21、通证经济、区块链生态系统与设计思维

通证经济、区块链生态系统与设计思维

1. 区块链应用开发要点

在开发与智能合约和区块链交互的网页或移动应用时,需包含与智能合约和区块链交互所需的所有功能。要明确用户在界面上能从区块链看到的内容,以及后台发生的操作,这有助于应用和智能合约的开发。设计区块链解决方案更像是一门艺术,需要深入理解问题陈述、用例和用户需求,同时要了解区块链的特性,以及如何在解决方案中利用这些特性来实现目标。

2. 通证设计与博弈论
2.1 加密货币博弈论

博弈论研究多个理性参与者之间的战略决策或互动。纳什均衡是博弈的解决方案,在这种均衡中,每个参与者针对其他参与者的策略都有最优策略,且改变策略不会使自身状况更好。博弈论由约翰·冯·诺伊曼和奥斯卡·摩根斯坦在1944年提出,它使社会科学能够运用数学模型模拟复杂的人类思维和行为,已广泛应用于各种技术和领域。

以比特币为代表的公共区块链是完全去中心化且内部无勾结的,其背后的逻辑源于博弈论。例如,将区块链的挖矿过程视为一个游戏,博弈论的应用在于设计使区块链挖矿系统正常运行的机制。

区块链由记录众多交易的区块链组成,挖矿过程从创世区块(链上的第一个区块)开始。矿工使用高计算能力寻找区块,并将带有交易记录的区块添加到链上以获得奖励(如比特币)。然而,如果矿工为了自身利益作弊,可能会破坏他们维护的系统。比如,矿工可能会包含无效交易、进行双重花费或给自己额外分配代币。

假设在第89个区块创建后出现一个恶意矿工,他创建一个分叉来模仿下一个区块90(如图中浅灰色所示),并包含他感兴趣的“虚假”交易。如果其他矿工也这样做,浅灰色链将使恶意矿工受益,并最终破坏系统。但在现实中,这种情况不会发生。区块链应用博弈论机制来保护系统,通过递归惩罚设计在区块链中自我执行纳什均衡。

由于浅灰色链中的第90个区块未遵循主区块链的规则创建,除非大多数矿工接受并随后添加区块,否则它将被视为无效区块。由于矿工数量众多,很难协调大多数矿工,因此第90个区块将保持无效,任何添加到这个无效区块的区块也将无效。所以,矿工没有动力在浅灰色链上添加区块,因为没有奖励且有计算成本,这种不当行为会受到惩罚。在这种逻辑下,其他矿工将忽略浅灰色链,留在主链上,主链的稳定状态就是一种纳什均衡状态。

不过,在工作量证明共识机制的区块链中,这种均衡可能会受到挑战。浅灰色链可能在某些情况下通过使用赛前策略取代主链。可以将挖矿过程视为一个序贯移动游戏,矿工可以使用智能合约进行一些战略性的赛前移动来改变规则。例如,Vitalik Buterin提出的一个例子是做出可信承诺。根据智能合约的特性,智能合约的保证是可信、可观察且不可逆转的。

假设恶意矿工为浅灰色链制定一个假设的智能合约,合约条款如下:
1. 任何矿工都可以向合约发送大量代币存款,并验证其哈希算力以加入游戏。
2. 如果合约参与者未达到全球矿工的60%,任何矿工都可以退出。
3. 当超过60%的矿工加入游戏时,智能合约将被触发,直到20个区块被添加到浅灰色链上,使所有浅灰色区块有效。
4. 智能合约触发后,由于浅灰色链受到控制,所有参与者将从浅灰色链获得奖励。

这个合约看起来很有吸引力,因为参与没有风险且可能有奖励。如果超过60%的矿工加入游戏,原来的主链将变得无效,代币的价值将下降,因为恶意矿工可以进行双重花费并改变代币总供应量。

但这种威胁在现实世界中很少发生,这得益于著名的博弈论机制:冷酷触发策略。冷酷触发是重复游戏中的一种策略,如果参与者有足够的耐心,它可以导致合作。如果浅灰色链取代主链,那么浅灰色链将被新的链取代,并继续进行无休止的硬分叉。如果矿工是理性的,并且能预见无休止的硬分叉,他们一开始就不会进行硬分叉,否则他们的代币最终可能变得一文不值。但如果矿工有多种代币可供操作,冷酷触发策略可能不起作用,他们可能会控制低价值的代币。权益证明机制就是基于这种逻辑,矿工在代币中有权益,因此有动力维护系统。

