Автор оригинала: Тим Рафгарден (Tim Roughgarden), ведущий специалист по исследованиям в a16z crypto

Оригинальная компиляция: 0x xz, Golden Finance

Углубленное изучение той или иной области научит вас осознавать, что реальные проблемы — это не более чем плохая маскировка для проблем, которые были должным образом решены. Например, когда я преподавал основы алгоритма, студенты учились выявлять проблемы, которые сводились к вычислениям кратчайшего пути или линейному программированию.

Это соответствует закономерностям также справедливо при проектировании механизмов, которое представляет собой «обратную теорию игр», которая использует стимулы для достижения желаемых результатов. Инструменты и уроки, извлеченные из проектирования механизмов, особенно полезны в теории аукционов, дизайне рынка и теории общественного выбора.

Крипто и web3 пронизаны проблемами проектирования механизмов. Можно было бы подумать, что тоска по проблемам может быть решена путем применения содержания учебников и корректировки старых идей. Тем не менее, уникальные проблемы и ограничения, связанные с Блокчейн Протокол без разрешения, часто заставляют переосмыслить основополагающие принципы, казалось бы, решенных проблем. Это усложняет проектирование механизмов в web3. Но именно эти проблемы делают дизайн механизма web3 увлекательным.

В этой статье я рассмотрю некоторые проблемы проектирования механизмов web3. Эти проблемы могут быть знакомы пользователям, использующим шифрование, но более глубокое понимание конструкции механизмов должно предоставить всем разработчикам новый взгляд на то, почему решение этих проблем так сложно. Разработчиков механизмов, если вы думаете о новом приложении, вас могут заинтересовать проблемы, связанные со средой без разрешений.

Но сначала нам нужно знать, что такое механическое проектирование?

Становление области проектирования механизмов восходит, по крайней мере, к 1961 году, когда экономист Колумбийского университета, а позже лауреат Нобелевской премии Уильям Викри официально предложил провести закрытый аукцион второй цены. Еще в 1797 году этот метод аукциона был использован, когда писатель Иоганн Вольфганг фон Гете продал рукопись своей эпической поэмы «Герман и тоска по Ротеа», и широко использовался коллекционерами марок в 19 веке, но не был официально предложен Викри до 1961 года, и теперь его часто называют «аукционом Викри». В режиме аукциона Викери побеждает тот, кто предложит самую высокую цену, но платит вторую по величине ставку. Этот вид аукциона стимулирует реальные предпочтения участника торгов и передает лот лицу с самой высокой оценкой.

Vickery Auction - это элегантный и эффективный дизайн, который был применен в реальном мире, адаптируясь и обновляясь в соответствии с новыми ситуациями, а практика информирует теорию и наоборот. Как и Vickery Auctions, история проектирования механизмов как формальной дисциплины — это история переплетения теории и практики, которая одновременно глубока и прекрасна.

В отличие от теории игр, которая устанавливает измерение стратегического взаимодействия и исследует наиболее вероятные результаты поведения, область проектирования механизмов начинается не с игры, а с желаемого результата. Цель механического проектирования состоит в том, чтобы реконструировать некую форму игры таким образом, чтобы желаемый результат (который может характеризоваться эффективностью, справедливостью или определенным поведением) был сбалансирован. В случае с Vickery Auctions конечная цель состоит в том, чтобы побудить участников заплатить максимальную сумму, которую они готовы заплатить, не наказывая их.

В Web3 больше всего возможностей для приложений по проектированию механизмов. Например, Блокчейн Протокол можете захотеть добиться результата честного поведения Протокол участника, не отклоняясь от ожидаемого поведения. Кроме того, Протокол можете захотеть получить точную информацию о стоимости сделки, ордер эффективно распределить Блок шорт по наиболее ценным сделкам.

Такие проблемы проектирования механизмов всегда сложны, а проблемы в среде блокчейна еще более уникальны.

1. Отсутствие доверия

Без доверенной стороны, обеспечивающей соблюдение механизма, проектирование пространства блокчейна становится более сложным.

Весь смысл использования Блокчейн Протокол без разрешения заключается в том, что вы не должны доверять какому-либо одному юридическому или физическому лицу, а только «среднему» предположению о том, что достаточное количество лонг Узел в Узел, управляющих Протокол, являются честными.

Но ирония архитектуры Xu лонг Блокчейн заключается в том, что каждый пакет транзакций, добавленных в историю цепочки для выполнения в Виртуальная машина, поддерживаемом Протокол, является продуктом одного Узел одностороннего решения.

Вы не знаете, можно ли доверять этому Узел.

