Оригінальний автор: Тім Роугарден, керівник досліджень у криптовалюті a16z

Оригінальна збірка: 0x xz, Golden Finance

Глибоке вивчення місцевості навчить вас усвідомлювати, що реальні проблеми – це не що інше, як погане маскування проблем, які були правильно вирішені. Наприклад, коли я викладав Алгоритм Basics, студенти навчилися визначати проблеми, які зводилися до обчислень найкоротшого шляху або лінійного програмування.

Ця закономірність збігається також справедлива при розробці механізмів, які є «зворотною теорією ігор», яка використовує стимули для досягнення бажаних результатів. Інструменти та уроки, отримані з проектування механізмів, особливо корисні в теорії аукціонів, дизайні ринку та теорії соціального вибору.

Крипто та web3 пронизані проблемами дизайну механізмів. Можна подумати, що тугу проблем можна вирішити, застосувавши зміст підручника і скоригувавши старі уявлення. Однак унікальні виклики та обмеження інклюзивних Блокчейн протокол часто змушують переосмислити основні принципи, здавалося б, вирішених питань. Це ускладнює проєктування механізмів у web3. Але саме ці виклики роблять дизайн механізмів web3 захоплюючим.

У цій статті я розгляну деякі проблеми розробки механізмів web3. Ці проблеми можуть бути знайомі шифрування рідним користувачам, але більш глибоке розуміння конструкції механізмів має надати всім будівельникам новий погляд на те, чому вирішення цих проблем є таким важким. Для розробників механізмів, якщо ви думаєте про нову програму, вас можуть зацікавити проблеми, пов'язані з інклюзивним середовищем.

Але спочатку нам потрібно знати, що таке механічне проектування?

Становлення галузі проектування механізмів датується принаймні 1961 роком, коли економіст Колумбійського університету, а пізніше лауреат Нобелівської премії Вільям Вікрі офіційно запропонував закритий аукціон за другою ціною. Ще в 1797 році цей метод аукціону був використаний, коли письменник Йоганн Вольфганг фон Гете продав рукопис своєї епічної поеми «Герман і туга за Ротеєю», і широко використовувався колекціонерами марок у 19 столітті, але був офіційно запропонований Вікрі лише в 1961 році, і зараз його часто називають «аукціоном Вікрі». У режимі аукціону Vickery перемагає учасник, який запропонував найвищу ціну, але платить другу найвищу ставку. Цей вид аукціону стимулює реальну перевагу учасника торгів і доставляє лот особі з найвищою оцінкою.

Vickery Auction – це елегантний та ефективний дизайн, який був застосований до реального світу, адаптуючись та оновлюючись відповідно до нових ситуацій, а практика формує теорію та навпаки. Як і Vickery Auctions, історія проектування механізмів як формальної дисципліни – це історія переплетення теорії та практики, яка є водночас глибокою та красивою.

На відміну від теорії ігор, яка встановлює вимір стратегічної взаємодії і досліджує найбільш вірогідні результати поведінки, область проектування механізмів починається не з гри, а з бажаного результату. Мета механічного проектування полягає в тому, щоб перепроектувати певну форму гри таким чином, щоб бажаний результат (який може характеризуватися ефективністю, справедливістю або певною поведінкою) був збалансованим. У випадку з аукціонами Vickery кінцева мета полягає в тому, щоб спонукати учасників заплатити максимальну суму, яку вони готові заплатити, не штрафуючи їх.

У Web3 є найдовші можливості для додатків для проектування механізмів. Наприклад, Блокчейн протокол може захотіти досягти результату чесної поведінки протокол учасника, не відхиляючись від очікуваної поведінки. Крім того, протокол можете захотіти отримати точну інформацію про вартість транзакції в ордер, щоб ефективно розподілити Блок шорт між найціннішими угодами.

Такі проблеми з конструкцією механізмів завжди є складними, а виклики в Блокчейн середовищі ще більш унікальними.

1. Відсутність довіри

Без довіреної сторони, яка б забезпечувала виконання механізму, проектування Блокчейн простору ускладнюється.

Весь сенс використання інклюзивних Блокчейн протокол полягає в тому, що ви не зобов'язані довіряти якійсь одній організації чи фізичній особі, а лише припущенню про «середню» довіру, що достатньо лонг Нода у Нода, що керують протокол, є чесними.

Але іронія архітектури Xu лонг Блокчейн полягає в тому, що кожна партія транзакцій, додана до історії ланцюжка для виконання в Віртуальна машина, що підтримується протокол, є продуктом одного Нода одностороннього рішення.

