。
· 在不允许任何节点的负功效超过总时刻k的束缚下,最大化吞吐量(块的总和束缚一切r的L(r))。

运用上面的planner P,咱们能够优化链的吞吐量,而无需将任何节点推出。咱们需求知道鼓励节点停留的最小值k,以及未篡改的块时刻 (r)陈述,以便规划人员能够优化其块束缚的挑选和了解某些更改怎么影响一切参加者。

尽管这种办法十分吸引人,由于中心方案器学习怎么优化网络参数,可是在加密货币协议中不存在任何中心方案器。同样,咱们不能假定咱们能够拜访参加者供给的未被篡改的、真实的堵塞时刻。更糟糕的是,咱们乃至无法实施保证外部性对一切参加者影响有限的方针。为此意图,咱们必须在一个具有战略和错综杂乱参加者的涣散准则中设计这些处理办法。

运用一个自动受管理的协议——一个具有链上管理的协议——咱们能够开端涣散方案器p。运用投票机制和信息获取机制,咱们能够从参加者那里取得真实的验证时刻,假定f节点是拜占庭式的,其他节点是战略性的。这些东西将为优化具有负外部性的网络的自适应管理机制供给第一步。

未来的改动

还有许多办法能够剖析商场动态,这些办法不依赖于依据节点期望忍受的容量估值。在大多数加密货币中,块有一个预期的奖赏,这个奖赏是买卖费用加上发掘节点能够取得的块奖赏之和。因而,咱们能够界说一个节点的赋值为非零,且有一定的概率(节点具有的功率的百分比),否则为零,这取决于它们是否是发掘节点。然后,依据参加者的预期功效开展参加每轮次序决议方案进程。类似地,假如节点承担不同的角色,比如发掘和只是验证,它们的本钱就会发生改动。因而,界定整个区块链外部性经济成为一项杂乱而具有挑战性的使命。

更重要的是,咱们没有对经济怎么增加做出任何假定。在传统的微观经济学中,假如商场上存在对更大数量的需求以及盈利的可能性,新公司就会进入商场,消化掉这些盈利。在区块链生态体系中,这转化为新的发掘和验证节点的到来。即使是非发掘的,完整的节点也会加入网络,这表明某些商场参加者从完全不赚钱中取得了非零功效。咱们应该怎么为这些参加者的到来建模,以及咱们怎么剖析与底层区块链b的存储和验证有关的商场组合。L的什么等级和网络功率的什么比例别离束缚了非采矿参加者和采矿参加者的增加。咱们把这些问题留给你们去想象和解释,可是我很乐意与任何考虑这些问题的人交谈。

定论-社会规划

在外部性为负的经济中,需求社会方案者来优化经济产出。政府经过污染和开发天然资源来干预产品商场。它们在商场中供给补助,对某些灾难性的商场失灵发生积极影响,或对商场征税,以防止商场失灵。但是,在一个去中心化的对等网络中,不存在既定的政府。

实现最佳成果的最佳东西是区块链空间中的一个活动区域。当许多协议晋级以处理可伸缩性和安全性时,同时晋级它们的管理进程是很重要的。在高层次上,具有充任最优社会方案者的管理流程关于可伸缩性和安全性十分有用。关于中心社会规划和散布式战略社会规划,人们在不同的布景下研讨了这一主题,但选用完全涣散和拜占庭式的方式进行战略社会规划并没有清晰的界说。