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维塔利克·布特林:区块链协调的权衡

注:原作者为Ethereum联合创始人维塔利克布特林(Vitalik Buterin)。

特别感谢卡尔弗勒施和王京兰的反馈和评论

另请参见:

关于串通:

工程安全协调问题;

信任模型;

分权的意义

协调,即一大群行动者为了共同的利益而共同努力,是宇宙中最强大的力量之一。例如,如果我们共同努力防止全球气温上升,气温上升就会少得多。正是这一因素使得公司、国家和任何社会组织都有可能比少数人更大。

协调可以在许多方面得到改善:更快的信息传播、更好的监管(识别哪些行为被归类为欺诈)和更有效的惩罚、更强的组织、允许与降低的信任级别交互的智能合同等工具、治理技术(投票、股票、决策市场.)等等。事实上,在过去的十年里,作为一个物种,我们在所有这些方面都越来越好。

然而,协调中也有一个非常违反直觉的黑暗面。虽然“每个人都和每个人协调”比“每个人都为自己”好得多,但这并不意味着每个人朝着更多协调迈出的每一步都必然是有益的。如果协调性提高不均衡,结果很容易是有害的。

我们可以把它想象成一张地图,但事实上这张地图有数十亿个“维度”,而不是两个维度:

左下角“大家都是为了自己”是我们不想去的地方。右上角的“完美协调”是理想化的,不一定能实现。在中间地带,有很多合理、安全、高效的地方,可能是最好的落脚点,还有很多又深又暗的洞穴需要躲避。

现在,这些危险的局部协调形式是什么,什么时候有些人的协调导致了一个很深的黑洞?以下例子最能说明这一点:

一个国家的公民在战争中为国家利益英勇牺牲.二战时那个国家变成了德国或者日本;

说客贿赂了政客,以换取政客的偏好政策;

有些人在选举中卖选票;

市场上一个产品的所有卖家同时串通涨价;

大型区块链矿工串通发起51%的攻击;

在以上所有案例中,我们看到一群人团结互助,但这给协调圈之外的一些人造成了极大的损害,进而损害了整个世界的净利益。在第一种情况下,上述国家侵略的所有受害者都不在协调范围内,因此受到沉重打击。在第二和第三种情况下,受腐败的选民和政治家所做决定影响的人,在第四种情况下是客户,在第五种情况下是不参与的矿工和区块链用户。不是一个个体背叛了一个群体,而是一个群体背叛了一个更大的群体(通常是整个世界)。

这种局部协调通常被称为“共谋”,但需要注意的是,我们讨论的行为范围相当广泛。在正常语言中,“共谋”一词往往用来描述相对对称的关系,但在上述情况下,有许多不对称很强的例子。从这个意义上来说,即使是敲诈勒索(“投票支持我的偏好政策,否则我会公开披露你的事情”)也是一种串通形式。在本文的其余部分,我们通常会使用“共谋”来指代“不良协调”。

评价意图,而不是行为(!(

一个较温和的阴谋案件的一个重要特征是,人们不能仅仅通过观察行为本身来判断一个行为是否是不受欢迎的阴谋的一部分。原因在于,一个人所采取的行动是个人内在知识、目标和偏好的组合,是外界强加给他的激励。因此,人们相互勾结采取的行动往往与自愿采取的行动(或良性协调)重叠。

比如考虑卖家之间的串通(违反反垄断法的行为)。如果他们独立运作,三个卖家中的每一个都可以将一种产品的价格设定在5美元到10美元之间。范围上的差异反映了一些不可理解的因素,比如卖家的内部成本、愿意用不同的工资工作、供应链问题等。但如果卖家串通,可能会把价格定在8-13美元之间。再次,范围反映了内部成本和其他难以看到的因素的不同可能性。如果你看到有人以8.75美元的价格出售产品,他们做错了什么吗?如果不知道他们有没有和其他卖家协调,那就没法判断了!制定法律以超过8美元的价格销售产品是一个坏主意,而且当前价格必须非常高可能有合法的原因。然而,制定一部反共谋法并成功实施将带来理想的结果。如果价格一定要高到足以支付卖家成本,你就可以得到8.75美元的价格,但是如果推动价格上涨的因素自然低,你就不能得到这个价格。

