Libra如何践行区块链+市场设计新思路 POS创建全球合约的新捷径?

上周,Christian Catalini、Ravi Jagadeesan和 Scott Duke Kominers发表了一篇非常重要的论文(或技术上延伸的摘要)。它涉及到区块链社区今天面临的选择的核心。它很短(6页),而且比大多数技术或经济学论文更容易阅读。

论文作者隶属于Facebook旗下的Calibra公司,Calibra是Facebook推出的数字钱包,其目标是提供金融服务,让人们能够进入Libra社交网络并参与其中。而Calibra资助了这项论文研究。

不出所料,这些结论与Libra的设计是一致的。这份文件和Libra的公告是在同一天发布的,这绝非偶然。也就是说,它虽然不是Libra的文件,也并不局限于Libra,但Libra却是这一分析的首次践行者。

 

原文标题:“Market Design for a Blockchain-Based Financial System”(基于区块链的金融系统的市场设计)

摘要

我们提出了基于区块链的金融系统的长期均衡理论。我们的理论阐明了市场设计的关键特征,从长远来看,POW和POS是长期可行的。在POW下,算力浪费是用于保障系统的安全,用户的效用均衡是由分叉的威胁决定的。而在POS下,用户的效用均衡状态高于分叉威胁,因为托管方可以使用关系合约进行激励,以便达到更高的服务质量。POS下的关系合约仅依赖于本地机构——但是将它们与密码学结合起来可以创建一个正式的平台全球合约。

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传统的金融体系通过正式的和相关的契约来维持信任,该信任由法院等执法机构支持。由此产生的规模经济推动了一种自然的集中趋势。在集中提高效率的同时,也导致更高的交易费用、进入壁垒和潜在的次优水平创新。除此之外,通过将金融基础设施及其治理的控制权分配给被信任的中介机构还会降低金融体系对破产的弹性和第三方的干涉。

在过去的十年中,通过密码学,区块链技术已经成为一种协调经济的方式,不需要给受信任的中间体分配太多的控制—通过使用密码学创建一个可以充当真正公共实用程序的事务层。

然而,尽管密码学和技术限制了区块链系统理论上的最大性能,但实际实现的效率、安全性和分散化的水平,关键取决于生态系统的市场设计。

(注:从市场设计的角度来对区块链面临的问题提供新的解决思路。而改论文的研究模型是基于POW和POS。)

由比特币开创的区块链市场设计主要依赖于POW,从而可以保护网络免受试图重写交易共享分类账的企图。在POW中,参与者对事务流和历史的影响与他们的计算能力相关联,从而确保操作和保护系统的代理(称为矿工)不能通过“sybil攻击”获得不成比例的影响。

矿工们为想要挖矿必须投资购买矿机,而这些投资增加了安全性,因为矿池要建立足够的计算能力来颠覆网络是很困难的。但是,挖矿所需要的算力是很浪费的。为了消除对它的需求,POS市场应运而生。在这种设计中,参与者的影响力与他们在系统中所持的代币或其他股份相关联,即他们有能力提供POS证明。

尽管区块链技术的迅速发展和对该主题的经济分析越来越多,但迄今为止,关于区块链市场设计在规模上可能最为成功的研究还很有限。作为这一方向的进一步研究,我们发展了一个基于区块链的金融系统的长期均衡理论。我们的理论阐明了市场设计的关键特征,即从长远来看,POW和POS方法是分开的。

在我们的模型中,有处理和验证事务的节点,以及持有用户资产的托管方。节点和保管人之间的关系契约(以及节点的浪费计算)可以保护系统,从而降低灾难性故障的风险。然而,节点市场的集中增加了失败的风险(例如,通过降低对节点的目标攻击成本)。除了保护系统之外,节点还决定事务执行的速度(通过例如“块大小”)和服务用户体验的总体质量。如果交易的吞吐量或服务质量过低,或者节点市场过于集中,那么托管方可以尝试将系统分叉。如果分叉尝试成功,则现有节点在特定计算基础设施上的投资将被清除,节点市场将暂时分散。

