ING:Staking經濟學：避免網絡權力集中化，“反向激勵”如何發揮作用？

作者：?stakefish

來源：?stakefish

編者注：原標題為《避免網絡權力集中化，“反向激勵”如何發揮作用？》

各個區塊鏈網絡面臨的權力集中問題，一直是研究者和持幣人廣泛討論的話題。其實，這在區塊鏈設計者、開發者的眼中也是重要議題，希望在設計上盡可能讓權力分散，貼合去中心化網絡的初衷。

在PoS網絡上，這種集中化的討論體現在節點擁有網絡權力不平衡的問題，像Cosmos網絡上“基尼系數”所體現的那樣。不同設計上的嘗試正在進行，這次，我們看到了“懲罰機制”的設計入手的提議。

一個關于“再分配”的問題

集中化的問題主要關于兩個方面：代幣如何分配、再分配。前者是“代幣經濟學”——作出什么樣的貢獻可以獲得怎樣的初始網絡權力；后者是“staking經濟學”——獲得的權力如何產生新的收益，以及根據怎樣的規則進行獎懲。

具體到staking經濟學，我們已經對于質押獲取獎勵的概念逐漸清新，這一正向激勵讓參與staking的人獲得網絡“增發”的收益，久而久之，網絡的投票權或進行共識的權力就從不參與者的手中轉移到參與者手中。原因很簡單，未參與者手中的代幣數量不變，但因為沒有獲得隨區塊產生的獎勵，代幣占比逐漸減少了。

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不容忽視的“反向激勵”

而“反向激勵”，即罰沒，一直以來的主要作用是維護網絡安全。如果“作惡”或者行為不當，質押的一部分代幣就將被網絡沒收。有了反向激勵，驗證節點更加恪盡職守，保持在線、避免雙簽。

在CosmosHub主網創世文件中，我們可以在這段參數中看到目前罰沒的三個方面：

可用性差造成的暫時封禁；

可用性差被懲罰的比例，0.01%；

雙重簽名被懲罰的比例，5%；

在Polkadot/Kusama網絡上對于罰沒程度的設計與Cosmos相似，都將雙重簽名視為嚴重的不當行為，我們此前分享的

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文章有過相關介紹。

今年6月份，Cosmos上發生了第一次雙簽導致的罰沒，造成節點和委托人共損失6萬美元等額代幣。雖然在Tezos網絡上，罰沒僅僅對于驗證節點，而一長串關于網絡懲罰的記錄，也讓人們意識到設置、選擇一個可靠節點的必要性。

遭受像雙簽這樣的懲罰，對于節點名譽都是巨大的打擊，雖然大部分的“雙簽”都并蓄意而為，多因技術上的誤操作。而無論如何，懲罰措施大多與網絡安全有關，直到“按比例罰沒”概念提出，引起人們關于罰沒對緩解網絡集中化作用的思考。

“按比例罰沒”拓寬反向激勵作用

Cosmos核心開發者SunnyAggarwal日前發布了一篇改進罰沒的ADR草案，提出按比例罰沒，討論讓罰沒這種形式不僅作用于網絡安全，更試圖影響參與者的博弈策略，進而讓節點趨向于更小更分散。方案中指出，目前Cosmos網絡上集中化趨勢對網絡不利：會提高審查風險，有可能造成活躍度的下降和分叉攻擊等情況，是一種負外部性。

ETH2.0質押平臺StakeHound因私鑰丟失損失了約7500萬美元:ETH2.0質押平臺StakeHound私鑰丟失，其客戶資金損失了約7500萬美元的以太坊。StakeHound已對其加密資產托管人Fireblocks在特拉維夫法院提起訴訟。Fireblocks的首席執行官邁克爾·紹洛夫(MichaelShaulov)辯解稱：“由于其ETH2.0質押基礎設施效率低下，問題由StakeHound本身導致。它提供了一個完全不同的私鑰，不是系統的一部分，他們必須通過指令才能使用私鑰。我們試圖幫助他們，但他們決定提起訴訟。”（btcmanager）[2021/6/23 0:01:14]

而由于“女巫攻擊“的存在，在設計避免集中化的嘗試中，總會遇到一些阻隔。也就是說，同一個節點運營者可以利用協議的規則，創造出不同的身份，來抵消掉區塊鏈冗余存儲所帶來的去中心化參與的實際效果。比如，把一個大節點，拆分成許多小節點。

在草案中，SunnyAggarwal說：

我們建議，實施“按比例罰沒”提議，來對抗女巫攻擊。也就是，在這個網絡體系中，不再按照單一的百分比，對各個節點實施同等程度的懲罰，而是按照一個驗證節點所擁有網絡權力的不同，實施不同的罰沒比例。

零知識證明研發機構StarkWare啟動基于STARK的可驗證延遲函數服務:零知識證明研發機構StarkWare在以太坊主網上啟動了基于STARK的可驗證延遲函數（VDF）服務VeeDo。VDF是一種可通過計算提供延遲和時間滯后的函數。StarkWare打算用VeeDo解決的第一個應用是以太坊上的無需信任的、不可支配的隨機性概念驗證（PoC）。目前，該PoC已在主網激活。另外，StarkWare還在研究時間鎖（TimeLock）以及下一代PoW機制。