Ви не знаєте, чи можна довіряти цьому Нода.

Ось чому аукціони Vickery рідко можна побачити в просторі Блокчейн. Наївне впровадження аукціонів Vickery незабаром зіткнеться з проблемами того, що ними не маніпулюють довірені виробники блоків. Проблема полягає в тому, що продюсер Блок може створити фальшиву «шилінгову ставку», яка буде трохи нижчою, ніж майбутній переможець, змушуючи переможця платити майже всю свою ставку (замість фактичної наступної найвищої ставки).

Фальшиві ставки від ненадійних виробників блоків фактично призвели до того, що аукціони Vickery падіння повернутися до моделі аукціону за першою ціною, що є однією з причин, чому аукціони з першою ціною так поширені у web3. (Остання гілка традиційної літератури з проектування механізмів про «довірені механізми» також розглядає дизайн аукціону для ненадійних аукціоністів, але з іншої точки зору.) ）

2. Час від часу відбувається змова

Ще одна причина, по якій механізм Блокчейн складно розробити, - це змова між Блокчейн учасниками. Наприклад, аукціони за другою ціною можуть легко вступити в змову з компенсаційними виплатами. Обґрунтування просте: оскільки переможець торгів сплачує другу за величиною ставку, він може підкупити учасника, який запропонував другу найвищу ціну, щоб той зробив найдовшу ставку нижче.

Наукова література з конструювання механізмів не турбує цю проблему. Однією з причин цього може бути те, що змову, особливо з компенсаційними виплатами, важко досягти в реальному світі. Після змови переможець може відмовитися від сплати хабара, тому отримати достовірні компенсаційні виплати складно. (Як то кажуть: «Злодіям немає шляху».) ）

Однак у контексті Блокчейн потенційні змовники часто можуть використовувати смартконтракти для надання надійних зобов'язань для того, щоб змова дійсно спрацювала. Друга причина – відсутність механізму, який би перешкоджав змові з компенсаційними виплатами – механізму «розкриття цін», який надає лише котирування і нічого більше.

Що ще гірше, протокол користувачі можуть вступати в змову не тільки один з одним, але і з (ненадійними) Блок виробниками (еквівалентно змові між учасником і аукціоністом на реальних аукціонах).

Захист від цієї останньої змови є однією з головних мотивацій для спалювання частини механізму комісії за транзакції EIP-1559 Ethereum. Не «спалюючи» (або іншим чином не утримуючи ці доходи від Блок виробників), Блок Виробники та Кінцеві користувачі можуть вступити в змову з компенсаційними виплатами та ухилитися від будь-яких резервних цін, які намагається запровадити механізм.

3. Не можна покладатися лише на верховенство права

Проблема змови явно не нова. Протягом століть він переслідував різні реальні механіки, але якщо ви подивитеся на літературу з механічного дизайну, ви можете бути здивовані, побачивши, що він ледве вирішує цю проблему. Хоча в літературі позитивно обговорюється мотивація окремих суб'єктів до одностороннього маніпулювання механізмами, вона часто залишає питання недокументованим поняттям «верховенства права». Наприклад, учасники механізму можуть підписати юридичний договір, який передбачає, що вони не вступатимуть у змову. Якщо буде виявлено змову, вона буде доведена до легальних каналів. Розробники механізмів можуть допомогти, створивши механізм, який відносно легко виявити змову.

У більшій частині лонг літератури з інституційного дизайну є прихована таємниця: опора на верховенство права. Хоча ми не можемо сказати, що в Блокчейн протокол сферах, де немає ліцензії, немає верховенства права – ми часто бачимо, як правоохоронні органи успішно переслідують злочини на безліцензійних Блокчейн – рівень верховенства права лонг вищий, ніж у традиційних програмах розробки механізмів.

Якщо ви не можете покладатися на верховенство права поза механізмом, то проектувальник несе відповідальність за вирішення проблеми всередині механізму. Такий підхід повсюдно зустрічається в конструктивних рішеннях механізмів в Блокчейн просторі. Зокрема, Ethereum протокол можна навести безліч прикладів: від EIP-1559 пільг від базового збору до валідатори розрізання неправомірних дій у Консенсус протокол.

4. Дизайн коротший - більший

Дизайнерські шорти у Web3 більші, ніж звикли дизайнери механізмів. В результаті дизайнерам доводиться переосмислювати всі поставлені проблеми. Наприклад, механізм лонг передбачає платежі, а в традиційних програмах проектування механізмів ці платежі будуть здійснюватися в фіат монета, таких як долари США. У Сюй лонг Блокчейн протокол є свої рідні монета, і цей механізм всередині протокол здатний маніпулювати цими монета.

