比特幣的經濟學點對點的去中心化支付系統

鄒文博

【摘? 要】基于密碼學原理來保證安全性的區塊鏈新技術在一定程度上可以作為一種支付手段，他不需要指定第三方控制貨幣或者支付工具，獨立于傳統金融工具，依靠技術手段解決信任問題，可以說區塊鏈不僅是技術上的重大創新，更是人類組織結構上的重大創新。

【關鍵詞】區塊鏈;比特幣;支付;金融創新

區塊鏈金融資產在多大程度上可以作為一種支付手段呢？自從2009年比特幣誕生以來，許多批評人士譴責加密數字資產是徹頭徹尾的泡沫，區塊鏈上面的數字資產是用來支持非法活動的，是僅僅用于支付的資源浪費。但很多區塊鏈的擁護者指出，這是基于密碼學原理來保證安全性的新支付技術，其支持支付而不需指定第三方控制貨幣或支付工具。比特幣目前的形式，一種經過優化設計的加密資產，能夠支持支付嗎？首先，利用比特幣交易數據，我們發現一種加密貨幣的福利成本可以與適度通貨膨脹的現金系統相媲美。第二，通過統計美國的借記卡交易數據，我們發現區塊鏈加密資產的表現幾乎和美元一樣好，零售支付系統運作費用非常低。

迄今為止，經濟學對區塊鏈金融的研究資料甚少。大多數現有的加密貨幣模型是由計算機科學家建立的，他們主要關注這些系統的可行性和安全性。很多關鍵問題，如參與者的欺騙動機和一些關鍵變量（如加密貨幣的實際價值）的內生交換性質在很大程度上被忽視了。因此，作為支付手段的加密貨幣的經濟價值還未被充分地發現。我們的重點主要是理解加密貨幣的設計如何影響參與者之間的交易以及他們作弊的動機，即所謂的“重復花費”問題。加密貨幣基于數字記錄，因此可以復制，這意味著它們可能在事務中多次使用。我們如何避免雙重開支的問題呢：（1）資源密集型更新競爭（即挖礦算力）來解決這一問題。（2）通過引入確認延遲來解決加密貨幣的交易。這意味著加密貨幣面臨交易結算速度和結算安全性之間的權衡。因此，加密貨幣無法同時實現交易即時性和安全性。

相對于現有的支付手段，我們定量評估比特幣可以作為一種貨幣的效率交換媒介。校準我們的模型到比特幣數據顯示，從社會福利的角度來看，與在低通脹環境下使用傳統貨幣相比，使用比特幣的成本要高出近500倍，這是比特幣作設計效率低下的結果[1]。比特幣使用范圍的增長和交易費用都可以為比特幣挖礦行業帶來回報。當前的形式是比特幣獎勵結構過于慷慨和單一，以至于太多的資源被用于防止“重復消費”，使之成為一種安全的支付方式。比特幣的最優設計只會產生約為消費的0.08%的福利成本，相當于適度通貨膨脹的現金系統。我們評估使用加密貨幣系統來支持大額和零售的效率，確認加密貨幣是小額、高頻交易的更好選擇，而不是大額交易支付。因為隨著交易規模的擴大，雙倍的支出激勵也會增加。因此，在支持加密貨幣中的大額支付時，需要更多的區塊確認資源和更長的確認延遲（兩者都是昂貴的）。一旦區塊鏈金融系統的規模限制得到解決，以非常低的費用運作的加密貨幣系統可能是一個有效的替代零售支付的系統。

我們的現代經濟嚴重依賴數字支付手段，電子商務貿易需要使用數字令牌，其表示支付只是一串數字，這就產生了一個問題，這些數字記錄可以很容易地復制和重復使用支付。本質上，數字令牌可以是通過兩次使用來偽造，這就是所謂的雙花（重復消費）問題。傳統上，這個問題通過依賴可靠的第三方來解決，使用一個集中的分類賬，通過貸記和借記買賣雙方的余額來確認轉出賬戶和收款賬戶的平衡。第三方通常是數字令牌的發行者，PayPal就是一個典型的例子，貨幣的價值來源于用戶信任第三方，從而禁止重復花費。比特幣等加密貨幣走得更遠，不再需要可信的第三方。相反，它們依賴分散的（可能是匿名的）驗證器網絡來維護和更新分類帳本。這就需要雙方達成共識，驗證器維護正確的賬本記錄，以便用戶可以確定接收并保持余額的所有權。

