Penulis asli: Tim Roughgarden, Pemimpin Penelitian di a16z crypto

Kompilasi asli: 0x xz, Golden Finance

Studi mendalam tentang suatu area akan mengajarkan Anda untuk menyadari bahwa masalah dunia nyata tidak lebih dari penyamaran yang buruk untuk masalah yang telah diselesaikan dengan benar. Misalnya, ketika saya mengajar Algoritme Basics, siswa belajar bagaimana mengidentifikasi masalah yang bermuara pada perhitungan jalur terpendek atau pemrograman linier.

Pola ini sesuai juga berlaku dalam desain mekanisme, yang merupakan "teori permainan terbalik" yang menggunakan insentif untuk mencapai hasil yang diinginkan. Alat dan pelajaran yang dipetik dari desain mekanisme sangat berguna dalam teori lelang, desain pasar, dan teori pilihan sosial.

Kripto dan Web3 penuh dengan masalah desain mekanisme. Orang mungkin berpikir bahwa kerinduan akan masalah dapat diselesaikan dengan menerapkan konten buku teks dan menyesuaikan kembali ide-ide lama. Namun, tantangan unik dan keterbatasan Blockchain protokol tanpa izin sering memaksa pemikiran ulang prinsip-prinsip dasar masalah yang tampaknya terselesaikan. Ini mempersulit desain mekanisme di web3. Tetapi tantangan inilah yang membuat desain mekanisme web3 menarik.

Pada artikel ini, saya akan mengeksplorasi beberapa tantangan dalam merancang mekanisme web3. Tantangan-tantangan ini mungkin akrab bagi enkripsi pengguna asli, tetapi pemahaman yang lebih dalam tentang desain mekanisme harus memberi semua pembangun perspektif baru tentang mengapa memecahkan masalah ini sangat sulit. Untuk perancang mekanisme, jika Anda berpikir tentang aplikasi baru, Anda mungkin tertarik dengan tantangan yang datang dengan lingkungan tanpa izin.

Tapi pertama-tama, yang perlu kita ketahui adalah, apa itu desain mekanik?

Pembentukan bidang desain mekanisme tanggal kembali setidaknya ke 1961, ketika ekonom Universitas Columbia dan kemudian pemenang Nobel William Vickrey secara resmi mengusulkan lelang tertutup harga kedua. Pada awal 1797, metode lelang ini digunakan ketika penulis Johann Wolfgang von Goethe menjual naskah puisi epiknya Hermann dan Longing Rothea, dan umumnya digunakan oleh kolektor perangko pada abad ke-19, tetapi tidak secara resmi diusulkan oleh Vickrey sampai tahun 1961, dan sekarang sering disebut sebagai "lelang Vickrey". Dalam mode lelang Vickery, penawar tertinggi menang, tetapi membayar tawaran tertinggi kedua. Lelang semacam ini merangsang preferensi sebenarnya dari penawar dan memberikan lot kepada orang dengan penilaian tertinggi.

Vickery Auction adalah desain elegan dan efisien yang telah diterapkan ke dunia nyata, beradaptasi dan memperbarui sesuai dengan situasi baru, dan praktik menginformasikan teori dan sebaliknya. Seperti Vickery Auctions, sejarah desain mekanisme sebagai disiplin formal adalah sejarah jalinan teori dan praktik, yang dalam dan indah.

Bertentangan dengan teori permainan, yang menetapkan dimensi interaksi strategis dan mengeksplorasi hasil perilaku yang paling masuk akal, bidang desain mekanisme tidak dimulai dengan permainan, tetapi dengan hasil yang diinginkan. Tujuan dari desain mekanis adalah untuk merekayasa balik beberapa bentuk permainan sehingga hasil yang diinginkan (yang dapat ditandai dengan efisiensi, keadilan, atau perilaku tertentu) seimbang. Dalam kasus Vickery Auctions, tujuan utamanya adalah untuk menarik peserta untuk membayar jumlah maksimum yang bersedia mereka bayar tanpa menghukum mereka.

Ada peluang terpanjang untuk aplikasi desain mekanisme di Web3. Misalnya, Blockchain protokol mungkin ingin mencapai hasil dari perilaku jujur peserta protokol tanpa menyimpang dari perilaku yang diharapkan. Atau, protokol mungkin ingin mendapatkan informasi yang akurat tentang nilai transaksi dalam pesanan untuk secara efektif mengalokasikan Blok short ke transaksi yang paling berharga.