这也适用于贿赂和选举贿赂案件:很可能有些人合法地投了橙色党的票,而另一些人投橙色党的票是因为他们得到了报酬。从那些决定投票机制规则的人的角度来看,他们事先并不知道橙党是好是坏。但他们知道的是,人们基于真实感受的投票是相当好的,但是当选民可以自由买卖自己的选票时,投票效果是非常差的。这是因为出售选票存在公地悲剧:每个选民从正确的投票中只获得一小部分利益,但如果他们以行贿者希望的方式投票,他们将获得所有的贿赂。因此,允许出售选票的投票很快就会成为富人的游戏。

理解博弈论

我们可以进一步缩小视角,从博弈论的角度来研究。在侧重于个人选择的博弈论中,即假设每个参与者做出独立决策,不允许代理群体为彼此的共同利益而工作的版本中,有数学证据表明,任何博弈至少都必须存在一个稳定的纳什均衡。事实上,机制设计者有很大的自由去“设计”游戏以达到特定的效果。但在允许联盟合作(即“共谋”)的博弈论版本中,我们称之为合作博弈论,我们可以证明有很多种没有任何稳定结果的博弈(称为“核心”),联盟无法从中获利。

多数人游戏是这群本来就不稳定的游戏的重要组成部分。大多数游戏被官方称为代理游戏,超过一半的人的任何子集都可以获得固定的奖励并在他们之间分配。这种设定与公司治理、政治和人类生活中的许多其他情况非常相似。也就是说,如果有固定的资源池和一些现有的资源分配机制,51%的参与者必然会合谋夺取对资源的控制权,无论当前的分配是什么,总会有一些合谋,对参与者有利可图。但是这个剧情会受到潜在的新剧情的攻击,可能包括前共谋者和受害者的结合……等等。

这个事实,也就是合作博弈理论下大多数博弈的不稳定性,被认为是一个被高度低估的简化的一般数学模型,解释了为什么政治上很可能没有“历史的终结”,没有一个系统被证明是完全令人满意的。比如我个人认为比更著名的箭头定理更有用。

再次注意,这里的核心二分法不是“个人与群体”。对于机构设计师来说,“个人vs团体”是很好对付的,挑战是“团体vs更广泛的团体”。

作为反共谋的权力下放

按照这种思路,我们有了另一个更聪明、更具可操作性的结论:如果我们想建立一个稳定的机制,那么我们知道,这样做的一个重要部分就是想办法让合谋,尤其是大规模的合谋,更难发生和维持。在投票的情况下,我们有一个无记名投票——机制,以确保投票者不能向第三方证明他们是如何投票的,即使他们想证明这一点(MACI是一个试图使用密码学将无记名投票原则扩展到网络环境的项目)。这就破坏了选民和行贿者之间的信任,大大限制了可能出现的不受欢迎的勾结。在反垄断等案件中,我们往往依靠举报者,甚至给予奖励,从而明确鼓励有害串通的参与者叛变。就更广泛的公共基础设施而言,我们有一个非常重要的概念:权力下放。

一种天真的观点是,权力下放是有价值的,因为它可以降低技术失败的单点风险。在传统的“企业”分布式系统中,这通常是正确的,但在许多其他情况下,我们知道这不足以解释正在发生的事情。从这个角度来看,区块链很有启发性。一个大的矿池公开展示了他们如何在内部分配节点和网络依赖,这并不能平息社区成员对采矿集中化的恐惧。图为当时掌握比特币90%计算能力的一些人参加了同一个会议的圆桌会议,着实吓了人一跳:

那为什么这张图很吓人?从“去中心化就是容错”的角度来说,大矿商之间谈一谈不会有坏处。但是,如果我们把“去中心化”看成是有害勾结的障碍,那么这个画面就会变得相当可怕,因为它说明这些障碍并没有我们想象的那么强大。其实这些矿工很容易进行技术协调,可能都在同一个微信群里,这其实意味着比特币“比一个集中的公司好不了多少”。

那么共谋的剩余障碍是什么呢?一些主要问题包括:

道德屏障,布鲁斯施奈尔在他的书《说谎者和局外人》中提醒我们,很多“安全系统”也起着道德作用,提醒潜在的行为不端者,他们即将做出严重的违法行为,如果他们想成为好人,就不应该这样做。分权可以说是有助于实现这一功能。

如果内部谈判失败,个别公司可能开始要求让步,以换取参与共谋的机会,这可能导致谈判完全停滞(参见经济学中的“拒绝让步”)。

反协调和系统去中心化的事实使得不参与共谋的参与者很容易做出分叉,驱逐共谋者并从那里继续系统,用户加入分叉的障碍非常低。

叛逃风险,对于五家公司来说,联合起来做一件被广泛认为是坏事的事情,要比为了一个没有争议的或良性的目的联合起来困难得多。这五家公司都不是很熟,存在一个风险就是其中一家拒绝参与并及时报告,参与者很难判断风险。另外,公司的个别员工也可以举报。

