从经济学角度看区块链

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雷锋的《ai Financial Review》:本文作者是中国信息与通信研究所(工信部电信研究所)专家蒙骜博士，这是雷锋的一篇独家专访。雷锋(公开号:雷锋)和信通技术研究所联合推出。今后，蒙骜博士的原创区块链系列文章将继续出版，而雷锋。com和信通技术相关的平台将同时更新，所以请注意！

说到区块链，每个人都会提到著名的拜占庭通用问题，一个分布式系统。

拜占庭将军的问题可能告诉我们，N个拜占庭将军在不同的地方包围了一个敌人，忠诚的将军希望通过某种协议达成某种秩序协议(比如同意在某个时间一起进攻)，但是一些背叛的将军会通过发送错误的信息来阻止忠诚的将军达成秩序协议。如果同时进攻的将领人数少于M，不足以歼灭敌人，但很容易被敌人完全歼灭。可以做些什么来确保100多万名将军同时发动攻击？

拜占庭一般问题是分布式系统的经典模型。当分布式系统没有可靠的中心来协调所有节点时，如何保证大多数节点的数据是一致的？拜占庭通用模型描述了这个问题。区块链系统可以解决拜占庭的一般问题，所以我们说这个区块链系统满足拜占庭容错。

需要注意一件事:

在拜占庭一般问题模型中，将军分为“忠诚的”和“被背叛的”。事实上，这种分类是基于将军们是否遵守“共识协议”。在区块链系统中，当一个节点不符合一致协议并篡改了正确的数据时，它可以被视为“被背叛”的节点。

作为一个信息系统，从拜占庭一般问题(即分布式系统的数据一致性)的角度来分析就足够了。然而，正如我在本系列的第一篇文章中提到的，区块链不仅仅是一个信息工具，而且是一种深入商业领域的技术，在商业模式中起着决定性的作用。区块链技术不仅是一种信息技术，也是一种“经济技术”。因此，我们不能仅仅从信息技术的角度来分析区块链。

回到本章的主题，我们如何从经济学的角度看待区块链？这个话题太大了，而且我又不是经济学专业的，所以我只能试着简单地从经济学的角度来分析比特币区块链系统。

从经济角度来看，仅仅遵守共识协议并不能保证经济体系的稳定。事实上，“中本聪”在设计比特币系统时考虑了许多经济问题，因此，在比特币系统中采矿的矿工会获得奖励，矿工还可以获得转让费，以确保他们有足够的计算能力参与整个比特币系统的维护。

经济学最基本的假设是:矿工应该追求利益最大化。对于矿商来说，通过遵守整个比特币系统的技术协议，就有可能获得比特币。如果你不遵守，你将被直接排除在系统之外，并且没有利润。因此，从“拜占庭一般问题”的分类来看，比特币矿工是“忠诚的”，这可以使整个比特币系统趋于稳定。

然而，在遵守比特币系统技术协议的前提下，实际上有很多策略可供选择。这些策略并不违反技术协议，但它们对整个比特币系统的经济稳定性有影响。例如，矿工可以选择对其他矿工发起ddos攻击，并降低竞争对手的网络速度，以提高挖掘障碍物的概率。这种情况可以让矿商获得更高的利润，但一旦所有矿商都互相攻击，整个比特币网络将无法使用，交易也不会提交生效，这将导致整个比特币的价值下降。

还应该注意的是，矿工有时不仅是矿工，也是比特币交易员。在这种情况下，如果矿工发起“双花攻击”，矿工可能会得到很多好处。

例如，如果一个矿工爱丽丝需要向鲍勃传输1000个比特币，爱丽丝会广播一个交易，让爱丽丝将1000个比特币传输到鲍勃在比特币网络上的账户，该交易会被其他矿工接收并记录在他们的区块中。然而，爱丽丝自己在区块中记录了另一笔交易——爱丽丝将1000个比特币转移到爱丽丝_new账户，也就是说，爱丽丝人为地创建了一个分叉点，在这个分叉点，她进行了一次双重交易(一笔钱花了两次)。

在那之后，爱丽丝一直默默地开采，直到开采出六个区块，然后再次广播开采结果。如果爱丽丝能够掌握整个网络51%以上的计算能力，那么这个双花交易最终将被整个网络所认可，爱丽丝将其转移给爱丽丝_纽，而转移给鲍勃的交易将无效。此时，如果一枚比特币的价格是3000美元，鲍勃可能已经损失了300万美元。这是一个非常大的数字。这就是我们经常提到的比特币的“51%攻击”。

由于整个比特币系统是分散的，也就是说，我们不能记录矿工爱丽丝的信用，所以即使51%的攻击发生，爱丽丝也不会受到任何惩罚。相反，爱丽丝可以继续参与采矿并继续进行51%的攻击。当然，如果这种情况频繁发生，整个比特币系统将变得毫无价值。因此，当拥有超级计算能力的矿商发起51%的攻击时，他们还需要考虑是否会搞垮整个比特币系统。

事实上，不仅计算能力超过51%的矿工可以发动双花攻击，如果矿工已经掌握了45%的计算能力，他仍然可以发动双花攻击。在我们通常认为六个块可以确认交易成功的概念下，用45%的计算能力发起双花攻击的成功率是(0.45/(1-0.45))的6次方——30%(考虑到他，另一个叉只有55%的计算能力，所以它是0.45/(1-0.45)。也就是说，如果这次双花交易的配额是1000比特币，那么他的预期收入是300比特币。在这种情况下，从博弈论的角度来看，矿工发动双花攻击的可能性极高。

由于比特币区块链系统设计中挖掘难度的变化速度较慢，对于具有高计算能力的矿工来说，在准备大幅增加硬件以提高计算能力的同时，通过发起双花攻击，矿工有可能获得高额利润。当然，这种行为也会损害比特币的价值。

基于以上分析，我们可以得出结论，虽然比特币区块链系统在技术设计上已经非常成熟，但是一旦采用经济分析，我们仍然可以发现分散的比特币系统仍然存在很高的经济风险，这是来自于计算能力的集中。目前，在整个比特币网络中，几个大型矿池占据了很高比例的计算能力。在这种情况下，比特币系统的价值在很大程度上取决于这些矿池的道德水平。然而，所有上述分析都是基于这样的假设，即采矿者发起了一笔大规模的转移交易。目前，由于比特币价格非常高，大额交易很少见，所以上述风险的概率非常低。

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