Masalah desain mekanisme seperti itu selalu menantang, dan tantangan dalam lingkungan Blockchain bahkan lebih unik.

1. Kurang percaya

Tanpa pihak yang dipercaya untuk menegakkan mekanisme, desain ruang Blockchain menjadi lebih sulit.

Inti dari menggunakan Blockchain protokol tanpa izin adalah bahwa Anda tidak perlu mempercayai satu entitas atau individu, hanya asumsi kepercayaan "rata-rata" bahwa cukup long Node di Node menjalankan protokol jujur.

Tetapi ironi dari arsitektur long Blockchain Xu adalah bahwa setiap batch transaksi yang ditambahkan ke sejarah rantai untuk dieksekusi dalam Virtual Machine yang dikelola oleh protokol adalah produk dari keputusan tunggal Node sepihak.

Anda tidak tahu apakah Anda dapat mempercayai Node ini.

Inilah sebabnya mengapa lelang Vickery jarang terlihat di ruang Blockchain. Implementasi lelang Vickery yang naif akan segera mengalami masalah karena tidak dimanipulasi oleh produsen blok tepercaya. Masalahnya adalah bahwa Produser Blok dapat membuat "tawaran shill" palsu yang sedikit lebih rendah dari calon pemenang, memaksa pemenang untuk membayar hampir semua tawaran mereka (bukan tawaran tertinggi berikutnya yang sebenarnya).

Tawaran palsu dari produsen blok yang tidak dapat dipercaya secara efektif menyebabkan lelang Vickery turun kembali ke model lelang harga pertama, yang merupakan salah satu alasan mengapa lelang harga pertama sangat umum di web3. (Cabang terbaru dari literatur desain mekanisme tradisional tentang "mekanisme tepercaya" juga mempertimbangkan desain lelang untuk juru lelang yang tidak tepercaya, tetapi dari perspektif yang berbeda.) ）

2. Ada kolusi dari waktu ke waktu

Alasan lain mengapa mekanisme Blockchain sulit dirancang adalah kolusi antara peserta Blockchain. Misalnya, lelang harga kedua dapat dengan mudah berkolusi dengan pembayaran kompensasi. Alasannya sederhana: karena penawar yang menang membayar tawaran tertinggi kedua, penawar dapat menyuap penawar tertinggi kedua untuk menawar lebih rendah.

Literatur akademis tentang desain mekanisme tidak khawatir merindukan masalah ini. Salah satu alasannya mungkin karena kolusi, terutama dengan pembayaran kompensasi, sulit dicapai di dunia nyata. Setelah kolusi, pemenang dapat menolak untuk membayar suap, sehingga sulit untuk mendapatkan pembayaran kompensasi yang kredibel. (Seperti kata pepatah, "Tidak ada jalan di antara pencuri.") ）

Namun, dalam konteks Blockchain, kolusi potensial sering dapat menggunakan smart contract untuk memberikan komitmen yang dapat diandalkan agar kolusi benar-benar berfungsi. Alasan kedua adalah kurangnya mekanisme untuk mencegah kolusi dengan pembayaran kompensasi – mekanisme "pengungkapan harga", yang hanya memberikan kutipan dan tidak ada yang lain.

Lebih buruk lagi, pengguna protokol dapat berkolusi tidak hanya satu sama lain, tetapi juga dengan produsen Blok (tidak tepercaya) (setara dengan kolusi penawar-juru lelang dalam lelang dunia nyata).

Mempertahankan diri dari kolusi terakhir ini adalah salah satu motivasi utama untuk bagian pembakaran mekanisme biaya transaksi EIP-1559 Ethereum. Tanpa "membakar" (atau menahan pendapatan ini dari Produsen Blok), Produsen Blok dan Pengguna Akhir dapat berkolusi dengan pembayaran kompensasi dan menghindari harga cadangan apa pun yang coba diberlakukan oleh mekanisme tersebut.

3. Anda tidak bisa mengandalkan aturan hukum saja

Masalah kolusi jelas bukan hal baru. Ini telah menjangkiti berbagai mekanik kehidupan nyata selama berabad-abad, tetapi jika Anda melihat literatur desain mekanik, Anda mungkin terkejut melihat bahwa itu hampir tidak menyelesaikan masalah ini. Sementara literatur secara positif membahas motivasi aktor individu untuk manipulasi mekanisme sepihak, sering meninggalkan pertanyaan untuk gagasan yang tidak terdokumentasi tentang "aturan hukum". Misalnya, peserta dalam mekanisme dapat menandatangani kontrak hukum yang menetapkan bahwa mereka tidak akan berkolusi. Jika kolusi ditemukan, itu akan dibawa ke jalur hukum. Perancang mekanisme dapat membantu dengan menciptakan mekanisme yang relatif mudah untuk mendeteksi kolusi.

