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Blockchain
区块链论文阅读结构分析，包括：1.介绍；2.区块链共识；3.共识的产生和经济权衡；4.关键经济问题；5.总结。
编辑于2023-02-03 20:20:37 广东
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区块链经济学
1. 介绍
目标从经济的角度阐明区块链是什么（预期是什么） 以及为什么它们是（或将是）有用的
强调了围绕区块链的关键经济问题，指出了 之前的研究方向和实践中需要解决的挑战
1. 不重复该技术的现有和潜在应用 2. 不阐述计算机科学家已经广泛讨论的技术细节 3. 专注于技术创新和相关应用所带来的关键经济问题
2. 区块链共识
什么是区块链
DLT与DAG
分布式账本技术 DLT
有向无环图 DAG
DLT是一个链接列表 而DAG是一棵树
不同类型的区块链
公共区块链
大多数加密货币的基础
倾向于通过自由接纳用户和记录者来实现完全的去中心化
私有区块链
许可/联盟区块链
许多企业应用的依赖
对记录保持者和访问者有所限制
共识概念的经济功能
柠檬问题和欺诈行为得到缓解
去中心化
产生共识的方式
分布和存储的方式
在更广泛的意义上，区块链的目的是在为 各方提供一个可信的系统或环境来进行互动
权力分散的好处
防止单点故障的发生
原因
哈希点提供了不变性（时间戳）和抗篡改性
劣势
存储整个交易历史的重复副本是昂贵的
去中心化的共识协议也可能带来过度的能源消耗
SPOFs概念的广泛解释
技术性的SPOF
自然灾害
经济激励
如果关于如何处理数据的共识过程属于一组分散的代理，这种 违规行为可能会被大多数对数据隐私问题更敏感的代理所阻止
减少市场力量和促成 利益相关者的参与
去中介化
去中心化的系统可以让中介机构蓬勃发展，因为它们 也允许中介机构与终端客户进行更有效的搜索和匹配
市场完全竞争
区块链系统的开放性会模糊法律管辖区或自然地理的边界
为任何一方都留下了很小的空间，使其在 一段时间内拥有持久的市场力量或治理权力
实现点对点（P2P）交易
让用户成为企业或平台 未来繁荣的利益相关者
区块链能够以一种可信的方式向早期采 用者和用户分发数字化证券或加密代币
启用价值交换、资产可追溯性和信息交互性
互动的信任系统
价值或物品的交换
信息的交换
区块链为基于数字信息和算法 的新人系统提供了构建模块
许可/联盟区块链 私有区块链的创新
数据库的升级
专有数据库互动
产生有用的信息聚合、验证和交换
能够做到不牺牲数据隐私
增强离线资产/产品的可追溯性
允许我们通过防篡改的方式记录 资产/产品的来源和所有权路径
1. 区块链成为非盈利和社会项目的理想基础设施 2. 为许多迄今为止缺乏流动性的资产或项目创造了流动性
定义了区块链的一般概念。 并解释了其相对于传统系统的主要优势
3. 共识的产生和经济权衡
共识协议下的游戏
本质：分布式计算和多代理系统中代理的游戏规则
经济学家带来的
均衡（和潜在的多重性）
经济学家倾向于对代理人的效用函数等基元进行 假设，然后分析他们在均衡状态下的战略行为
激励相容性（比特币的采矿协议是其中一个实例）
机制设计
工作证明协议PoW
两大主要特点
除了获得新铸造的原生代币，许多PoW区块链 中的矿工也会收到用户附加的费用
密码谜题的难度动态调整
相关经济研究
遵循最长链规则是否是纳什均衡
将相关玩家的战略行动完全正规化
讨论成功的矿工如何隐藏他们的成功
自私挖矿策略的概括和最佳形式
均衡多重性一致
替代协议
拜占庭容错（BFT）协议
实践
实践者们正在积极探索实用BFT（pBFT）、混合BFT、委托BFT、混淆BFT、简化BFT以及结合了取证（PoS，我们即将介绍）、可验证随机函数和BFT的VBFT等协议
最近Facebook的Libra稳定币也利用了BFT的一个版本作为共识协议的一部分
理论
