当前区块链网络经济存在的主要问题

2022-06-16
来源:数字资产研究CIDA

区块链是一种颠覆传统商业运行与社会治理模式的新的技术范式,区块链的安全性建立在多数决定少数的共识基础之上。区块链以去中心化为技术特征,通过多学科交叉混合与集成创新,解决传统中心化系统所固有的单点故障、不透明、易篡改、不可追溯、实名隐私泄露、信息孤岛以及资源不共享等问题,实现点到点之间可靠的价值转移与去中心化的合约自主处理。区块链以数字加密货币为基础,通过经济激励模型实现商业模式与社会治理模式创新;互联网、移动通信、云计算、大数据、人工智能与物联网等是一种单一的生产力要素促进技术,通过信息传播或生产效率推动经济与社会发展。

与之前出现的新技术不同,区块链主要通过改变生产关系从而促进生产力发展。生产关系是指人们在物质资料的生产过程中形成的社会关系,包括生产资料所有制的形式,人们在生产中的地位和相互关系,以及产品分配的形式等。其中,生产资料所有制的形式是最基本的,起决定作用的。生产关系本质上是一种信任关系,人们如果彼此不能信任,那就只能通过信任共同的第三方建立信任。第三方信任是一种信任委托或者权力转让,其政治学理论源于17世纪和18世纪霍布斯、洛克、孟德斯鸠和卢梭的社会契约论,社会契约论是对国家神权论的直接否定。根据第三方的可信任范围与程度,我们可以建立私有制、集体所有制与公有制等不同范围的所有制。如果不管认识还是不认识,人与人之间都能彼此信任,那就无需再通过第三方建立信任,这样的社会可以称为去信任社会。

正如国家政权的建立需要个人出让一部分权力,任何形式的信任建立都需要成本。去信任的社会需要建立一种共识规则,去信任社会的成本就是个体遵守共识规则的成本。区块链通过多数决定少数的共识机制建立一种去信任的协作网络系统,区块链网络的信任成本就是共识机制的运行成本。共识机制的运行成本包括网络节点遵守协议的算力、通信和存储成本。区块链网络系统的参与者按照共识机制运行,节点无须信任任何一方,也无须为任何一方所信任。区块链网络参与者既能彼此独立又能匿名互信,参与者具有对等身份(既是服务者又是被服务者,所谓产销者,prosumer),参与者对属于自己的资产具有绝对控制权,同时参与者也具有自由的网络出入权,可以“用脚投票”。因此,区块链网络从生产关系上可以认为是一种分布式资本主义。

于是,我们自然要问,建立在区块链网络基础之上的区块链经济的特点是什么?去中心化是区块链网络的本质特征,那到底什么是去中心化?从一个中心变成所谓多个中心之后算不算去中心化?比特币网络是不是去中心化的?进一步,所有靠专业矿机维持算力的公有链是不是去中心化的?基于权益证明机制(PoS)或代理权益证明机制(DPoS)的区块链网络是不是去中心化的?诸如IBM超级账本(Hyperledger Fabric)之类的联盟链是不是去中心化的?基于拜占庭容错协议(BFT)的分布式系统到底是不是去中心化的?

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2019年底全球财富金字塔(Global wealth report 2020,CREDIT SUISSE)


在传统资本主义经济中,一个国家最富有的1%的财富持有者通常拥有全部财富的25%-40%,而最富有的10%人口通常占有全部财富的55%-75%。如图所示,是2019年底全球财富的金字塔分布情况。全世界仅占成年人口1%的百万富翁占有全球财富净值的43.4%,相比之下,个人财富低于10000美元的人口占全球成年人口的54%,其合计财富却不到全球财富的2%。去中心化这个本质问题关系到公有链与联盟链的价值之争,关系到数字经济的公平正义与效率之争,关系到区块链经济与传统经济的模式转换之争。从区块链作为科技新范式革命的角度而言,去中心化关系到人类文明发展的方向与命运问题。我们希望以区块链共识经济为基础的数字经济不再重蹈传统资本主义经济贫富悬殊的覆辙。