Ada rahasia diam-diam dalam banyak literatur desain institusional long: ketergantungan pada aturan hukum. Meskipun kita tidak dapat mengatakan bahwa tidak ada aturan hukum di Blockchain protokol daerah di mana tidak ada lisensi — kita sering melihat penegakan hukum berhasil menuntut kejahatan pada Blockchain tanpa lisensi — tingkat aturan hukum long daripada dalam aplikasi desain mekanisme tradisional.

Jika Anda tidak dapat mengandalkan aturan hukum di luar mekanisme, maka perancang memiliki tanggung jawab untuk menyelesaikan masalah di dalam mekanisme. Pendekatan ini ada di mana-mana dalam keputusan desain mekanisme di ruang Blockchain. Dalam Ethereum protokol khususnya, contoh berlimpah dari manfaat biaya dasar pembakaran EIP-1559 hingga kesalahan validator slashing dalam Konsensus protokol.

4. Desain lebih pendek lebih besar

Celana pendek desain di Web3 lebih besar dari yang biasa digunakan desainer mekanisme. Akibatnya, desainer harus memikirkan kembali semua masalah yang diberikan. Misalnya, mekanisme long melibatkan pembayaran, dan dalam aplikasi desain mekanisme tradisional, pembayaran ini akan dilakukan dalam fiat koin seperti dolar AS. Xu long Blockchain protokol memiliki koin asli mereka sendiri, dan mekanisme di dalam protokol ini mampu memanipulasi koin ini.

Bayangkan jika Anda menulis artikel tentang desain mekanik tradisional, dan bagian dari deskripsi mekanik Anda adalah: "Cetak banyak koin baru dan bagikan kepada sekelompok peserta." Di luar konteks Blockchain, ini konyol. Tetapi ketika Anda berbicara tentang desain mekanik dalam konteks Blockchain protokol, Anda bisa melakukannya. protokol mengontrol koin, sehingga beberapa mekanisme protokol dapat pencetakan Token atau membakar Token.

Ini berarti bahwa desain yang tidak akan mungkin terjadi tanpa koin asli menjadi mungkin. Misalnya, bagaimana Anda memotivasi Bitcoin Penambang untuk melakukan protokol sebagaimana dimaksud? Produsen Blok ini diberi insentif melalui imbalan inflasi: mencetak koin baru (Bitcoin). Desain seperti itu tidak akan mungkin terjadi tanpa koin asli.

5. Koin asli dapat menyebabkan masalah lain

Alasan sebelumnya menggarisbawahi kekuatan koin asli. Ada dua hal yang dapat Anda lakukan dengan koin asli: "koin pencetakan" (Bitcoin protokol pencetakan Bitcoin baru dengan cara yang memberi insentif kepada Penambang) dan "pembakaran Token" (Ethereum EIP-1559 mekanisme biaya transaksi untuk membakar ETH cara untuk mempertahankan diri dari kolusi). Koin asli mengintai bahaya yang tidak ada dalam desain mekanisme tradisional: keputusan desain ekonomi mikro dapat memiliki konsekuensi ekonomi makro.

Dalam desain mekanisme tradisional, tidak ada alasan untuk khawatir tentang kekuatan ekonomi makro. Metode lelang tradisional tidak memiliki dampak yang berarti pada pasokan koin atau tingkat inflasi di Amerika Serikat. Ini adalah tantangan baru untuk lanskap desain web3. Apa yang bisa salah? Saya akan memberi tahu Anda dua contoh, satu tentang pencetakan Bitcoin dan yang lainnya tentang pembakaran ETH.

Sebagai hasil dari penggunaan Blok Rewards – memberi insentif kepada Penambang dengan mencetak koin baru – Bitcoin terpaksa Inflasi. Oleh karena itu, ia juga harus memiliki kebijakan moneter yang sesuai untuk menentukan tingkat inflasi dan bagaimana perkembangannya dari waktu ke waktu. Satoshi Nakamoto juga menetapkan batas pasokan keras sebesar 21 juta Bitcoin. Karena ada hard cap pada jumlah Bitcoin, inflasi harus mendekati nol.