2.2 通证与智能合约的设计思维

在博弈论中,囚徒困境是一个著名的游戏。在囚徒困境中,均衡可能不是双方的最佳结果。例如,假设有两个参与者A和B,他们的策略和收益矩阵如下表所示:

B坦白 B不坦白
A坦白 (-2, -2) (0, -4)
A不坦白 (-4, 0) (-1, -1)

在这个例子中,均衡是(A坦白, B坦白),收益为(-2, -2),但最佳结果应该是(A不坦白, B不坦白),收益为(-1, -1)。在这种非合作游戏中,参与者只根据个人利益选择策略,所以最佳结果永远不会处于均衡状态。

在现实中,为了达到最佳结果,参与者可以在游戏前采取一些战略行动:威胁。这向对手传达了如果采取某种特定行动,威胁将在以后实现的信息。然而,在现实中使威胁或承诺可信是一个问题。通过通证和智能合约,这个问题可以很容易地解决。一个简单的方法是双方在游戏前用大量代币存款创建一个智能合约。如果任何一方坦白,智能合约将被触发,该方将承担巨大成本。这样,激励机制将改变,收益矩阵将变为如下表所示:

B坦白 B不坦白
A坦白 (-2, -2) (-存款, -4 + 存款)
A不坦白 (-4 + 存款, -存款) (-1, -1)

在这种设计下,可以实现最佳结果。总体而言,这里提到的简单思路是许多近期区块链项目的基础。结合通证和智能合约技术,并应用博弈论,可以使社会变得更美好。

2.3 通证化与企业发展

通证为用户提供了良好行为的激励。如果没有通证,区块链系统可能只是一个用于记录交易的纯数据库,仅依赖法律协议或合同。由于跨境情况下的立法执行具有挑战性,这种系统可能不如有通证设计的系统高效。在基于通证的环境中,用户更具自律性。

区块链系统分为基于通证和无通证两种类型。基于通证的区块链系统通常提供公共访问,任何一方都可以自由参与共识过程和交易活动,通证可用于激励用户维护系统并惩罚不当行为。无通证的区块链系统通常是私有的,特定方授予访问权限,所有方都需要获得许可才能加入。这种系统的设计旨在促进企业管理和业务流程记录,通证功能似乎不太显著,因此是否进一步开发通证功能是可选的。

随着越来越多的企业希望开发自己的区块链,选择合适的框架有几个要求。用户访问不能随意分配,身份识别似乎是必要的。此外,隐私、高交易量和交易量扩展也是企业发展中需要考虑的重要因素。对于上述两种区块链框架,企业通常采用私有或许可型区块链平台,通证功能可能不会被激活。但随着企业平台的发展,在系统中创建个性化通证也是可能的。企业区块链通过使用法律协议和合同来限制合法用户的行为,从而在平台用户之间建立信任。

在许可型区块链框架下,系统并非完全去中心化和透明。业务应用所有者决定所有属性,用户需要获得所有者的批准才能访问应用。如果所有者是单一组织,那么该框架是私有区块链;如果所有者是包括多个组织的联盟,他们将共同制定应用的所有内部管理规则和机制,这种框架称为联盟区块链。

