姚前：算法經濟：資源配置的新機制 | 互聯網金融

如果說共享平臺的算法機制還“殘余”著企業的影響，去中心化、去組織化的加密經濟的算法機制則完全“抹除”了企業的任何“痕跡”，成為一種完全獨立于企業的全新的資源配置機制。也正是因為完全“拋棄”企業的管理控制功能，加密經濟的算法機制所要承擔的功能和解決的問題，難度甚于共享平臺。首要的問題是，沒有企業的組織、管理與協調，由誰去開發算法？怎么“無組織”地組織分布式協同生產。對此，加密經濟通過激勵相容的算法規則和相關契約安排，明確了各方的經濟利益，充分調動了各方的積極性，使有效的分布式協同生產真正成為可能。

作為加密經濟的基石，區塊鏈技術可分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層六個層次。其中, 數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術；網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要包括保障節點數據一致性的各類共識算法和協議；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制，以及相對的懲罰機制等；合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。

從契約經濟學的角度看，數據層和網絡層對應的功能是契約的搜尋匹配；共識層和激勵層對應著契約的談判簽約；合約層則包含了契約的執行監督功能。加密經濟不僅有技術邏輯層上的支撐，又有經濟邏輯層上的保障，加密技術與經濟機制設計的結合使加密經濟成為具有巨大潛力的新興經濟模式。

（一）搜尋匹配：DLT的去中心化與開放性

根據統計研究，自組織存在冪律特征：個體等級越高，對組織的貢獻越不均衡，或可稱“二八法則”，即20%的人提供了80%的貢獻，而另外80%的人貢獻了20%。對于企業而言，他們通常采取的策略是，通過事前甄別和事后淘汰機制“搜尋”出前20%的貢獻者，與他們簽訂固定的長期契約，而忽略后80%的人，使他們成為經濟活動的偶然參與者，因此，企業的開放性是有限的。

但對于DAO組織而言，“無用”不代表不重要，不代表可以舍去，正是因為對參與者的無歧視對待，任其自由加入和退出，DAO組織才可最大限度地做大樣本，無需“搜尋”就可獲得盡可能多的貢獻者。且從交易費用角度看，參與者的自由加入與退出不耗費DAO組織的任何資源，即不存在交易費用，而企業不一樣，他們與參與者需要簽訂長期契約，每個參與者的進入和退出，都會讓企業付出相應的交易費用，通俗講，企業不養“閑人”。因此，企業對參與者選擇了封閉性策略，而DAO組織采取了開放性策略。

可以說，對于任何的分布式協同生產，開放性都是關鍵性的。誠如Eric S. Raymond（2000）研究發現，當大量的貢獻者以一種去中心化的組織結構持續不斷地協同合作時，項目開發的效率最佳。而區塊鏈技術的出現正是使得互聯網變得更加開放，更加去中心化，更加安全，更加隱私，更加平等以及更加易于進入。這是因為：一是區塊鏈系統異構多活，靈活性強。區塊鏈技術采用P2P網絡協議，基于一致的P2P協議，不同節點可由不同開發者使用不同的編程語言、基于不同的架構、實現不同版本的全節點來處理交易。二是區塊鏈系統不依賴于個別節點，容錯性強。區塊鏈技術通過共識算法保持各節點數據的高度一致，每一個全節點都會維護一個完整的數據副本，整個系統的正常運轉不依賴于個別節點，同時還能保證整個系統的7×24小時不間斷工作。三是區塊鏈系統安全可信，可靠性強。安全機制是區塊鏈系統中最為核心與關鍵的組成部分，主要包括隱私保護、共識協議安全性、智能合約安全性、數字賬戶安全（錢包私鑰保護）、離鏈交易安全機制、密碼算法的實現安全及升級機制等。比如，區塊鏈在身份認證、權限控制和簽名驗簽部分，使用了非對稱密碼技術，保證交易的安全可靠，且通過哈希函數、時間戳、默克爾樹等巧妙的數據結構設計并輔以密碼學和共識算法，實現數據庫歷史記錄的難以篡改。在隱私保護上，區塊鏈技術吸納了零知識證明、多方保密計算、環簽名、基于格的密碼體制、全同態密碼學、鏈外信息互換通道等前沿技術，以更好地解決隱私保護問題。

（二）談判簽約：共識機制的激勵相容

區塊鏈技術通過巧妙的經濟激勵和技術設計，創造了一種新型自由開放系統的協作機制，能夠很好地適應經濟一體化深度發展下大規模多邊協作的技術需求。本部分以工作量證明機制（PoW）為例闡述共識機制的激勵相容設計，更詳細討論請見筆者發表于《清華金融評論》2018年9月刊的文章。

激勵機制

區塊鏈是一個公共可見的賬本，用來記錄交易的歷史信息。當一筆新的資產交易被創建時，資產轉出方需要通過簽名腳本來證明自己是資產的合法使用者，并且指定輸出腳本來限制未來對本交易的使用者（即資產收入方）。如果是合法創建并簽名的，則該筆交易現在就是有效的，它將被廣播到區塊鏈網絡并被傳送，每一個收到交易的節點將會首先驗證該交易，確保只有有效的交易才會在網絡中傳播，而無效的交易將會在第一個節點處被廢棄，直至抵達挖礦節點。