注：2018年7月份，StarkWare獲得了以太坊基金會提供的400萬美元資助，將研發對STARK友好的哈希函數和技術，并為生態系統提供開源代碼。STARK將允許區塊鏈在兼備隱私和后量子安全的情況下進行大規模擴展（例如分片）。（Medium）[2020/6/24]

Sunny用層層遞進的

公式，展現逐步的思考過程：

slash_amount=power

//poweristhefaultingvalidator'svotingpower.

slash_amount=(power_1+power_2+...+power_n)

區塊鏈企業PayStand獲得600萬美元A輪融資:區塊鏈支付即服務平臺PayStand在BlueRun Ventures領投的A輪融資中籌集了600萬美元。其他投資者包括ervin Ventures，Serra Ventures和TiE。[2017/11/17]

//wherepower_iisthevotingpoweroftheithvalidatorfaultingintheperiod

slash_amount=(sqrt(power_1)+sqrt(power_2)+...+sqrt(power_n))^2

slash_amount=k*(sqrt(power_1)+sqrt(power_2)+...+sqrt(power_n))^2

//wherekisanon-chainparameterforthisspecificslashtype

概括起來，其實要說的較為直觀——

假設一個節點有10%的網絡權力，那么我們逐漸加入條件，最終形成所確定的罰沒公式：

罰沒數量根據網絡投票權力決定，罰沒設置為10%；

如果拆分成小節點怎么辦？按照相關性，把一段時間內同時出錯節點的投票權加在一起，確定網絡罰沒比例。以兩拆分成兩個為例，罰沒比例為5%+5%=10%，同樣不會少罰。

為了進一步抑制拆分節點，讓拆分行為的罰沒程度比實際擁有的網絡權力比例更高，那么在的基礎上，計算各個小節點網絡權力平方根之和的平方。這么算，兩個5%網絡權力的節點的罰沒比例將從10%驟升到20%。

為不同的犯錯種類確定不同的K值，再用K去乘以的結果，來區分不同錯誤的不同懲罰程度。

比起0.01%和5%這兩個懲罰標準，新的提議顯得更加“有機”。

促進多樣化staking

如果按照這個新的罰沒機制，那么網絡權力越高的運營者，將有可能遭受更大比例的懲罰。也正如SunnyAggarwal所說：

“一定時間內出錯節點的投票權力占比、一段時間同時出錯的節點數量

兩個因素就可以共同影響罰沒標準“。

一方面，這樣會讓委托人更愿意選擇小型驗證節點，另一方面，大型節點拆分的風險實際更大了，除非能找到更安全的策略。Sunny認為，因為

“相關性”成了重要標準，專業參與者們將在“

去相關性”上進行研究，比如“

避免使用同樣的數據中心，流行的云托管平臺或者Staking-as-a-Service的服務商。這會促進一個更具彈性和去中心化特點的網絡。”

有待細化的方案

不可否認，罰沒制度的設計確實有助改善“基尼系數”，讓技術上的“去中心化”更進一步，促進更加安全和穩定的區塊鏈網絡。

一部分社區成員表示贊同并提出問題和建議，比如：確定相關性的標準是否過寬？防止“女巫攻擊”是不錯的想法，但是否過于嚴厲，是否應該設置另一個參數？有人重申設置懲罰比例上下邊界的重要性，提倡設置合理的上限避免懲罰過于極端，又由于這種制度可能讓小型節點的作惡成本變得更低，有必要認真考慮最小罰沒值。

擔憂的聲音在于，雖然覺得是個好主意，但是認為代幣委托人目前根本意識不到這是個風險，而只關注利潤。還有觀點認為，預期效果是建立在假定驗證節點們是十分理性的基礎上的，但實際上表現的并不都是這樣，希望方案可以先改變一部分理性驗證節點的策略，同時，各種工具也應該提示這種罰沒比例的區別。

有觀點認為這對于集中化只是“安慰劑“。原因在于一些大節點的零手續費十分具有吸引力，以至于讓人們只在乎選擇自由而方便的方案而不顧未來如何。

也有人認為這不會真正對改善集中化有所幫助，因為這可能會讓大型節點加強基礎設施安全方面的投入，而小型節點則在這方面存在更多資本上的制約。長此以往可能讓委托人認為小型節點的風險更高。

關于集中化的更多思考

人們對于網絡集中化的看法來自于多方面，并希望能通過制度設計，真正讓網絡權力去中心化。

今年5月份，驗證節點Chainflow宣布了一個名為DecentralizedStakingDefenders的組織，意在改變網絡上可能出現的寡頭趨勢，共同維護一個“更加平衡、公平、可加入“的生態。而似乎事關分配與再分配的探討，更多的不是一個技術問題，而是社會話題。

而社會、治理話題則是比技術更難的問題，正如Vitalik曾經表述的那樣。比如，我們可以從多種手段上做到“平等”，但如何實現“公平”則有可能因人而已。

好在，開發者們在設計上的探索從未停止，我們不僅看到許多節點和社區的共同參與，也看到像SunnyAggarwal這樣來自當前Cosmos第一大節點Sikka的核心開發者，正引領去中心化區塊鏈網絡的探索之路。

參考資料：

https://hub.cosmos.network/docs/genesis.html#slashing

https://forum.cosmos.network/t/proposal-draft-proportional-slashing/2887

https://github.com/cosmos/cosmos-sdk/blob/sunny/prop-slashing-adr/docs/architecture/adt-014-proportional-slashing.md

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