文档介绍：[CAS原创]区块链:技术驱动金融(二十)
[CAS原创]是结构金融研究推出的经典专栏,内容全部来自原创,将最新最精髓的知识带给大家,启迪思维。区块链,是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。这个概念在近年来走红的同时,却并不为广大金融从业者所熟悉。区块链到底是什么,它的运用会为金融业带来哪些质变?《区块链:技术驱动金融》一书就为大家详细解答了这个谜题。
书籍分享作为中国资产证券化研究院公众号的系列原创内容,今天为大家连载的是《区块链:技术驱动金融》原版第二章的内容,精彩知识敬请期待。
2. 4 奖励机制与工作量证明
在前面的章节里,我们简单了解了比特币的共识算法,以及为什么我们直觉上相信它是安全的。但我们回想在本章一开始谈到的,比特币的去中心化一部分是通过技术手段,另一部分是通过聪明的激励设计来实现的。截至目前,我们主要关注的还是技术手段。现在,我们来讨论比特币的这个激励设计。
之前我们试图大胆相信这样的假设,在我们随机选取节点时,至少有50%的可能会选中诚实节点,这或许是有问题的。如果对颠覆这个过程的参与者有金钱奖励,这个关于诚实的假设就格外成问题,这种情况下我们无法真的假设某个节点是诚实的。所以这个问题变成了:我们是否可以给予表现诚实的节点奖励?
我们再思考下一个确认以后的双重支付尝试(见图2. 3)。我们是否可以惩罚那个创建包含双重支付区块的节点?好吧,其实不行。就像我们前面说的,因为我们无法判断哪笔交易是道义上合法的。即使我们知道,我们也很难惩罚它们,因为节点没有身份。那我们反过来思考,我们是否可以奖励那些创造的区块最终被放入长期共识区块的节点?然而,同样因为这些节点并没有透露它们真实世界中的身份,我们不可能给他们的家庭地址寄去现金。要是有某种可以代替的数字货币……你大概猜到该怎么做的。我们可以用比特币来奖励创造这些区块的节点。
让我们暂停一下。之前,我们讨论的都是用抽象的算法来实现分布式共识,并不是针对某个具体的应用。我们现在要跳出模型,使用事实,我们建立这个分布式共识过程的应用实际上就是一种货币。明确地说,我们要以这种货币为单位奖励那些表现诚实的节点。
区块奖励
这是怎么做到的?比特币里有两种不同的奖励机制。其中一个就是区块奖励。根据比特币的规则,创建区块的节点可以在这个区块中加入一笔特别的交易。这笔交易就是一个造币的交易,类似于财奴币里面的造币,节点可以指定这笔交易的接收地址。当然,节点通常都会选择一个属于自己的地址。你可以把这视为对节点在共识链上进行创建区块服务的报酬。
在写本书时,区块奖励金额定在25个比特币。但每生成210000个区块,金额就会减半。根据区块生成的速度,我们可以看到,这个金额大概每4年减半一次。我们现在处在第二个4年。比特币存在的最初4年,区块奖励金额为50个比特币,现在是25个比特币。然后会不断减半。这将造成一些有意思的结果,我们不久会看到。
你可能会问为什么区块奖励能做到鼓励诚实行为。给予我们目前讨论的,从表面上看,这个节点无论提议一个正当有效的区块还是恶意伪造,都会受到奖励。但其实并非如此!想一想这个节点是如何收取奖励的?奖励只有当区块最终被纳入长期共识链才会实现。因为造币交易和其他每一笔交易一样,只有当它最终被纳入共识链,才会被其他节点接受。这就是比特币奖励制度的一个关键概念。这是一个十分微妙却十分强大的设计。这个设计激励节点想方设法让其他节点延展它们自己的区块。因此如果网络中大部分节点遵循去延展最长支链的规则,那这样的设计将激励所有节点去遵循这个规则。这就是比特币的第一个奖励机制。
我们前面提到每产生210000个区块(大约4年),区块奖励将被减半。在图2. 4中,曲线的斜率将持续减半。这是一个等比数列,你可能知道数列的总和是有上限的。最终一共是21000000个比特币。
注意,这是新比特币被允许创造出来的唯一途径,没有任何其他新增币的机制。所以这是为什么比特币最终的数量是2100万(至少目前的规则规定是这样)。按照现在奖励发放的速度,到了2140年比特币区块奖励就发完了。这是否意味着这个系统到了2140年就无法继续运行,并且因为不再有奖励诚实行为的激励而变得不安全呢?不是这样的。因为区块奖励只是比特币两种奖励机制之一。交易费比特币的第二个奖励机制称为交易费。任何交易的制造者都可以选择让交易输出值比输入值小。第一个创建区块把交易放进区块链的人可以取得这个差额,作为交易费。如果你是一个节点,正在创建一个包含200笔交易的区块,那么这200笔交易的交易费将会被付到你放在区块内的那个地址。这些交易费现在是完全自愿的,但是我们可以预见,随着区块奖励逐渐发