Jika inflasi benar-benar nol, apa yang harus digunakan untuk memberi insentif kepada Penambang agar tetap berjalan protokol dan memberikan keamanan bagi Bitcoin? Ada harapan bahwa biaya transaksi akan menebus Hadiah Blok yang hilang, meskipun kemungkinan itu terjadi agak tipis. Seperti yang kita semua tahu, jika biaya transaksi mendekati nol, maka Bitcoin protokol akan menderita masalah keamanan utama.

Ilmuwan komputer Universitas Princeton Miles Carlston, Harry Kalodner, Matthew Weinberg, dan Arvind Narayanan menunjukkan perbedaan lain antara biaya transaksi dan hadiah blok dalam sebuah artikel. Sementara Hadiah Blok sama untuk setiap Blok (setidaknya antara dua Hadiah Blok "Halving" berturut-turut), Pencucian Uang dapat berubah dengan urutan besarnya – yang pada gilirannya memperkenalkan ketidakstabilan teori permainan baru ke protokol. Protokol untuk pengertian ini, keputusan ekonomi makro untuk memperbaiki plafon pasokan memiliki konsekuensi ekonomi mikro negatif untuk perjanjian dan pesertanya.

Sama seperti Hadiah Blok pencetakan adalah kekuatan inflasi bagi Bitcoin, pembakaran Pencucian Uang di EIP-1559 adalah kekuatan deflasi bagi Ethereum. Dalam Ethereum protokol (yang memang menggunakan inflasi validator imbalan), ada tarik ulur antara kedua kekuatan ini, dengan deflasi sering menang. ETH sekarang merupakan koin deflasi bersih, yang merupakan konsekuensi makroekonomi dari keputusan desain motivasi ekonomi mikro dalam mekanisme protokol Pencucian Uang.

Apakah deflasi baik atau buruk bagi Ethereum protokol? Pemegang ETH menyukai deflasi karena, semua yang lain sama, Token mereka menjadi lebih berharga dari waktu ke waktu. (Faktanya, produk sampingan ini mungkin pada akhirnya mendorong opini publik untuk dukungan perpindahan ke mekanisme biaya transaksi EIP-1559.) Namun, istilah deflasi mengintimidasi para ekonom makro yang terlatih secara tradisional, mengingatkan pada stagflasi ekonomi Jepang di tahun 90-an.

Siapa yang benar? Secara pribadi, saya tidak berpikir koin fiat berdaulat adalah analogi yang tepat untuk Aset Kripto seperti ETH. Jadi, apa analogi yang benar? Ini masih merupakan pertanyaan terbuka yang perlu dieksplorasi lebih lanjut oleh para peneliti Blockchain: mengapa koin moneter deflasi dapat digunakan sebagai Aset Kripto untuk dukungan Blockchain protokol, tetapi tidak sebagai koin hukum untuk dukungan negara berdaulat?

6. Tumpukan yang mendasarinya tidak dapat diabaikan

Dalam ilmu komputer, salah satu hal yang ingin kita capai adalah modularitas dan abstraksi bersih, yang memberi kita kemampuan untuk mempercayai bagian dari suatu sistem. Saat merancang dan menganalisis bagian dari suatu sistem, Anda mungkin perlu mengetahui kemampuan output oleh bagian lain dari sistem. Namun idealnya, Anda tidak perlu tahu bagaimana fitur ini diimplementasikan di bawah tenda.

Dalam Blockchain protokol, kita belum mencapai keadaan ideal ini. Sementara pembangun dan perancang mekanisme mungkin ingin fokus pada lapisan aplikasi, mereka tidak dapat mengabaikan cara kerja lapisan infrastruktur dan detailnya.

Misalnya, jika Anda merancang AMM market maker, Anda harus mempertimbangkan kemungkinan bahwa produsen blok yang tidak tepercaya bertanggung jawab atas pemesanan transaksi. Atau, ketika Anda mempertimbangkan untuk merancang mekanisme Pencucian Uang untuk rollup (L2), Anda harus membayar tidak hanya untuk konsumsi sumber daya L2, tetapi juga untuk semua biaya yang dikeluarkan oleh protokol L1 yang mendasarinya (misalnya, menyimpan calldata).

Dalam kedua contoh ini, desain mekanisme yang efektif untuk satu lapisan membutuhkan pemahaman rinci tentang lapisan lainnya. Mungkin, ketika teknologi Blockchain menjadi semakin matang, kita jelas akan play people for suckers lapisan yang berbeda. Tapi kita pasti belum sampai di sana.