Вот почему аукционы Vickery редко встречаются в пространстве блокчейна. Наивная реализация аукционов Викери скоро столкнется с проблемами, связанными с тем, что ими не будут манипулировать доверенные производители блоков. Проблема заключается в том, что продюсер блока может создать фальшивую «подставную ставку», которая немного ниже, чем у будущего победителя, заставляя победителя платить почти всю свою ставку (вместо фактической следующей по величине ставки).

Фальшивые ставки от ненадежных производителей блоков фактически привели к тому, что аукционы Викери падение обратно к модели аукциона первой цены, что является одной из причин, почему аукционы первой цены так распространены в web3. (Последняя ветвь литературы по традиционному дизайну механизмов, посвященная «доверенным механизмам», также рассматривает дизайн аукциона для ненадежных аукционистов, но с другой точки зрения.) ）

2. Время от времени происходит сговор

Еще одна причина, по которой механизм блокчейна трудно спроектировать, заключается в сговоре между участниками блокчейна. Например, аукционы второй цены могут легко вступить в сговор с компенсационными выплатами. Обоснование простое: поскольку победитель торгов платит вторую по величине ставку, он может подкупить участника, предложившего вторую по величине ставку, чтобы он предложил самую низкую цену.

В научной литературе по проектированию механизмов этот вопрос не волнует. Одной из причин этого может быть то, что сговор, особенно с компенсационными выплатами, трудно осуществить в реальном мире. После сговора победитель может отказаться от дачи взятки, поэтому получить заслуживающие доверия компенсационные выплаты сложно. (Как говорится: «Ворам нет пути».) ）

Однако в контексте блокчейна потенциальные участники сговора часто могут использовать смарт-контракты, чтобы обеспечить надежные обязательства по тому, чтобы сговор действительно работал. Вторая причина – отсутствие механизма, препятствующего сговору с компенсационными выплатами – механизма «раскрытия цен», который предоставляет только котировки и ничего больше.

Что еще хуже, пользователи протокола могут вступать в сговор не только друг с другом, но и с (ненадежными) производителями блоков (эквивалентно сговору участников торгов и аукционистов на реальных аукционах).

Защита от этого последнего сговора является одной из основных мотиваций для части сжигания механизма комиссии за транзакции EIP-1559 Ethereum. Не «сжигая» (или иным образом удерживая эти доходы от Производителей блоков), Производители блоков и Конечные пользователи могут вступать в сговор с компенсационными выплатами и уклоняться от любых резервных цен, которые пытается навязать механизм.

3. Нельзя полагаться только на верховенство закона

Проблема сговора явно не нова. На протяжении веков он преследовал различные механики в реальной жизни, но если вы посмотрите на литературу по дизайну механик, вы можете быть удивлены, увидев, что он едва ли решает эту проблему. Несмотря на то, что в литературе позитивно обсуждаются мотивы отдельных акторов к одностороннему манипулированию механизмами, она часто оставляет этот вопрос недокументированным понятиям «верховенства права». Например, участники механизма могут подписать юридический договор, в котором оговаривается, что они не будут вступать в сговор. Если будет обнаружен сговор, он будет передан в судебные каналы. Разработчики механизмов могут помочь, создав механизм, который относительно легко обнаруживает сговор.

В большей части литературы по институциональному дизайну лонга есть негласный секрет: опора на верховенство закона. Хотя мы не можем сказать, что нет верховенства права в тех областях Блокчейн Протокол где нет лицензии — мы часто видим, как правоохранительные органы успешно преследуют преступления на Блокчейн без лицензии — степень верховенства права лонг, чем в традиционных приложениях по разработке механизмов.

Если вы не можете полагаться на верховенство закона вне механизма, то проектировщик несет ответственность за решение проблемы внутри механизма. Этот подход повсеместно используется в решениях по проектированию механизмов в пространстве блокчейна. В Ethereum Протокол, в частности, можно привести множество примеров, начиная с EIP-1559 сжигания льгот по базовым сборам и заканчивая валидаторы разрезание неправомерными действиями в Соглашение Протокол.

4. Чем короче, тем больше

Дизайнерские шорты в Web3 больше, чем привыкли дизайнеры механизмов. В результате дизайнерам приходится переосмысливать все поставленные задачи. Например, механизм лонг предполагает платежи, а в традиционных приложениях для проектирования механизмов эти платежи будут осуществляться в фиат токен, таких как доллары США. У Сюй лонг Блокчейн Протокол есть свои собственные токен, и этот механизм в Протокол способен манипулировать этими токен.

Представьте себе, что вы написали статью о традиционном дизайне механики, и часть вашего описания механики звучала бы так: «Напечатайте кучу новых монет и раздайте их группе участников». Вне контекста блокчейна это смешно. Но когда вы говорите о дизайне механики в контексте Блокчейн Протокол, вы можете это сделать. Протокол контролировать токен, поэтому некоторые механизмы Протокол могут минтинг Токен или сжигать Токен.

