1.3 激励机制

进行正确的激励,是实现去中心分布式系统的必要前提。由于互联网的用户量极其庞大,互联网上的经济学,也必将与现实社会的经济学相同。“天下没有免费的午餐”,如果不能给予参与去中心分布式系统中的节点以正确的激励,那么就不会有节点愿意加入到这个系统中来,最终,整个系统也就不复存在了。

在去中心分布式系统中引入激励,是区块链第一个应用“比特币”提出的最重要的技术改进,也是一次开创性的社会实验。从今天比特币的发展情况来看,这个社会实验的结果是相当成功的,证明了去中心分布式系统中可以通过设立正确的激励机制,长期地运行下去。

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比特币的价值曲线


正确理解激励机制的设计并不简单,我认为这是理解区块链思想的关键。过去我曾在迅雷做过不少去中心或半中心分布式系统的工作,但都难以成功,是因为我总想用纯技术的手段来解决所有问题,或是没有想明白该怎么做才能设计一个良好的激励机制。我在 12 年、14 年、16 年分三次研究比特币的激励机制,每次都有不同的体会。经过了长时间的学习与实践相结合,我现在才觉得算是对区块链的激励机制有了一个比较全面的认识。

区块链中的激励问题可以分解为两个子问题,一个是“激励谁”,另一个是“用什么激励”。区块链中最为重要的共识算法,就是用来解决这两个核心问题的。

1.3.1 激励谁?

区块链系统需要通过共识算法解决激励谁的问题。

首先,我们要激励那些长期稳定地为系统正常工作的节点。对于分布式系统来说,一旦节点出现问题,就需要消耗额外的资源对其进行检查、修复,甚至是将其负责的工作迁移到别的节点。不稳定的成本是非常大的(这有点像公司裁员时的补偿,所以公司在招人的时候会非常慎重,优先选择那些能长期稳定工作的人;过往跳槽过多的人,容易被 HR 扣上不太稳定的帽子,在入职前会进行更深入的风险分析)。

然后,非常重要的一点,我们在激励的分配上应该遵循“多劳多得”的原则,让为系统做出更多贡献的节点能有机会得到更多的激励。

区块链的激励机制要求所有的参与者能在一个时间点上就上述两个问题达成最终的一致(共识)。这个最终的一致是什么?以现实生活为例,我们看看普通公司是怎么发奖金的:年底,公司决定分别给小刚、小红派发 10000 元和 5000 元奖金。怎样才能让全体员工对这个决定都没意见呢?公司会先公告奖金的发放制度,再公示他们的销售业绩和相关票据,允许员工对业绩的真实性进行检查。而在区块链系统中,节点会把自己做过的关键工作广播给其它所有的节点,要求它们长期记录下来并以此为依据验证所有节点获得的激励。这种全体记录并监督的机制的存在,也让区块链拥有了工作记录不可篡改的特性。

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分布式记账让区块链拥有了工作记录不可篡改的特性

区块链不可篡改的特性也可以从数据产权的角度来解释:系统上有一些数据是共有产权的,这些数据如果要修改需要经过多数产权所有者的同意。比如电子现金账户里的余额,虽然账户属于某个特定的人,但这个余额的数据产权是属于整个电子支付系统。对其进行修改必须经过区块链上大多数节点的同意才能进行。我认为,区块链系统不应该要求所有的数据都保存其全部修改记录来保障不可篡改性,这会给区块链带来极大的长期存储负担。只要在系统上设计有效的规则,或编写有效的智能合约,保证数据在其产权拥有者授权的情况下能被修改即可。

1.3.2 激励的价值共识

要实现激励,需要解决的另一个核心问题是“价值共识”问题。

简单地说,就是“我支付什么给一个节点,它才会愿意为我工作?”有人会说,这个问题不难啊,给钱不就行了?这只能算是说对了一半,原因是运行在 Internet 之上的去中心分布式系统,和 TCP/IP 协议的设计理念一样,是以全球协作、节点平等为原则设计的。我们使用钱(法币)为发放激励的计价单位,这里其实做了一个假设:激励发放的货币是所有节点持有者都愿意接受的。