基于BFT协议的博弈理论模型也构成了一个重要的研究领域
权益证明 PoS
Saleh（2019a）提供了PoS的第一个正式经济模型，并建立了PoS产生共识的条件
下一个区块的创建者是通过随机选择和财富 （在本地代币）或年龄（即股权）的各种组合来选择
烧毁证明 PoB
Saleh（2019b）从理论上正式提出了这些观点
PoB恰好说明了PoW的异常价格波动性
PoB是加密货币供应方管理的一个例子
为了赢得记录新区块的权利，人们必须通过将代币 发送到无效的公共地址来 "烧毁 "代币
Cong, Li, and Wang (2019)则指出它完全内生化了 动态代币供应，并提供了协议设计的公司财务视角
区块链不可能变成三角形？
三难问题：共识、去中心化和可扩展性很难同时实现
去中心化
意义：一个系统的信息、治理、所有权等的显著程度的分布
影响
系统越是分散，达成全球共识的潜在失败就越大
无论是存储、查询还是记录等等，全球共识的分散存储必然导致重复
创新
代价：第一层协议对共识协议的创新往往是以分散化为代价的
解决方案
传统的BFTs的变体
比特币NG
通过BFT形成一个委员会来担保新区块
分片
需要原子跨片承诺协议
共识
难度：无法保证异步网络能够在单一结果上达成一致
方法一：牺牲效率和可扩展性
方法二：牺牲一些去中心化
更有前景，企业区块链将 成为区块链应用的主要趋势
DAG作为一种确保去中心化和可扩展性的替代架构，反而牺牲了共识
可扩展性
解决方案
增加块大小
减少块间隔
增加区块规模
降低公平性，因为大型矿商拥有优势
无法解决矿工战略性地部分填充区块的问题
根据应用，我们不需要同时实现所有三个目标。除了探索解决 不可能三角的挑战之外，另一条富有成效的道路可能是明确 确定特定应用程序的需求，并相应地设计协议和业务模型
技术的权衡有三个以上的角度
如透明度、即时性、采用程度等， 这构成了未来研究的丰富途径
尽管如此，我们认为，几乎所有的权衡都可以被解释为 去中心化、可扩展性和共识之间的紧张关系的表现形式
4. 关键经济问题
网络安全
常见的攻击方式
在拒绝服务（DoS）攻击及其衍生产品（如分布式DoS）中，恶意网络威胁阻止合法 用户访问信息系统、设备或其他网络资源，从而降低其他玩家（通常是矿池）的利润
自私采矿
除了直接攻击外，分散的矿工激励可能会导致其他形式的不稳定
矿工可能会使用最可用的交易费用 来扩展区块，而不是遵循最长的链
区块链环境中的网络安全可以被视为强有力的共识，而 且往往在更分散的结构和可扩展性之间存在紧张关系
经济学研究
采用博弈论方法对于理解代理的行为和给定共识协议的系统鲁棒性非常有帮助
过度集中
矿池
对于一个具有足够大的处理能力的系统来说，产生共识的 激励措施似乎会导致一个具有明显集中趋势的工业组织
在一个所谓的分权体制中，自然的经济力量趋向于集权
过度集中与区块链倡导者的去中心化意识形态相悖
经济学研究
Cong, He, and Li (2018)表明，风险分担构成了 反对去中心化的自然力量，并产生了采矿池
Ferreira、Li和Nikolowa（2019）表明，用于采矿的ASIC 可能导致ASIC生产市场的集中，进而影响到矿池的集中
Cong、He和Li（2018）证明，跨矿池的多样化和 矿池的产业组织自然会缓和采矿权的过度集中
能源消耗和可持续性
最受关注的区块链问题：基于PoW的区块链的能源问题
三难问题的表现
对于一个大规模的分散系统，产生共识可能会非常昂贵
能源问题也与可扩展性有关，但它们并不完全相同
经济学研究
Benetton、Compiani和Morse（2019）发现了经验证据， 即采矿业会排挤其他经济活动，并可能导致净福利损失
虽然目前比特币等的设计会造成巨大的社会福利损失， 但可以通过更有效的设计来改善
采用
在某种意义上，区块链的可扩展性由内生用户采用反映出来； 如果没有用户采用，大多数区块链应用程序无法长期生存
经济学研究