目前,流行的企业联盟区块链平台包括基于区块链的服务网络(BSN)、Hyperledger Fabric、Hyperledger Iroha、Multichain、R3 Corda和Quorum。以下是这些平台的比较:
| 平台 | 开发者 | 治理 | 共识 | 加密货币 | 编程语言 | 目标行业 |
| — | — | — | — | — | — | — |
| Hyperledger Fabric | Linux基金会,且收到IBM、英特尔和SAP Ariba的贡献 | Hyperledger项目管理委员会由20名成员组成,由Robert Palatnick主持 | 支持可插拔共识协议,使平台能更有效地定制以适应特定用例和信任模型 | FabToken | 分布式应用用Java、Go、NodeJS/JavaScript等通用编程语言编写,不依赖任何原生加密货币 | 跨国公司(如IBM、华为、泰雷兹、埃森哲等) |
| Hyperledger Iroha | Hyperledger成员公司Soramitsu | Hyperledger项目管理委员会由20名成员组成,由Robert Palatnick主持 | YAC(另一种共识),基于对区块哈希的投票 | 无原生加密货币,内置区块链通证设计 | C++; Java | 移动支付和银行业 |
| Multichain | Coin Sciences Ltd. | Coin Sciences Ltd. | 采用“挖矿多样性”的轮询方案作为共识协议 | 无 | 本身用C++编写,有JSON - RPC接口,可与C#、Go、Java、Python等现代流行语言一起使用 | 旨在克服区块链技术在机构金融领域部署的关键障碍 |
| CORDA | R3 | 治理控制权由R3和参与交易的组织拥有 | 共识发生在参与方之间,而不是系统层面 | “本地化”通证 | 源代码用Kotlin编写,虽然与任何JVM语言兼容,但鼓励应用开发者用Kotlin编写代码以保持一致性 | 最初是为解决金融行业普遍存在的问题而设计的区块链解决方案,也吸引了医疗保健和供应链等行业的客户 |
| BSN | 主要六个创始人包括中国国家信息中心、银联、中国移动金融科技、北京红枣科技、中国移动通信集团设计院、中国移动通信集团政企客户分公司 | BSN发展协会对网络拥有最终治理权,未来BSN国际将由世界知名公司共同管理 | BSN提供一个统一的共识节点集群服务,由中国银联开发、构建、运营和维护,为所有城市节点内的每个区块链应用提供服务 | | 允许没有区块链开发经验的开发者使用熟悉的编程语言和操作环境访问BSN,DAML作为在BSN上创建去中心化应用的标准 | 无特定目标行业 |
| Quorum | JPMorgan Chase | JPMorgan Chase | 权威证明(Raft、IBFT和Clique)共识机制 | JPM硬币 | Java和Kotlin | 物流、医疗保健、身份、财产、支付、资本市场和交易后处理 |

从这些联盟区块链平台来看,BSN似乎比其他平台更具包容性。BSN的网络遵循互联网网络模式,全球任何拥有云服务或数据中心的实体,只要符合BSN标准和规范,都可以申请成为公共城市节点并免费访问。这使得BSN能够高速发展和扩展。BSN将通过使去中心化的公共链成为许可链,并将其代币与人民币兑换以支付链上交易费用,将公共链本地化到其网络中。BSN用户通过互联网或专线从最近的公共城市节点访问BSN。为确保交易安全,金融相关数据传输需要专线,所有公共城市节点都支持本地专线,成本低于跨区域专线。

每个平台都有不同的特点,使其适用于不同的场景。企业在选择合适的区块链平台时,关键是要根据行业重点和具体解决方案,使平台适应组织内部的运营或安全要求。在比较平台时,企业可能会考虑隐私、透明度、成本效益和适应性等关键特征。通证化也是一个重要的考虑因素,在公共系统中,原生通证为区块验证者遵守预定义规则提供了激励机制;在许可型分布式账本系统中,验证者和区块创建者有合同义务维护系统,虽然由于共识设计,通证设计可能看起来不必要,但结合通证和智能合约技术可以奖励诚实行为并惩罚不诚实或恶意行为,有助于规范企业系统中的业务活动。

下面是一个简单的mermaid流程图,展示区块链挖矿过程中的博弈情况:

graph LR
    A[开始挖矿] --> B{是否诚实挖矿}
    B -- 是 --> C[在主链添加区块获奖励]
    B -- 否 --> D[创建分叉链]
    D --> E{多数矿工接受?}
    E -- 否 --> F[分叉链无效,无奖励]
    E -- 是 --> G[分叉链有效,可能破坏系统]

综上所述,区块链的通证设计和博弈论的应用在保障系统安全、促进合作以及企业发展等方面都有着重要的作用。企业在选择区块链平台时,需要综合考虑多方面因素,以充分发挥区块链的优势。