但从国际贸易的角度来看,现在并不是所有的“钱”都有这个地位,能在全球广泛使用的法币目前只有美元(也有些国家的法律不允许普通人直接持有美元),但选择美元作为激励手段后,美元的发行机构美联储实际上有一定的能力对这个去中心分布式系统进行某种程度的控制。比特币的发明者中本聪认为这与其去中心化目标是有一定程度的违背。随后,他对这个问题进行了深入的思考,决定创造一种新的数字货币:比特币。

为什么中本聪要发明比特币?从价值共识的角度进行分析可以参考国际贸易的发展历史,黄金作为跨越国家、民族成为全人类价值共识,实际上是国际贸易开展的基础。黄金能成为价值共识,是因为其具有广泛的稀少、不易损坏变质、易于切分、美观等特点,但以当时的技术水平,除了用来做装饰品其实并不是一种生活必须品(没有什么实际用途)。所以中本聪认为去中心分布式系统的激励单位应该是一种数字黄金(比特币本来的名字是比特黄金,但因为中本聪没有申请到相关的域名而作罢)。比特币的设计中,有很多和黄金类似的特质:稀有(总量固定为 2100 万枚);不能凭空制造,需要消耗计算资源“挖矿”挖出来;挖矿难度对所有人都一样。这意味着每一枚比特币背后都代表着数千小时的 CPU 消耗。如此精心的设计,目的就是让比特币能成为一种价值共识被更多的人认可。提供一个全新的数字价值共识,是比特币为行业贡献的最重要的价值之一。(后面的章节我们会更详细地介绍比特币的工作原理)

国际贸易逐步繁荣以后,每次交易都使用黄金来结算就变得没那么方便了。黄金作为实物还是比较重的,而且交易的时候还要鉴定和称量,交易速度也就变慢了,通常只会用于大额交易。美元很长一段时间里可以看作是“代金券”(纸制黄金),发行美元的机构——美联储承诺 35 美元兑换一盎司黄金(美联储每发行 35 美元,都会在其金库中存放一盎司的黄金)。任何人都可以用 35 美元在其金库中换出一盎司黄金。只要国际贸易的交易双方都认可美联储的承诺,就能使用容易鉴定和计算的纸制美元来进行交易,交易达成背后的价值共识也还是延续了黄金的价值共识。这种设计继承了国际贸易对黄金价值共识的广泛认可。再往后,国际贸易的流通规模已经远远超过了黄金的探明储备,美联储不可能储备足够的黄金来支持所有美元的兑换,交易双方不再认可美联储的承诺(挤兑风险),这推动了美元背后的价值共识逐步与黄金脱钩。今天,美元是一种主权法币,美国垄断国际石油交易并要求交易过程使用美元,通过这种方法让大家继续储备美元。现在国际贸易的交易双方使用美元既有历史的惯性,也有对美国国际实力认可的共识,基于国家信用的价值共识诞生了。

我国流通的人民币通过立法的手段保障了其在国内交易中的法定地位。我认为,这种价值共识的转变,有其历史必然性:在信息高度透明的今天,交易双方可以充分地了解世界上最有实力国家的信用,并作为其价值共识的基础。

在区块链上支持法币,也是不少人的探索方向。目前,在区块链中广泛使用的数字法币是美国 Tether 公司发行的 USDT,早期为了方便交易所开展币币交易而设立。泰达公司号称在自己的储备金银行账户中每存入 1 美元,才会发行一枚 USDT。任何持有 USDT 的用户,都可以按流程在泰达公司兑换美元。这种模式和过去银庄发行银票的形式非常类似。泰达公司通过自己以及合作交易所的信用,为其发行的 USDT 进行了价值共识背书。不过泰达公司一直无法提供详细、可审计的财务报告,很多人都质疑泰达公司并没有准备足够的储备金,USDT 存在兑付风险。业界一直期待一个更有信用的机构在区块链上发行数字法币。

1.3.3 激励的支付方式

落实激励还必须考虑支付方式问题,激励要能以线上支付的方式完成,还不能有太高的手续费和法务成本,否则为了支付 5 毛钱却要掏 1 块钱的手续费是非常不划算的。这意味着要实现有激励去中心分布式系统,就必须为其选择一套在线电子支付系统。今天常见的支付宝、微信支付都是使用简单且广泛普及的在线电子支付系统,它们能集成到区块链里去么?