为了回答这些问题,我们先来看一下数字货币世界中的财富分布情况。2021年2月3日,彭博社在“比特币13问”中公布研究人员Flipside Crypto的一个研究结果,根据数字货币分布式账本追踪的匿名账户中,不到2%的“巨鲸”控制着95%的可用代币总供应量。链上数据分析机构Glassnode最新报告认为,大约2%的网络实体控制了71.5%的比特币。虽然两方分析结果有些差异,但比特币分配不均已经远远超过传统财富的分配差距,比特币分配不公的现象已经非常极端化了。

在某种程度上说,比特币网络现在已经陷入悖论困境。一方面,比特币定位自己是金融制衡载体,但另一方面,比特币却是世界上分布最不均匀的资产之一,这是比特币最根本的讽刺之处。比特币本应是人人皆可参与、人人皆可交易的区块链经济。然而,全球比特币却掌握在少数人手中,这是一种极其不平等的经济趋势。

一般来说,比特币“巨鲸”是指持有逾1000枚以上比特币的实体,有些人把比特币“巨鲸”包括持有超过100枚以上比特币的个人或机构。bitinfocharts.com数据与比特币市场分析结果的一致性表明,比特币是一种深陷垄断的加密资产类别,5位比特币投资者掌握了全球40%以上的比特币,这是极其严重的问题。数据显示有2,419个实体(占总比特币账户的0.01%)持有1000枚比特币以上,他们掌控了43%以上的比特币资产。如果包括持有100枚以上比特币的实体,比特币持有的不平等现象将更加显著,0.05%的实体账户掌握了全球62%的比特币。全世界大部分比特币仅掌握在少数人手中,比特币的产出持续收紧,未来能挖出的比特币将会少之又少,现在比特币市场任凭“巨鲸”大户摆布。

上世纪掌控全球三分之一私银供给的亨特兄弟可以将白银的价格从6美元拉升到40美元,掌握大部分比特币的极少数人也可以在加密货币市场随意兴风作浪。加密资产持有的不平等现象不只发生在比特币市场,其它加密资产领域同样也存在非常严重的分配不均匀现象。   

数字加密货币的另一个问题是,作为工作量证明过程的密码哈希函数计算,以比特币所使用的Sha256为例,是一种按照指定顺序执行包括字旋转、模加法和一些布尔逻辑运算的计算过程,可以很容易通过GPU、FPGA特别是ASIC实现。基于处理器发展的Moore定律,Sha256的ASIC实现具有良好的可扩展性能和成本效益,加密数字货币网络因而出现以赢利为目的的专业ASIC矿机,并由专业矿机组成矿池,从而使得基于CPU和GPU的矿力可以忽略不计。数字加密货币网络矿力演化是一个军备竞赛过程,全网矿力分布将在很短时间内失去均匀性,并趋向越来越中心化的矿力垄断。

根据比特币图表网站(www.blockchain.com/charts)提供的数据分析,2014年3月,三家比特币矿池DISCUS FISH、AntPool和GHash.IO矿力合计超过比特币全网矿力60%。2015年2月,比特币矿池矿力分布前三家分别为DISCU FISH 25%,AntPool 17%,GHash.IO 10%,三家矿力合计占52%。2017年10月,比特币矿池矿力分布前四家分别是AntPool 17.4%,F2Pool 15.5%,BW.COM 11.3%,BitFury 8.1%,四家合计矿力52.3%。2021年5月,比特币矿池矿力分布前四家分别是AntPool 19.1%,Poolin14.1%,F2Pool 13.5%,Binance Pool 13.8%,四家合计矿力60.5%。

比特币网络矿池矿力的演化过程表明:
1)比特币网络已经被3到4家大矿池所控制;
2)矿池之间竞争激烈,头部矿池不进则退;
3)头部大矿池矿力分布渐趋平衡,势均力敌;
4)几家头部大矿池之间容易形成垄断联盟,构成了51%攻击的实际安全风险。