通证经济、区块链生态系统与设计思维

4. 各平台特点总结及选择建议

为了更清晰地了解各企业联盟区块链平台的特点,下面对它们进行进一步总结:
| 平台 | 特点总结 |
| — | — |
| Hyperledger Fabric | 由Linux基金会主导,众多知名企业参与贡献。支持可插拔共识协议,灵活性高。适用于跨国公司,可使用多种通用编程语言开发分布式应用。 |
| Hyperledger Iroha | 由Hyperledger成员公司Soramitsu开发,采用YAC共识机制。主要应用于移动支付和银行业,使用C++和Java编程。 |
| Multichain | 由Coin Sciences Ltd.打造,采用轮询方案作为共识协议。旨在解决机构金融领域区块链部署障碍,可用多种现代流行语言开发。 |
| CORDA | R3开发的平台,治理由R3和参与组织掌控。共识在参与方层面,适用于金融行业及医疗、供应链等领域,鼓励用Kotlin编程。 |
| BSN | 由多方联合创立,具有高度包容性,网络遵循互联网模式。可将公共链本地化,支持无经验开发者使用熟悉语言开发,无特定目标行业。 |
| Quorum | JPMorgan Chase开发,采用权威证明共识机制。适用于物流、医疗等多个领域,使用Java和Kotlin编程。 |

企业在选择区块链平台时,可以参考以下步骤:
1. 明确业务需求 :确定企业的行业特点、业务流程以及对区块链的具体需求,如是否需要高隐私性、高交易量处理能力等。
2. 评估平台特性 :根据业务需求,对比各平台的共识机制、加密货币支持、编程语言、治理模式等特性,选择最匹配的平台。
3. 考虑成本效益 :分析平台的开发成本、运营成本以及潜在的收益,确保选择的平台在经济上可行。
4. 关注社区支持 :一个活跃的社区可以提供技术支持、分享经验和资源,有助于企业更好地使用和发展区块链项目。

5. 通证化在企业区块链中的应用案例

以下是一些通证化在企业区块链中应用的案例,展示了通证如何为企业带来价值:
- 供应链管理 :某大型零售企业在其供应链中引入区块链和通证化。供应商、物流商和零售商通过区块链记录商品的流转信息,每个环节完成后,相关方会获得一定数量的通证作为奖励。这些通证可以用于兑换折扣、优先服务或在企业生态系统内进行交易。通证激励了各方积极参与供应链管理,提高了信息透明度和运营效率,减少了欺诈和错误。
- 客户忠诚度计划 :一家航空公司推出基于区块链的客户忠诚度计划,将飞行里程转化为通证。客户可以使用通证兑换机票、酒店住宿、租车服务等。通证的可转移性和可交易性增加了客户的参与度和忠诚度,同时也为航空公司带来了额外的收入来源。
- 员工激励 :一家科技公司使用区块链通证来激励员工。员工完成项目任务、提出创新想法或达到绩效目标时,会获得相应的通证奖励。通证可以在公司内部市场上兑换实物奖品、培训课程或额外的休假时间。这种激励机制提高了员工的工作积极性和创造力,促进了公司的发展。

6. 未来趋势展望

随着区块链技术的不断发展,通证经济和企业区块链应用将呈现以下趋势:
- 通证标准化 :未来可能会出现更多的通证标准,使得不同区块链平台上的通证能够更方便地进行交互和流通。这将促进区块链生态系统的互联互通,推动跨行业、跨平台的合作。
- 与其他技术融合 :区块链将与人工智能、物联网、大数据等技术深度融合。例如,物联网设备产生的数据可以通过区块链进行安全存储和共享,人工智能算法可以对区块链上的数据进行分析和挖掘,为企业提供更有价值的决策支持。
- 监管加强 :随着区块链和通证经济的发展,监管机构将加强对该领域的监管。合规性将成为企业开发和应用区块链的重要考虑因素,同时也将为行业的健康发展提供保障。
- 行业应用拓展 :除了金融、供应链、医疗等领域,区块链和通证经济将在更多行业得到应用,如能源、教育、文化娱乐等。这些行业将通过区块链技术实现业务创新和转型升级。

下面是一个mermaid流程图,展示企业选择区块链平台的决策过程:

graph LR
    A[明确业务需求] --> B[评估平台特性]
    B --> C[考虑成本效益]
    C --> D[关注社区支持]
    D --> E[选择合适平台]

总之,通证经济和区块链技术为企业带来了新的机遇和挑战。通过合理设计通证、选择合适的区块链平台,并结合未来的发展趋势,企业可以充分发挥区块链的优势,实现业务的创新和发展。在这个过程中,企业需要不断学习和探索,以适应快速变化的技术和市场环境。

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