激勵層

激勵層

激勵層是將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,包括經濟激勵的發行機制和分配機制等,主要在公有鏈當中出現。在公有鏈中必須激勵遵守規則參與記賬的節點,並且懲罰不遵守規則的節點,才能讓整個系統朝著良性循環的方向發展。而在私有鏈當中,則不一定需要進行激勵,因為參與記賬的節點往往是在鏈外完成了博弈,通過強制力或自願來要求參與記賬。

概述

區塊鏈共識過程通過匯聚大規模共識節點的算力資源來實現共享區塊鏈賬本的數據驗證和記賬工作,因而其本質上是一種共識節點間的任務眾包過程。去中心化系統中的共識節點本身是自利的,最大化自身收益是其參與數據驗證和記賬的根本目標。因此,必須設計激勵相容的合理眾包機制,使得共識節點最大化自身收益的個體理性行為與保障去中心化區塊鏈系統的安全和有效性的整體目標相吻合。區塊鏈系統通過設計適度的經濟激勵機制並與共識過程相集成,從而匯聚大規模的節點參與並形成了對區塊鏈歷史的穩定共識。激勵層目的是提供一定的激勵措施鼓勵節點參與區塊鏈的安全驗證工作。區塊鏈的安全性依賴於眾多節點的參與。例如比特幣區塊鏈的安全性是基於眾多節點參與工作量證明帶來的巨大的計算量,使得攻擊者無法提供更高的計算量。節點的驗證過程通常需要耗費的計算資源和電能。為了鼓勵節點參與,區塊鏈通常會採用電子貨幣的形式獎勵參與人員,比特幣、萊特幣、以太幣都是這種機制的產物。以比特幣為例, 比特幣PoW 共識中的經濟激勵由新發行比特幣獎勵和交易流通過程中的手續費兩部分組成,獎勵給PoW共識過程中成功搜尋到該區塊的隨機數並記錄該區塊的節點。 因此,只有當各節點通過合作共同構建共享和可信的區塊鏈歷史記錄、 並維護比特幣系統的有效性,其獲得的比特幣獎勵和交易手續費才會有價值。比特幣已經形成成熟的挖礦生態圈 , 大量配備專業礦機設備的礦工積極參與基於挖礦的PoW 共識過程,其根本目的就是通過獲取比特幣獎勵並轉換為相應法幣來實現盈利 。

機制

發行機制:比特幣系統中每個區塊發行比特幣的數量是隨著時間階梯性遞減的。 創世區塊起的每個區塊將發行50個比特幣獎勵給該區塊的記賬者,此後每隔約4年(21萬個區塊 ) 每區塊發行比特幣的數量降低一半,依此類推,一直到比特幣的數量穩定在上限 2100 萬為止。比特幣交易過程中會產生手續費,默認手續費是萬分之一個比特幣,這部分費用也會記入區塊並獎勵給記賬者。這兩部分費用將會封裝在每個區塊的第一個交易(稱為Coinbase交易)中。雖然每個區塊的總手續費相對於新發行比特幣來說規模很小(通常不會超過1個比特幣),但隨著未來比特幣發行數量的逐步減少甚至停止發行,手續費將逐漸成為驅動節點共識和記賬的主要動力。同時,手續費還可以防止大量微額交易對比特幣網路發起的 “粉塵” 攻擊,起到保障安全的作用。

分配機制:比特幣系統中,大量的小算力節點通常會選擇加入礦池,通過相互合作匯集算力來提高“挖 ”到新區塊的機率,並共享該區塊的比特幣和手續費獎勵 。據 Bitcoinmining。com 統計,已經存在 13 種不同的分配機制。主流礦池通常採用 PPLNS (Pay per last N shares) 、 PPS (Payper share) 和 PROP (PROPortionately) 等機制。礦池將各節點貢獻的算力按比例劃分成不同的股份(Share),其中 PPLNS 機制是指發現區塊後,各合作節點根據其在最後 N 個股份內貢獻的實際股份比例來分配區塊中的比特幣;PPS 則直接根據股份比例為各節點估算和支付一個固定的理論收益,採用此方式的礦池將會適度收取手續費來彌補其為各節點承擔的收益不確定性風險;PROP 機制則根據節點貢獻的股份按比例地分配比特幣。 礦池的出現是對比特幣和區塊鏈去中心化趨勢的潛在威脅,如何設計合理的分配機制引導各節點合理地合作、避免出現因算力過度集中而導致的安全性問題是亟待解決的研究問題。

區塊鏈技術

區塊鏈技術起源於 2008 年由化名為“中本聰 ”(Satoshi nakamoto) 的學者在密碼學郵件組發表的奠基性論文 《比特幣:一種點對點電子現金系統》,尚未形成行業公認的區塊鏈定義。狹義來講 ,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以鏈條的方式組合成特定數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的去中心化共享總賬 (Decentralized shared ledger), 能夠安全存儲簡單的、有先後關係的、能在系統內驗證的數據。 廣義的區塊鏈技術則是利用加密鏈式區塊結構來驗證與存儲數據、利用分散式節點共識算法來生成和更新數據、利用自動化腳本代碼 ( 智慧型契約 ) 來編程和運算元據的一種全新的去中心化基礎架構與分散式計算範式。區塊鏈具有去中心化、時序數據、集體維護、可程式和安全可信等特點。 首先是去中心化:區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基於分散式系統結構,採用純數學方法而不是中心機構來建立分散式節點間的信任關係,從而形成去中心化的可信任的分散式系統;其次是時序數據:區塊鏈採用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據,從而為數據增加了時間維度,具有可驗證性和可追溯性;第三是集體維護 : 區塊鏈系統採用特定的經濟激勵機制來保證分散式系統中所節點均可參與數據區塊的驗證過程 ( 如比特幣的“挖礦”過程 ),並通過共識算法來選擇特定的節點將新區塊添加到區塊鏈;第四是可程式:區塊鏈技術可提供靈活的腳本代碼系統, 支持用戶創建高級的智慧型契約、貨幣或其他去中心化套用。

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