比特幣如何應對這些挑戰？信任是貨幣的基礎，在一個區塊鏈系統里，確保分布式驗證，更新和存儲記錄轉賬歷史是比特幣的安全保證。通過形成一個區塊鏈，鏈上事務在加密貨幣的用戶之間執行，由此產生了一條鏈包含過去交易歷史區塊，允許創建一個分類賬可以公開驗證用戶擁有的余額或貨幣數量。因此，區塊鏈就像包含所有過去交易的分類賬簿。為了區塊賬本確保一致，驗證器競爭使用新塊更新區塊的權利，這種競爭可以采取多種形式。在比特幣區塊鏈里，它通過一個叫做挖掘的過程發生來解決礦商（即事務驗證器）競爭，這是一個計算成本很高的問題，稱為工作證明（PoW）。礦工的總計算能力（算力）直接關系到系統的安全性。

比特幣是中本聰在2008年發明的，但它真正普及，離開嚴格的早期采用者的圈子是在2013年。它通常被門外漢描述為電子貨幣或互聯網貨幣，盡管這一定義受到計算機界的廣泛批評，科學界更傾向于認為比特幣是一種顛覆性和革命性的協議。作為一個協議，比特幣仍處于發展的早期階段，為了達到實施階段，其規則的修改經歷了一個完整的驗證過程，關于某些規則的一些問題仍然是開放的。區塊鏈是公共總帳，它包含了所有比特幣交易的完整歷史，這是礦商在確認和保護交易方面的作用。事實上，這采礦過程包括解決一個數學問題，第一個這樣做的礦工可以在區塊鏈中包含一個事務塊，因為它需要計算資源，成功的礦工因其有益的工作而獲得比特幣獎勵。為了控制貨幣基礎，進行的開采比想象的要復雜得多。因為每個礦工采礦問題的復雜程度取決于其與所有礦工的總計算能力的對比。準確地說，復雜性是動態調整，每隔十分鐘產生新的區塊從而獎勵比特幣，比特幣挖礦數量每隔210，000個區塊（或大約4年）減半，挖出的比特幣將逐漸達到2100萬。2009年1月3日創造的第一個數量是50個比特幣，這整個過程被一些人描述為輝煌的創世區塊。比特幣礦商早已加入了這場計算能力的軍備競賽，最后，許多硬件，工程和能源被用于貢獻比特幣的算力--解決人為制造的極其復雜的數學問題。大量的礦機和能源消耗通常是比特幣廣泛被人詬病的，它所引起的資源損失，被批評為效率低下。但是他們忘記了比特幣的安全性直接取決于礦工的總計算能力。算力是比特幣安全的唯一決定因素。出于安全原因，比特幣需要大量強大的算力，礦工們有動機通過一些獎勵來挖礦，所有這些獎勵模式很好。如今，這種激勵幾乎完全是由于新比特幣的誕生，隨著比特幣獎勵的變少，比特幣的這一創造過程將慢慢變得無足輕重，在沒有引入新的獎勵機制的情況下，當沒有新的比特幣產生時，人們開采比特幣的動機就會大大降低，比特幣的安全性可能無法實現。事實上，礦業具有很強的正向外部效應，當沒有比特幣挖礦獎勵的時候，交易費用是礦工開機維持比特幣算力又一可能的激勵機制，新的激勵機制的設計是決定比特幣未來走向的最重要因素之一。我們用一個非常簡單的方法來研究比特幣交易費用的經濟學部分均衡設置，如果交易費用足夠高，固定和強制的交易費用可以保證比特幣足夠安全。

區塊鏈進化速度最快的就在金融方向，實際應用最多的也來自金融，可以說區塊鏈正在沿著金融方向加速進化，規模和應用正在成指數級增長，區塊鏈的金融模式在不斷迭代和進化，區塊鏈下一個階段就是：融合，區塊鏈與物聯網，人工智能的融合，讓交換行為，消費行為和投資行為上鏈，人類財富逐漸往區塊鏈上轉移，分配機制發生質的轉變，區塊鏈不僅是技術上的重大創新，更是人類組織結構上的重大創新，區塊鏈首次在組織分散的前提下實現了行動的統一，行為價值已經走出來了。未來最好的投資就是自己，提升認知，學習技能，有所長，因為以后都是鏈上直接交換技能。區塊鏈的一切才剛剛開始，讓我們共同見證這百年一遇的大潮流！

參考文獻

[1] Pavel Ciaian， Miroslava Rajcaniova & dArtis Kancs “The economics of BitCoin price formation”， Applied Economics 48：19 1799-1815.