Athey、Parashkeov、Sarukkai和Xia（2016）是最早考虑用户 采用的研究之一，重点是学习代理决议对于使用比特币的作用
Cong、Li和Wang（2018b）考虑了网络外部性和 区块链平台的生产力，以分析代币定价和代币的作用
得出了一个基于基础的代币定价公式，并表明 区块链平台的采用主要取决于底层技术和交易需求
Hinzen、John和Saleh（2019）还表明， PoW区块链内生了有限的采用问题
网络规模的增加会延长共识过程，并延迟交易确认。用户只有在对延迟 极不敏感的情况下才会采用，从而限制了PoW支付区块链的广泛采用
许可/联盟区块链可以克服这个问题，因为没有困难的调整或记录管理员的自由进入
验证者仍然可能串通，这可以通过基于利益的投票规则来解决
多方计算和被许可的区块链
几十年来多方计算（MPC）得到了广泛的研究， 因为它能够在保持隐私的同时实现正确的计算
区块链可以潜在地充当可信的结算层，以约束恶意行为
区块链还允许以低成本引入一些委员会选择的随机化
可以启用MPC的许可/联盟区块链 被广泛用作分布式数据库系统
许多行业如审计和财务报告， 都可能从这项技术中受益
审计对保护客户信息隐私的 定制系统有其独特的需求
许多审计员独立开发许可 区块链作为数据库升级
凭借最新且不可更改的历史记录，审计师 可以轻松地验证区块链分类账上的交易
审计师无需向客户索取银行对账单或向第三方发送确认请求
审计效率大大提高
零知识证明
审计师自动化了对客户交易的信息验证， 并将其客户信息与其他审计师的共享降至最低
经济学研究
Cao、Cong和Yang（2018）使用联邦区块链为此类协作审计 提供了蓝图，该区块链不仅降低了记录在其专有数据库中的交易 的审计成本，还降低了跨审计机构交易的审计费用
优势
该联邦区块链系统中的信息提供者在技术上不共享 任何客户端交易信息，除非向信息请求者提供确认
其他审计员无法从请求或确认中推断出有关客户或交易的任何信息
审计员之间的这种合作不需要第三方进行监督或中介
一旦审计员通过这个联合区块链框架请求信息， 任何审计员或外部黑客都不可能故意修改或删除 信息，因为信息被分发给所有审计员
劣势
为客户建立了审计师竞争模型，允许内生审计质量和客户的错误陈述
区块链会导致区块链上交易记录的实时验证，迫使rms误报更多的区块链记录
智能合约
核心功能：根据世界状态的去中心化共识记录， 以很少的成本进行转移，甚至自动进行价值转移
潜力
减少合同摩擦和信任系统的成本
允许签约方更容易地达成共识，这对 代理问题或记录者的技术故障是稳健的
扩大了签约空间，使合同在实践中更加完整
链接列表结构和时间戳也允许智能合约承诺不重新谈判
局限性
它不能强制转移离线资产的所有权
必须与物联网和Oracles相结合
不是不完整合同的万能药
由于信息分配的影响，大规模的智能合约的共识可能会使去中心化变得困难
经济学研究
Gans（2019）和Bakos和Halaburda（2019）进一步描述了 智能合约如何帮助克服搁置问题和签约困难，或与物联网相结合
智能合约对动态道德风险的影响尚不清楚，与信息设计密切相关。 特别是，更多的透明度或更频繁的监测/披露信息不一定是可取的
Orlov，2018）。Tinn（2018）包含了对学习如何在道德风险下使 债务和股权的成本更高、限制更多的深入讨论，并将智能合约 与传统的动态道德风险联系起来
智能合约可以被设计为信息受限的保险或信贷，此外，它还是一种 促进信息和机制设计以克服理性羊群效应的工具（Cong和Xiao，2019）
Lyandres（2019）最近通过智能合约的价格承诺对集会竞争和价值的影响进行研究
信息汇总和分发
经济学研究
信息分配或披露可能导致合谋等不良结果（Bloomfield和O'Hara，1999）
Cong和He（2018）也是首批将此类讨论引入区块链的研究之一， 并指出在维持一个去中心化的系统方面存在相当大的信息挑战