矿力军备竞赛要求全网矿力必须持续增长,全网矿力下降时容易发生安全问题。在比特币网络中,随着全网矿力递增以及区块奖励持续减半,如果比特币的市场价格不成比例提升,矿工的赢利能力将会逐渐减弱以至出现亏损。当挖矿收入不再能够支付维护网络的挖矿成本时,系统要么面临矿力下降带来的协议安全问题,要么通过提高交易费用使挖矿收入高于挖矿成本。免费交易或低交易费是数字货币的设计目标之一,提高交易费用将违背数字货币的设计理念。当越来越多的挖矿节点因亏损而撤退时,网络矿力将经历快速波动,从而未来可能发生灾难性的矿力下降事故。考虑到那些基于ASIC的专业矿机除了挖矿之外什么都不能做,这些挖矿设备在退出在线挖矿以后还能做些什么呢?他们会在线等待一个可能的51%攻击或双花攻击机会吗?

如果这种预测在不久的将来被证实,比特币系统将无法避免彻底崩溃。不幸的是,如果一种加密货币的矿力由ASIC矿机维持,其协议安全性就必须建立在不断提升的网络矿力基础上,它必将迅速导致矿力的极化分布。最后,整个P2P网络将退化成为一个事实上的中心化系统,这为发起51%攻击提供了实际的可能性。

51%攻击可以干哪些坏事呢?

第一,51%攻击可以通过区块链回滚修改历史区块记录,或者通过更改自己的历史支付产生双花攻击,或者通过删除别人的支付来达到自己的某种目的。
第二,51%攻击可以控制网络的支付记录权,或者通过禁止某些特别账号的支付来冻结其中的余额,或者通过某种具有优先次序的交易打包机制来为自己谋利。
第三,具有超过51%算力的矿池或矿池联盟,可以任意改变共识协议的参数甚至共识机制,通过产生区块链分叉达到自己的某些商业目的,如比特币与以太坊的分叉币就是通过硬分叉过程产生的。
第四,当区块链网络被“计算中心化”后,区块链网络的“中心矿池”容易成为DOS攻击的目标或其它黑客攻击的目标。

因此,作为一种安全的加密货币系统,应该选择具有抗ASIC增强能力的工作量证明机制。我们以比特币网络作为例子分析,是因为比特币网络具有最大的全网矿力和市场价值容量,其分析结果具有代表性,而且同样适用于其它数字加密货币网络。

为什么我们要讨论加密资产持有和加密货币网络节点矿力分布的不均匀现状呢?因为这正是加密货币网络的问题所在!加密货币网络在演化过程中已经越来越背离中本聪“一CPU一票”共识机制的去中心化设计理念,现在比特币网络已经成为去中心化理想的掘墓人,从技术与市场两个方向分别走向超级垄断。一方面,超级的矿池垄断从源头上控制了加密资产的分配,矿池矿力的军备竞赛过程将传统社会的财富投放到加密货币世界,实现了传统财富分布差距到加密资产分布的第一次映射。另一方面,通过加密资产交易市场进一步极化了加密资产的分布状态,传统财富对加密资产分配实现了第二次强映射。当传统财富完成对加密资产分配的两次映射之后,加密资产世界已经成为传统世界财富的傀儡或者镜像,然而,这并不是基于加密资产激励机制的区块链经济的共同愿景!

当前,数字经济正在引领新一轮经济周期,已经成为经济发展的新引擎。制定数字经济发展的战略规划与政策,建设公平高效的全球数字经济,是世界经济发展共同面临的新挑战。从去中心化指数来看,当前所有区块链网络与数字加密货币的去中心化程度都极低。首先,这使区块链网络的“51%分叉攻击”成为一个现实的安全问题。其次,去中心化程度极低的区块链,会造成数字资产持有的极化分布状态,直接导致数字资产金融市场的极度投机性,并进一步影响传统金融的稳定性。2018年5月16日,在第二届世界智能大会上,马云曾经说过这样一句话:“没有区块链是要死人的,但我们没有想过变成比特币赚钱。” 然而,比特币、莱特币、以太坊以及几乎所有当前市场上的区块链网络及其数字货币,都存在极高的技术安全风险和金融投机风险,不能代表未来区块链经济与数字货币发展的正确方向。这就是6.13全球加密货币市场与传统金融市场正相关互动的网络动力学和经济学机理。

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