13、区块链激励设计与分析：比特币视角

区块链激励设计与分析：比特币视角

1. 引言

2008 年，比特币横空出世，旨在打造一个无需中央机构的去中心化电子现金系统。如今，它已成为市值超万亿美元的最大加密货币。比特币的巨大成功得益于两项关键技术创新：中本聪共识（NC）协议和激励设计。

在区块链中，用户可创建和交换交易，新交易被打包成块进行处理。每个块通过加密哈希与前一个块相连，形成区块链。块中除交易和哈希引用外，还包含时间戳、随机数（nonce）等元数据。随机数通过解决计算难题（工作量证明，PoW）生成，寻找有效随机数的过程称为挖矿，参与者为矿工。矿工遵循最长链规则（LCR）达成共识，即总是扩展他们收到的最长链。简单来说，LCR 和 PoW 构成了中本聪共识。只要超过一半的计算能力由遵循协议的诚实矿工控制，NC 就能确保区块链安全运行。

然而，参与基于 NC 的区块链挖矿需要支付硬件、电力等费用，这使得矿工自愿支持协议变得不切实际。为解决这一困境，区块链系统依赖激励设计，矿工每将一个块添加到区块链中，就能获得块奖励（一定数量的自发行代币），还能获得块中所有交易的交易费用。这些奖励能覆盖挖矿成本，激励矿工投入更多计算能力。同时，区块链协议假设所有矿工都是理性的，NC 的安全性依赖于大多数计算能力由诚实矿工控制。为保证诚实的合理性，NC 需确保激励兼容性，即矿工偏离协议会遭受经济损失，否则系统安全将受到威胁。因此，区块链激励设计至关重要。

2. 比特币的激励设计与分析

在比特币白皮书中，建议无协调的矿工遵循协议，即遵守 NC 挖矿并立即发布块，这样所有矿工将按计算能力获得公平奖励，从而鼓励他们投入更多计算能力。但现实中，矿工加入矿池共享奖励以维持稳定收入，如今比特币前六大矿池控制了