挖礦節點在驗證交易后會將這些交易添加到自己的內存池中構建新的區塊。在PoW機制，礦工們接著通過反復嘗試求解一種基于哈希算法的數學難題來競爭獲得記賬權，具體而言，礦工不斷更換區塊頭的填充隨機數并計算這個區塊頭信息的哈希值，看其是否小于當前目標值。如果小于，則成功“出塊”，隨后礦工將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收后進行一系列的檢查標準，去驗證區塊的正確性。檢查的標準包括區塊的數據結構和區塊包含的交易合法有效；區塊頭的哈希值小于目標難度（確認包含足夠的工作量證明）等。一旦一個節點驗證了一個新的區塊，它就會將新的區塊連接到累計了最大工作量證明的區塊鏈中，礦工挖礦成功。

在上述過程中，礦工獲得兩方面獎勵：一是代幣獎勵。礦工構建的新區塊中的第一筆交易是一筆特殊交易，稱為創幣交易或者Coinbase交易。礦工挖礦成功后，將獲得這筆新創造的加密代幣。在比特幣網絡，每隔10分鐘將一個新的區塊添加至鏈上，每添加一個區塊可以獲得50枚比特幣作為獎勵（每四年減半）。二是記賬決策權與交易手續費。礦工擁有記賬決策權，有權決定將哪些交易添加至新構建的區塊，并對收錄在區塊內的所有交易收取手續費。

懲罰機制

通過懲罰設計，PoW設置了兩道門檻：第一道門檻設在礦工競爭記賬權的時候，使得礦工不能隨便“發言”（新增區塊）。一方面，礦工為獲得記賬權，須不斷求解哈希難題，因此付出“不菲”的成本，這一成本是沉沒成本，只要礦工想參與“發言”，那么無論他最終能否成功“發言”，他均必須付出這一筆建言成本；另一方面，由于哈希難題的驗證要比求解來的簡單，對新出區塊的驗證成本微乎其微，因此只要礦工一錯誤“發言”（如交易無效、格式不符等），就會很快地被其他節點檢測出來廢棄掉，他之前付出的建言成本相當于對他的懲罰。

第二道門檻則設在區塊被成功添加區塊鏈后的修改，使得礦工不能隨意更改區塊鏈。在比特幣網絡，每2016個區塊(大約兩周)后，所有客戶端把新區塊的實際數目與目標數量相比較，并且按照差異的百分比調整目標HASH值，來增加（或減少）產生區塊的難度，確保每10分鐘 1 塊的恒定出塊速度。挖礦難度值的提高，增加了攻擊的成本。攻擊者如果要構造出一條比真實區塊鏈更長的秘密區塊鏈，需要在比特幣網絡產出6個區塊的同時秘密產出7個區塊。

截至2018年2月，專業的比特幣挖礦機器（以Bitmain生產的AntMiner S9為例）價格為2700美元，這臺礦機以2017年2月27日為基準可挖0.0012枚比特幣。一臺AntMiner S9每天耗電33度，按照居民用電價格計算，大概每天電費2.6美元。假定AntMiner S9的折舊年限為3年，可推算每天固定資產折舊為2700/（365*3）=2.5美元，加上耗電費用2.6美元，得到挖出一枚比特幣的生產成本為(2.5+2.6)/0.0012=4250美元。那么，無論攻擊成功與否，攻擊者都需要付出4250*7=29750美元，約3萬美元的成本，而且這一成本隨著挖礦難度的增加不斷上升，再加上與誠實者的算力競爭，顯然對算力提出了巨大的要求：只有掌握了比特幣全網51%算力的攻擊者，才可以用這些算力來重新計算已經確認過的區塊。

上述兩道門檻使得無論是新增還是更改區塊，均需要付出不菲的成本，尤其是對后者的要求更為苛刻，這就是Nakamoto面對“拜占庭將軍問題”的全新思路。某種意義上來說，PoW機制的“工作量”相當于現代資產交易或拍賣的保證金制度，免除了隨意報價，同時還確保了比特幣各區塊哈希值的唯一性及難以篡改，這正是PoW這一機制設計精巧的地方。

（三）執行監督：智能合約的強制執行

由于契約的不完備性，契約中權利與義務間隔期限越長，契約的執行成本就越高。對此，網約車等共享平臺設計了類似聲譽機制的獎懲機制，將其轉化為算法自動運行來約束各方行為，并利用大數據分析和人工智能技術進行事后判責，從而降低了契約的執行成本。同樣，加密經濟也是通過具有強制執行特征的算法機制來執行契約，那就是智能合約。智能合約最早由密碼學家尼克·薩博于1993年提出，它是區塊鏈上可以被調用的、功能完善、靈活可控的程序。

一定程度上，比特幣協議中的腳本已具有“智能合約”的特征。腳本是一種基本的基于棧的語言，包含檢查哈希是否相等以及驗證簽名等操作。當一筆新的交易被創建時，轉出方需要通過簽名腳本來證明自己是這筆資金的合法使用者，同時創建一個鎖定腳本來限制未來對該筆資金的使用，下一個使用者繼續使用相應簽名腳本來花費它。實質上，每筆轉賬交易不僅指向地址，而是指向一個簡單的“智能合約”。

但比特幣系統的腳本語言存在一些缺陷，比如缺少圖靈完備性等。以太坊對比特幣的腳本進行了擴展和提高，使得開發者能夠創建任意的基于共識的、可擴展的、標準化的、圖靈完備的、易于開發的和協同的應用，任何人都可在智能合約中設立他們自由定義的所有權規則和交易方式。智能合約具有透明可信、自動執行、強制履約的優點。可以說，智能合約將組織的規則進行了編碼，進一步降低與契約不完備性相關的交易成本，提升了區塊鏈技術的價值，使加密經濟模式的適用范圍和領域不斷擴大。