在POW下,节点对事务的影响是该节点相对计算能力的函数。此外,节点和托管方之间的关系契约是不可执行的,因为不可能有选择地从系统中排除行为不端的(或拜占庭式的)节点。因此,对节点操作的唯一约束是通过管理员和/或用户围绕分叉进行协调的能力。

在长期均衡中,分叉的威胁确保了用户的基本效用水平。特别是系统在平衡状态下可能承受的灾难性故障风险存在一个上限。这一界限意味着,节点市场的基准分散水平将保持下去。也就是说,由于节点可以通过降低服务质量来节省成本,分叉的威胁将在均衡中绑定,从而使用户的效用正好等于基线水平。此外,如果在一个分叉上进行协调在规模上是困难的,那么基线水平的效用将是低水平的,从而使POW下的用户效用处于低均衡状态。

在POS中,节点对事务的影响是节点直接或通过委托控制的相对利害关系的函数。由于托管人可以自由地更改将其所持股份委托给哪个节点,因此托管人与节点之间的关系契约可以在均衡中发挥作用。在关系契约完美的极端情况下,浪费的计算没有边际效益。与此相反,在关系契约较弱的情况下,一定程度的计算浪费可以提高系统的安全性。

因此,相对于POW而言,POS中效率的提高在多大程度上可能取决于整体环境的质量,也因管辖范围的不同而有所不同。而关系契约只需要约束托管方委托给其POS的节点的行为。所以,支持授权的强有力的地方机构足以维持一个有POS的全球系统。因此,密码学通过利用本地机构为正式的全球合同提供平台,对它们进行了补充。

除了提供相对于POW的潜在效率收益之外,POS还会促进奖励和市场结构的改进。具体地说,委托方选择委托的能力允许用户约束节点行为的可观察维度,而不需要在分叉上进行协调,而关系契约则允许用户约束不可观察维度。特别是在POS下的均衡中,分叉的威胁可能不是节点行为的绑定约束,这意味着用户可以获得基线水平以上的效用。因此,用户在均衡状态下的效用由技术和保护网络的成本决定,而不是用分叉威胁。在保管者/用户之间可能难以协调的情况下,这个特点在规模上特别重要。同样,POS下的均衡是由效率和安全之间的权衡决定的,而不是由POW中的基线分散水平决定的。

关系契约的使用还可以促进围绕治理决策的更快协调。然而,与此同时,在POS下使用关系契约可能使系统更容易受到第三方的干扰。事实上,节点在构建POW中是可替换的,而节点的身份和网外声誉在POS中可以起到维持均衡的作用。因此,在使用关系契约来提高效率和激励措施与系统易受干扰的程度之间存在设计上的权衡。此外,关系合约的存在使保管人在生态系统中发挥更突出的作用。如果对保管人的信任成为一个重要问题,那么托管市场可能会变得集中。这种集中本身可能是不可取的,它可能会成为导致第三方干扰的另一个载体。

总的来说,我们的分析表明,POW设计和POS设计可能都是合适的。当处于弱关系契约或对外部干扰严重担忧的情况下,POW的证明可能更可取。相反,当一些区域有足够可靠的地方机构使授权可行时,POS可以导致效率的提高和治理的改进。如果成功,POS将使用密码学来利用这些当地机构,为正式的全球合同创造一个平台——为当地机构较弱的地区提供溢出效益。

原文链接:https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3396834

Kevin Werbach是沃顿商学院的教授,也是技术政策专家,对于这份与Libra市场设计理念相契合的论文,Kevin Werbach提出了自己的评论。

以下为Kevin Werbach对该论文的质疑与评析:

Kevin Werbach:对于分散化金融机构的价值,这里有一个比通常的“集中化不好”要好得多的解释。但是我对突出的部分感到困惑……

合同和法院如何实现规模经济?是的,它们是集中的,但这不是因为执行传统上需要一个公认的权威来源吗?