Aune、O'Hara和Slama（2017）讨论了使用散列法来保证时间优先权， 而不透露详细的信息，并在以后披露信息，以防止前面的交易
Chod、Trichakis、Tsoukalas、Aspegren和Weber（2019）表明， 通过库存交易向贷款人传递一个企业的基本质量（例如其运营能力）的 信号比通过贷款请求传递信号更有效
Falk和Tsoukalas（2019）表明，代币加权通常 不鼓励真实的投票，并削弱了平台的信息聚合预测
方向
强大的去中心化共识使代理人能够就交付结果签订合同，并自动进行 或有的转移，因此消除了作为进入障碍的信息不对称，并鼓励更大的竞争
区块链和智能合约扩大了可能的动态均衡集， 导致社会福利和消费者剩余可能高于或低于传统世界
5. 总结
主要收获
数字技术重建了经济主体之间的动力和关系， 有可能将竞争转变为合作，整合分割的市场 并使消费者能够参与并从商业企业中获得更多利益
数字化的信息和功能信任构成了数字经济的标志
虽然在数字化方面已经取得了巨大的进展， 但在数字网络上建立信任一直是个挑战。 区块链提供了一个潜在的去中心化的解决方案
关于区块链经济学的一般主题
理解共识协议的博弈理论方法已被证明是成功的
Biais、Bisiere、Bouvard和Casamatta（2019b）指出了设置费用和设计吞吐能力等方面的方向。关键是指定偏好和行动空间，代理人理性地最大化他们的预期效用
Manshaei、Jadliwala、Maiti和Fooladgar（2018），他们研究了多个委员会并行运行以验证一组不相交的交易（一个碎片），其中既有拜占庭代理，也有理性代理人。
Amoussou-Guenou、Biais、Potop-Butucaru和Tucci-Piergiovanni（2019）在动态环境中分析了一个类似的问题，并表明理性代理人可以发挥关键作用，而不仅仅是免费搭车。
在解决区块链系统的各种瓶颈的尝试中，那些涉及本地共识、本地集中化或本地可扩展性以解决隐私问题、节省存储、增加吞吐量的尝试似乎很有希望
Elastico（NUS Singapodre）就是一个例子。 每个委员会使用BFT，然后将总结提交给最终委员会
除了旨在克服不可能三角的技术创新外， 突破可能来自共识协议的机制设计方法， 对具体应用有明确的目标
有些区块链应用可能不需要可扩展性，有些 不需要全球共识。协议的设计也会相应的不同
在去中心化或多中心化的系统中，激励和授权代理人 的正确设计会推动这个行业的发展
代理和激励问题仍然是区块链经济学的核心
对激励条款的讨论不应局限于共识协议层面，而是可以 扩展到平台/生态系统层面的用户采用、市场设计等方面
在这里，与传感器/物联网相结合的智能合约将被证明是有用的， 因为它们可以确保在满足或有条件的情况下及时和有保证的付款
在去中心化系统中的决策，用户被研究得比较少， 构建区块链基础设施的创业团队也是如此
用户和共识之间的互动更加普遍以及平台经济中的服务提供和需求， 可以为区块链应用带来新的经济见解使用加密代币可能被证明有助 于调整平台上的激励机制
信息交流和数据问题刚刚开始被探索
问题
在首次代币发行（ICO）或首次交易所发行（IEO）中，信息 不对称和环境将如何与错误报告、激励对准和欺诈活动相关？
政策制定者应该如何监管市场和强制信息披露？
如何利用物联网和oracle来输入离线环境的信息？
协议设计对信息聚合和分配会有什么影响？
展望：去中心化系统似乎为实现数据隐私和同时 有效利用专有数据库提供了一个解决方案
血液与血管
如果信息和资产是人体的血液，那么 信任/共识系统（集中式或分散式）就是血管
投入与功能
如果大数据和物理资源是社会生产的投入， 那么功能性的数字网络就是生产功能
注意：区块链本身并不是解决线下数据 真实性和原始数据质量问题的万能药
虽然媒体讨论的重点是加密货币作为货币的替代品，但了解 在平台或数字市场上使用代币的基本经济学同样重要；大量 的行业项目和学术研究都致力于更好地理解代币经济学，这 可能与区块链协议设计一样重要