Это означает, что проекты, которые были бы невозможны без местных монет, стали возможными. Например, как мотивировать Биткойн Майнер выполнять Протокол так, как задумано? Эти производители блоков стимулируются инфляционными вознаграждениями: печатанием новых монет (биткойн). Такой дизайн был бы невозможен без нативного токена.

5. Нативные монеты могут вызвать другие проблемы

Предыдущая причина подчеркивает силу нативных монет. Есть две вещи, которые вы можете сделать с нативным токен: «токен минтинг» (Биткойн Протокол минтинг новые Биткойн таким образом, чтобы стимулировать Майнер) и «Токен сжигание» (Ethereum EIP-1559 механизм комиссии за транзакцию для сжигания ETH способ защиты от сговора). Нативные монеты таят в себе опасности, которых нет в традиционном дизайне механизмов: микроэкономические проектные решения могут иметь макроэкономические последствия.

При традиционном устройстве механизмов нет причин беспокоиться о макроэкономических силах. Традиционные методы аукционов не оказали существенного влияния на предложение токенов или уровень инфляции в Соединенных Штатах. Это новый вызов для ландшафта дизайна web3. Что может пойти не так? Я расскажу вам два примера, один о минтинге Биткойна, а другой о сжигании ETH.

В результате использования вознаграждений за блоки - стимулирования майнеров путем печатания новых монет - Биткойн был вынужден вступить в инфляцию. Следовательно, он также должен иметь соответствующую политику выпуска для определения уровня инфляции и того, как он будет развиваться с течением времени. Сатоши Накамото также установил жесткий лимит предложения в размере 21 миллиона биткойнов. Поскольку существует твердая капитализация на количество биткойнов, инфляция должна быть близка к нулю.

Если инфляция действительно равна нулю, что следует использовать, чтобы стимулировать майнера продолжать работу протокола и обеспечивать безопасность биткойна? Была надежда, что комиссии за транзакции компенсируют недостающую награду за блок, хотя шансы на это довольно малы. Как мы все знаем, если комиссия за транзакцию близка к нулю, то Биткойн Протокол будет страдать от серьезных проблем с безопасностью.

Специалисты по информатике из Принстонского университета Майлз Карлстон, Гарри Калоднер, Мэтью Вайнберг и Арвинд Нараянан в своей статье указывают на еще одно различие между комиссиями за транзакции и вознаграждением за блок. В то время как Награда за блок одинакова для каждого Блока (по крайней мере, между двумя последовательными Наградами за блок «Халвинг»), Комиссия за транзакцию может меняться на порядки, что, в свою очередь, вносит новую теоретико-игровую нестабильность в Протокол. В этом смысле макроэкономические решения по установлению потолков предложения имеют негативные микроэкономические последствия для соглашения и его участников.

Точно так же, как Награда за блок минтинг является инфляционной силой для Биткойн, сжигание Комиссия за транзакцию в EIP-1559 является дефляционной силой для Ethereum. В Ethereum Протокол (которая использует инфляцию валидаторы вознаграждений) между этими двумя силами происходит перетягивание каната, и дефляция часто побеждает. ETH в настоящее время представляет собой чистую дефляционную токен, которая является макроэкономическим следствием микроэкономических мотивационных проектных решений в Протокол Комиссия за транзакцию механизмах.

Дефляция – это хорошо или плохо для Ethereum Протокол? Держатели ETH любят дефляцию, потому что при прочих равных условиях их токен со временем становится более ценным. (На самом деле, этот побочный продукт, возможно, в конечном итоге подтолкнул общественное мнение к поддержке перехода к механизму комиссий за транзакции EIP-1559.) Тем не менее, термин «дефляция» пугает традиционно подготовленных макроэкономистов, напоминая об экономической стагфляции в Японии в 90-х годах.

Кто прав? Лично я не думаю, что суверенные фиатные фиаты являются подходящей аналогией для криптоактивов, таких как ETH. Итак, какая аналогия правильная? Это все еще открытый вопрос, который требует дальнейшего изучения исследователями Блокчейн: почему дефляционные монетарные токен могут использоваться как Криптоактивы для поддержка Блокчейн Протокол, но не как правовой токен для поддержка суверенных государств?

6. Базовый стек нельзя игнорировать

В информатике одна из вещей, к которой мы стремимся, — это модульность и чистая абстракция, которые дают нам возможность доверять части системы. При проектировании и анализе части системы может потребоваться знать возможности, выводимые другими частями системы. Но в идеале вам не нужно знать, как эта функция реализована под капотом.