综合来看,这些障碍确实巨大,33,354往往足以阻止潜在的攻击,即使这五家公司完全有能力快速协调做正当的事情。例如,区块链埃瑟伦的矿工完全有能力协调提高瓦斯上限,但这并不意味着他们可以轻易串通攻击区块链。

区块链的经验表明,将协议设计为一个分散的系统通常是一件非常有价值的事情,尽管事先众所周知,大多数活动将由少数公司主导。这个想法不仅限于区块链,它也可以应用于其他环境(例如,反垄断应用见此处)。

分叉是反协调的

但是我们不能总是有效地防止有害的共谋。为了应对有害的合谋,最好是让系统对他们更加鲁棒,即使合谋成本更高,也让系统更容易恢复。

我们可以用两个核心的操作原则来实现这个目标:(1)支持反协调,(2)分担风险。反协调背后的想法是这样的:我们知道不能设计一个对合谋具有被动鲁棒性的系统,这很大程度上是由于组织合谋的方式很多,没有被动的机制可以检测到,但我们能做的是主动应对合谋,进行反击。

在像区块链这样的数字系统中(也可以应用于更主流的系统,如域名系统),反协调的一个主要和关键的形式是分叉。

如果一个系统被一个有害的联盟接管,持不同政见者可以聚集在一起,创建一个系统的替代版本,它(大部分)具有相同的规则,除了它消除了攻击联盟控制系统的权力。在开源软件环境下,分叉是很容易的。创造一个成功的叉的主要挑战通常是收集合法性(这是博弈论中“常识”的一种形式),让所有不认同主联盟方向的人都能跟随你。

这不仅是理论上的,而且已经在现实中成功实现。最著名的例子是Steem社区对敌意收购企图的抵制,这导致了一个名为Hive的新区块链,其中最初的对手没有权力。

市场和风险分担

另一个反对共谋的策略是风险分担的想法。在这种情况下,它基本上是指任何使个人贡献者对其贡献负责的机制。如果一个群体做了一个错误的决定,赞同这个决定的人会比那些试图反对它的人遭受更多的痛苦。这避免了投票制度固有的“公地悲剧”。

分歧是反协调的有力形式,正是因为它引入了风险分担机制。在Hive中,Steem的社区叉放弃了敌意收购的企图,在叉中删除了那些投给它的硬币,也就是说,参与攻击的关键人物遭受了损失。

结构协调

所有这些使我们对构建社会系统的人的行为有了一个有趣的看法。构建有效社会系统的目标之一很大程度上决定了协调结构:哪些群体和配置可以聚集在一起实现其群体目标,哪些群体不能?

不同的协调结构和不同的结果

有时候,更好的协调是一件好事:人们可以一起工作,一起解决他们的问题。但在其他时候,更多的协调是危险的:一些参与者可以协调剥夺其他人的权利。在其他时候,出于另一个原因,需要更多的协调:使更广泛的社区能够“反击”,以防止对系统的共谋。

在所有三种情况下,可以使用不同的机制来实现这些目标。当然,直接阻止沟通是非常困难的,完善协调也是非常困难的。但是两者之间有很多选择,可以有很强的影响力。

以下是一些可能的协调结构技术:

隐私保护技术和规范;

难以证明你行为的技术手段(无记名投票、MACI等类似技术);

故意下放权力,把某些机制的控制权分配给一大群知道自己协调不好的人;

物理空间的分散化将不同的功能(或同一功能的不同份额)分割成不同的位置(例如,见萨莫布尔贾的城市分散化与政治分散化的联系);

将不同的功能(或同一功能的不同份额)分发给不同类型的参与者(例如,区块链的“核心开发者”、“矿工”、“货币持有者”、“应用开发者”和“用户”);

谢林点允许大量的人围绕单一道路快速协调;

用一个共同的预言(或者把控制权分配给说不同语言的多个选区);

使用按人投票,而不是按(货币/股份)投票,大大增加了合谋影响决策的人数;

鼓励和依靠叛逃者提醒公众即将到来的勾结;

这些策略并不完美,但它们可以在不同的环境中使用,并达到不同的成功水平。另外,这些技术可以也应该与机制设计相结合,让有害的合谋尽可能的减少利润,增加风险。在这方面,风险分担是一个非常强大的工具。哪种组合最有效最终取决于您的具体用例。

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