我认为能满足区块链需要的在线电子支付系统,宏观上应该满足下列需求:

a. 稳定可靠,可以被区块链长期依赖。区块链作为一个去中心分布式系统,只要还有用户和节点,理论上就能一直存在下去,其生命周期是非常长的,那么在选择在线电子支付系统时,能否长期依靠就非常重要。

b.不会影响区块链的去中心化特性。比如不会干扰区块链的节点开户/销户、节点之间互相转账。区块链的交易双方大部分时候是一个个的计算设备,这意味着该系统允许给物品开户。也许在线电子支付系统本身也是有一定去中心化特性的。

c.全球化。区块链的节点遍布在互联网的每一个角落,其电子支付系统也必须能面向全球提供服务。

按上面的需求,稍作思考我们就能得到支付宝、微信支付、网银都不适用的答案。应该说,大部分传统的在线电子支付系统,都无法满足上述 3 个需求。

比特币的发明者中本聪认识到实现一个满足上述需求的线上电子支付系统是一件极具价值的事情。比特币被设计成一个运行在有激励去中心分布式系统上的线上电子支付系统,通过自举的方法解决了自身的激励支付方式问题,也为未来的有激励去中心分布式系统提供了一套直接可用的、可靠的、用于发放激励的线上电子支付系统。

1.3.4 数字法币

既然区块链会是未来互联网重要的基础技术,那么其依赖的价值共识体系和线上电子支付系统同样也会成为未来互联网的基础设施。人们已经意识到互联网基础标准的巨大影响力,更何况它还有机会成为未来虚拟世界的通用货币和金融的基础设施。于是各国政府和巨头都开足马力,跑步进入这个新领域。

2019 年 6 月 18 日,Facebook 牵手传统巨头发布世界数字货币 Libra 白皮书,目前正处于上线前的听证阶段。10 月 28 日,中国国际经济交流中心副理事长黄奇帆在首届外滩金融峰会上表示,中国央行将要推出的数字货币 DCEP 是基于区块链技术做出的全新加密电子货币体系,将采用双层运营体系,中国人民银行可能是全球第一个推出数字货币的央行。12 月 18 日,欧洲中央银行(ECB)发布的一项研究报告《探索央行数字匿名性》表明,欧洲央行正在研究能够保护用户隐私的中央银行数字货币 CBDC。新的“货币战争”一触即发。通过分析已公开的资料,我们可以对这些数字法币进行一些技术对比:

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中国人民银行发行的 DCEP 的技术架构我觉得是最有意思的,是唯一采用“双层”架构设计的数字法币。虽然 DCEP 并没有公布完整的白皮书,但从目前透露的信息来看,这样的双层结构设计体现了中国人民银行的研究团队对数字法币和区块链核心理念的深刻理解。

央行发行数字货币,只需要解决最值得解决的价值共识就可以了,毕竟任何公司的信用都不能与国家相提并论。而不设计电子支付系统,一是体现了决策者对技术发展的敬畏,认为现在不管选择什么技术未来都可能是落后的;其二,从另一个角度看,这也意味着 DCEP 被设计成能在任何电子支付系统中流通,而不仅限于在区块链系统中使用,避免了在一个去中心化的公链中,去依赖一个偏中心化的电子支付系统的逻辑矛盾。而且按这个双层设计,我们甚至可以在比特币、以太坊的网络中使用 DCEP,这对 DCEP 拓展海外市场有很大的潜在帮助。

虽然 DCEP 的法偿性仅限于中国,但在海外推广 DCEP 的时候完全可以参考现实世界美元的国际化过程,通过智能合约实现 DCEP 与比特币或以太坊的可靠兑换(这需要为海外发行的 DCEP 储备比特币或以太坊)来保障其价值。我相信,DCEP 未来会成为区块链行业首选的用于激励的价值共识。

第一章小结

读到这里辛苦了~ 本文按区块链是“有激励去中心分布式系统”的定义,对区块链是实现数据确权的互联网基础生产关系技术进行了较为深入的讨论。下一章我们会继续按本文的逻辑,对比特币的实现进行解读。

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