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区块链系统性能与安全性分析

浏览:153|时间:2023-06-17 06:03:30
据悉,经济学学者们从经济学的角度对区块链系统的性能和安全性进行了研究。

首先,有关区块链的“三元悖论”,即不存在任何一个区块链系统可以同时具有准确性、去中心化和成本效率三大特征。Abadi 和 Brunnermeier(2018)的理论分析表明,集中式账本具有精确性和成本效率,维护者可以获得专卖租赁,特许权价值激励他们精确记账。分布式账本给记账节点奖励激励他们正确地记账,但是通过 POW(Proof of Work)选择记账节点又牺牲了成本效率。区块链分叉之间信息的可转性和“采矿者”之间的竞争,会导致“分叉竞争”。分叉竞争有助于消除单一区块链体系所享有的垄断租金,但同时也会带来不稳定性和不协调性。

其次,分析 POW 的优缺点。目前,以比特币为代表的 POW 仍然是区块链主流的共识算法,而 POS(Proof of Stake)操作系统的安全稳定性还未如 POW 一样经受长期的考验。Biais et al.(2018)指出,在以 POW 为基础的公共链中,随着“挖矿”的总算力上升,“挖矿”的难度将会增加,单个“矿工”对算力的投资将会增加,而“矿工”对其他“矿工”的负外部性。从而引发“挖矿”算力的“军备竞赛”,导致“挖矿”领域的过度投资。Ma et al.(2018)的理论分析发现,比特币“矿工”的自由访问安排,是比特币“挖矿”消耗资源的主要决定因素,而比特币算法内嵌的“挖矿”难度调整机制对“挖矿”的影响不大。

其三,POW “挖矿”的经济问题,尤其是影响交易率的因素。Houy(2014)从理论上研究了当打包交易时比特币“矿工”所面临的经济问题。首先,打包交易越多,“矿工”越有可能得到佣金。但是一方面,打包交易越多,区块越大,区块就越容易在分布式网络中扩散并形成区块链共识,这就越容易形成孤立。

四是关于区块链经济安全的界限。Budish (2018)从受攻击的角度出发,研究了以 POW 为代表的公有链的安全性,并提出了几个经济激励措施,以增强其安全性。这组作者指出,这种区块链的经济重要性越高(例如,假设比特币市值接近黄金),就越有可能受到恶意攻击。因此,要对大规模使用公共链持怀疑和谨慎态度,企业和政府拥有比公共链更廉价的技术来保护数据安全。

五是共识机制的安全性。针对区块链,其共识机制的选择是区块链技术的关键特征。目前的共识机制是全局化的,大家可以参与共识,没有任何限制(比如比特币区块链网络和以太网区块链网络);有局部化,只有指定的关键节点才能起决定性的作用(比如 Ripple 区块链网络是多少)。采用不同的共识机制,需要考虑整个区块链网络的活性和业务安全性。比特币、以太网等区块链网络更注重活性。为了增加整个网络的活性,宁愿分叉,也要保证整个网络的持续运行。Ripple、Stellar 等区块链网络更注重业务安全。当网络中出现异常事务时,宁愿全网停机维护升级,也不愿维护升级。两种类型的折中考虑和实现都是通过共识机制的设计来保证的,不能简单地评价谁错误,也不应该根据业务场景来选择。

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