В Блокчейн Протокол мы еще не достигли этого идеального состояния. В то время как строители и проектировщики механизмов могут сосредоточиться на уровне приложений, они не могут игнорировать то, как работает уровень инфраструктуры и его детали.

Например, при разработке AMM маркет-мейкер необходимо учитывать возможность того, что за упорядочение транзакций отвечает ненадежный поставщик блоков. Или, когда вы рассматриваете возможность разработки механизма Комиссии за транзакцию для свертки (L2), вы должны платить не только за потребление ресурсов L2, но и за все расходы, понесенные базовым протоколом L1 (например, хранение данных вызовов).

В обоих этих примерах эффективная конструкция механизма для одного уровня требует детального понимания других уровней. Возможно, по мере того, как технология блокчейн будет становиться все более и более зрелой, мы будем явно разыгрывать людей как лохов разных слоев. Но мы, конечно, еще не дошли до этого.

7. Требуется работа в среде с ограниченными вычислительными ресурсами

Блокчейн Протокол реализация "Computer in Sky" представляет собой вычислительно ограниченную среду. Традиционное проектирование механизмов фокусируется только на экономических стимулах и игнорирует вычислительные задачи (например, хорошо известный механизм Викери-Кларка-Гроувса неприменим для очень сложных задач распределения).

Когда в 1999 году Нисан и Ронен предложили схему алгоритма, они указали на то, что нам действительно нужна какая-то вычислительная трассируемость, чтобы сделать этот механизм практичным в реальном мире. Поэтому они предлагают ограничить внимание механизмами вычислений и коммуникации, которые используют в качестве параметра задачи определенное количество самых длинных (а не экспоненциальных) расширений функций.

Поскольку Блокчейн Протокол Виртуальная машина требует больших вычислительных ресурсов, механизм в блокчейне должен быть очень легким — долгосрочно время и связь необходимы, но недостаточны. Например, дефицит является основной причиной, по которой AMM полностью доминируют в Ethereum Децентрализованное финансирование, а не более традиционные решения, такие как ограничение ордер книг.

8. Он всё ещё находится на ранней стадии

Часто, когда люди говорят, что web3 все еще находится на ранних стадиях, они имеют в виду либо инвестиционную возможность, либо внедрение. Но с научной точки зрения мы еще раньше. Это будет только усложняться, хотя возможности огромны.

Преимущества работы в зрелой области исследования воспринимаются всеми как должное. Существуют устоявшиеся модели и определения. Достигнуты соглашения по наиболее важным вопросам. Кроме того, была разработана ключевая координация для измерения прогресса. Существует публичный словарь и большая общедоступная база знаний. Есть также способы ускорить процесс, в том числе тщательно проверенные учебники, онлайн-курсы и другие ресурсы.

В то же время в лонгующий Блокчейн мира мы еще не знаем «правильных» моделей и определений, чтобы ясно мыслить и добиваться прогресса в важных вопросах. Например, какая концепция поощрения совместимости является наиболее важной в контексте Блокчейн Протокол? Что такое слои стека web3? Из каких компонентов состоит максимальное извлекаемое значение (MEV)? Это все открытые вопросы.

Для тех, кто интересуется наукой о блокчейне, незрелость этой области действительно является проблемой. Но раннее участие – сейчас – также открывает уникальные возможности.

Проектирование механизмов всегда было полезным инструментом для уровня интернет-приложений, таких как рекламные аукционы в режиме реального времени или двусторонний дизайн рынка, который широко распространен в современных самых длинных потребительских онлайн-приложениях, от электронной коммерции до группирования.

Но в Web3 проектирование механизмов также информирует проектные решения о самой инфраструктуре.

Еще в семидесятых-восьмидесятых годах прошлого века, когда протоколы маршрутизации интернета еще находились на стадии обсуждения и проектирования. Насколько я знаю, нет ни одного профессионала в разработке стимулов и механизмов, которому было бы место в этом. Оглядываясь назад, мы понимаем, что такие люди могли бы предоставить полезную информацию для дизайна. Между тем, в web3 стимулы были частью обсуждения с самого начала с выпуском первоначального Биткойн Вайтпейпер.

Путаница, связанная с «правильными» моделями, определениями и показателями успеха для web3, на самом деле говорит нам о том, что мы живем в золотом веке. Будущие поколения студентов и ученых будут завидовать нам, что у нас есть возможность формировать траекторию развития этой технологии в нужное время и в нужном месте. Так что, хотя в этой области, возможно, не будет длинных учебников, когда-нибудь это будет, и то, что эти книги будут описывать, это то, что мы делаем прямо сейчас.