Kevin Werbach:含蓄但重要且容易忽略:即使是公共事业(或公用事业)也有市场设计。

Kevin Werbach:矿商与交易所/钱包之间的合约是如何签订的?后者依赖前者获得安全,但这是隐含在市场结构中的,而不是任何明确的关系。

Kevin Werbach:托管器不分叉,节点分叉。UASF(紧急共识)在比特币规模大战中的努力是一个例外,证明了这一规律。

Kevin Werbach:不是唯一的限制。一个恶意的PoW节点不会被削减或排除,但它会浪费掉投入51%攻击或其他攻击失败的资金。

Kevin Werbach:仍然难以理解这种说法。区块链的“效用”仅仅是灾难性故障概率的函数吗?换句话说,所产生的利益和财富对效用来说是无关紧要的。

Kevin Werbach:好的,现在我明白了合同的要点。这并不是说PoW下的托管-采矿合约是不可执行的;只是从来没有人尝试过这样的合同,因为它们无法强制执行。

现在我试图理解关系合约在POS中是如何工作的。首先,PoS系统一定要涉及这种流动性民主吗?在这种民主下,令牌持有者可以将权力委托给stakers?我认为在很多体系中,你必须真正地参与投票。

其次,为什么PoS代表团在合同上是可强制执行的?托管方是否能够自由地更改他们可以要求一个合法强制执行的合同以换取委托(节点将要求哪个合同同时约束委托方)?

如果我理解正确的话,这篇论文提出了一个论点,为什么PoS创造的激励与一个正在出现的法律/制度上可执行的制度相兼容,而关系合约并不一定存在。

Kevin Werbach:这段话是对的。可能比特币的最大化主义者会说,这就放弃了整个游戏;如果区块链的有效性以任何方式取决于政府或其他受信任的机构,它就不是区块链。本文含蓄地否定了这一观点(我也是)。

本文的这一部分对于识别区块链系统中代码与法律的相互作用是非常有帮助的。这是对我的书(以及其他人的书)中观点的一种更为形式化的解释,即这两者必然是相互关联的。

我们可以选择构建区块链,比如比特币,尽可能完全独立于核心的法律权威。但是在安全性方面也有很大的权衡,而不仅仅是在可伸缩性或其他方面。(法律对使用区块链的人仍然很重要。)

承认法律/制度环境并不意味着区块链“只是一个集中的数据库”。“它使可伸缩性和治理变得容易得多。但它创造了自己的一套权衡。

Kevin Werbach:如果我理解正确的话,这是一个巨大的洞见。PoS系统可以引导本地可执行的合同成为一个全球安全的系统。任何法律合同都不可能真正具有全球性,因为执行是由领土主权国家执行的。

当然,国际和跨国法是存在的。但它是建立在激励和互惠的基础上的,而不是建立在领土法的直接执法权之上。

尽管局部失败,但全球一致性的模式并不新鲜。它在计算机科学的分布式系统设计中是固有的,在这种设计中,一个坏的链接或机器不会破坏全局状态。区块链是一种特殊的分布式系统。

不同之处在于,我们讨论的是全球合约,而不仅仅是全球状态。这将产生巨大的影响。

以太坊对智能合约的“世界计算机”愿景还意味着可以在全球强制执行的合同,但这只是在应用层。本文讨论的是核心的区块链协商层,它需要实现更高级别的功能。

不过,我并不完全理解这种说法。在没有强大的地方机构的情况下,一些委派者的强大地方机构如何为其他委派者执行合同?为什么这个体系体现的是最强大的环节,而不是最薄弱的环节?

难道那些司法管辖区的机构薄弱,就像PoW用户免费搭乘矿商为确保网络安全所做的工作(支付隐性通胀税)?那么,只要有足够多的活动建立在强大的地方机构的基础上,这个体系就是全球安全的?

Kevin Werbach:适当地承认这里的权衡。天底下没有免费的午餐。这一切都回到逃避法律和既定制度是区块链的一个工具目标,还是最终目标。

我相信,除了可能缺乏临界质量的小范围用例外,uber alles的分散化注定会失败。但分权是一个我们不能忽视的重要目标。

Kevin Werbach:交易所似乎在比特币生态系统中扮演着非常重要的角色,不是吗?平心而论,最近币安黑客攻击事件的余波表明,交易所对POW矿工的权力有限。

Kevin Werbach:我刚才所说的,以及许多其他人所说的。重申一下这一点:对审查制度的抵制可能需要POW,但一般来说,最低限度的可行权力下放比审查制度的抵制更为重要。

作者:Kevin Werbach、Christian Catalini、Ravi Jagadeesan、 Scott Duke Kominers


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