7. Diperlukan untuk bekerja di lingkungan yang dibatasi secara komputasi

Implementasi Blockchain protokol "Computer in Sky" adalah lingkungan yang dibatasi secara komputasi. Desain mekanisme tradisional hanya berfokus pada insentif ekonomi dan mengabaikan masalah komputasi (misalnya, mekanisme Vickery-Clark-Groves yang terkenal tidak layak untuk masalah distributif yang sangat kompleks).

Ketika Nisan dan Ronen mengusulkan desain mekanisme algoritma pada tahun 1999, mereka menunjukkan bahwa kami benar-benar membutuhkan semacam keterlacakan komputasi untuk membuat mekanisme praktis di dunia nyata. Oleh karena itu, mereka menyarankan membatasi perhatian pada mekanisme komputasi dan komunikasi yang menggunakan sejumlah ekstensi fungsi terpanjang (bukan eksponensial) sebagai parameter untuk masalah.

Karena Blockchain protokol Virtual Machine sangat intensif secara komputasi, mekanisme on-chain harus sangat ringan - jangka panjang waktu dan komunikasi diperlukan, tetapi tidak cukup. Misalnya, kelangkaan adalah alasan utama mengapa AMM benar-benar mendominasi Ethereum Keuangan Desentralisasi, daripada solusi yang lebih tradisional seperti buku pesanan batas.

8. Ini masih dalam tahap awal

Seringkali, ketika orang mengatakan bahwa web3 masih dalam tahap awal, mereka mengacu pada peluang investasi atau adopsi. Tetapi dari sudut pandang ilmiah, kita bahkan lebih awal dari itu. Ini hanya akan menjadi lebih sulit – meskipun peluangnya sangat besar.

Manfaat bekerja di bidang studi yang matang diterima begitu saja oleh semua. Ada model dan definisi yang mapan. Konsensus dicapai pada isu-isu yang paling penting. Koordinasi kunci juga telah dikembangkan dalam pengukuran kemajuan. Ada kosakata publik dan basis pengetahuan publik yang besar. Ada juga cara untuk mempercepat, termasuk buku teks yang sangat diperiksa, kursus online, dan sumber daya lainnya.

Pada saat yang sama, dalam lebih lama dunia Blockchain, kita belum tahu model dan definisi yang "tepat" untuk berpikir jernih dan membuat kemajuan dalam masalah-masalah penting. Misalnya, apa konsep insentif kompatibilitas yang paling penting dalam konteks Blockchain protokol? Apa saja lapisan tumpukan web3? Apa saja komponen Nilai Maksimum yang Dapat Diekstraksi (MEV)? Ini semua adalah pertanyaan terbuka.

Bagi mereka yang tertarik dengan ilmu Blockchain, ketidakmatangan bidang ini memang menjadi tantangan. Tetapi terlibat lebih awal - sekarang - juga menghadirkan peluang unik.

Desain mekanisme selalu menjadi alat yang berguna untuk lapisan aplikasi Internet - seperti lelang iklan real-time, atau desain pasar dua sisi, yang lazim dalam aplikasi konsumen online terpanjang saat ini, dari e-commerce hingga pengelompokan.

Namun di Web3, desain mekanisme juga menginformasikan keputusan desain tentang infrastruktur itu sendiri.

Kembali pada tahun tujuh puluhan dan delapan puluhan abad terakhir, ketika protokol routing Internet masih dalam tahap diskusi dan desain. Sejauh yang saya tahu, tidak ada satu pun profesional dalam desain insentif dan mekanisme yang memiliki tempat di dalamnya. Kalau dipikir-pikir, kita sekarang menyadari bahwa orang-orang seperti itu bisa memberikan informasi yang berguna untuk desain. Sementara itu, di web3, insentif menjadi bagian dari diskusi sejak awal dengan rilis Bitcoin White Paper awal.

Kebingungan seputar model, definisi, dan metrik keberhasilan yang "benar" untuk web3 sebenarnya memberi tahu kita bahwa kita berada di zaman keemasan. Generasi mahasiswa dan ilmuwan masa depan akan iri pada kita bahwa kita memiliki kesempatan untuk membentuk lintasan teknologi ini pada waktu yang tepat dan di tempat yang tepat. Jadi sementara mungkin tidak ada buku teks terpanjang di bidang ini, akan ada satu hari, dan apa yang akan dijelaskan oleh buku-buku ini adalah apa yang kita lakukan sekarang.