Уявіть, що ви написали статтю про традиційний дизайн механіки, і частина вашого опису механіка звучала так: «Надрукуйте купу нових монет і роздайте їх групі учасників». Поза контекстом Блокчейн це смішно. Але коли ви говорите про механічний дизайн у контексті Блокчейн протокол, ви можете це зробити. протокол контролюють монета, тому деякі механізми протокол можуть мінтинг Токен або спалити Токен.

Це означає, що дизайни, які були б неможливі без нативних монет, стали можливими. Наприклад, як ви мотивуєте Біткойн Майнер виконувати протокол за призначенням? Ці Блок виробники стимулюються інфляційними винагородами: друком нових монет (Біткойн). Така конструкція була б неможлива без рідного монета.

5. Нативні монети можуть спричинити інші проблеми

Попередня причина підкреслює силу нативних монет. Є дві речі, які ви можете зробити з нативними монета: «монета мінтинг» (Біткойн протокол мінтинг нові Біткойн таким чином, щоб стимулювати Майнер) і «спалювання Токен» (Ethereum EIP-1559 механізм комісії за транзакції для спалювання ETH спосіб захисту від змови). Нативні монети таяться в собі небезпеки, яких не існує в традиційному дизайні механізмів: мікроекономічні дизайнерські рішення можуть мати макроекономічні наслідки.

У традиційній конструкції механізмів немає причин турбуватися про макроекономічні сили. Традиційні методи аукціонів не мали значного впливу на монета пропозицію чи рівень інфляції в Сполучених Штатах. Це новий виклик для дизайн-ландшафту web3. Що може піти не так? Я розповім вам два приклади, один про мінтинг Біткойн, а інший про спалення ETH.

В результаті використання Блок Rewards – заохочення майнерів друком нових монет – Біткойн був змушений Інфляція. Тому він також повинен мати відповідний політика випуску для визначення рівня інфляції та того, як вона розвиватиметься з часом. Сатоші Накамото також встановив жорсткий ліміт пропозиції на рівні 21 мільйона Біткойн. Оскільки на суму Біткойн є hard cap, то інфляція повинна бути близька до нуля.

Якщо інфляція дійсно дорівнює нулю, то що слід використовувати, щоб стимулювати Майнер продовжувати протокол і забезпечувати безпеку для Біткойн? Є надія, що комісії за транзакції компенсують відсутні Нагорода за блок, хоча шанси на те, що це станеться, досить невеликі. Як ми всі знаємо, якщо комісія за транзакцію близька до нуля, то Біткойн протокол страждатиме від серйозних проблем із безпекою.

Комп'ютерні вчені з Прінстонського університету Майлз Карлстон, Гаррі Калоднер, Метью Вайнберг і Арвінд Нараянан у статті вказують на ще одну різницю між комісією за транзакцію та винагородою за блок. Хоча Нагорода за блок однакова для кожного Блок (принаймні між двома послідовними «Халвінг» Нагорода за блок), Комісія за транзакцію може змінюватися на порядки, що, у свою чергу, вносить у протокол нову теоретико-ігрову нестабільність. У цьому сенсі макроекономічні рішення щодо фіксації стелі пропозиції мають негативні мікроекономічні наслідки для угоди та її учасників.

Подібно до того, як Нагорода за блок мінтинг є інфляційною силою для Біткойн, спалювання Комісія за транзакцію в EIP-1559 є дефляційною силою для Ethereum. У Ethereum протокол (який використовує інфляцію валідатори винагороди) між цими двома силами відбувається перетягування каната, і дефляція часто перемагає. ETH зараз є чистою дефляційною монета, яка є макроекономічним наслідком мікроекономічних мотиваційних проектних рішень у протокол Комісія за транзакцію механізмах.

Дефляція – це добре чи погано для Ethereum протокол? ETH власники люблять дефляцію, тому що за інших рівних умов їхні Токен з часом стають ціннішими. (Насправді, цей побічний продукт, можливо, в кінцевому підсумку змусив громадську думку підтримка перехід до механізму комісії за транзакції EIP-1559.) Однак термін «дефляція» лякає традиційно підготовлених макроекономістів, нагадуючи економічну стагфляцію в Японії в 90-х роках.

Хто правий? Особисто я не думаю, що монети суверенної фіат є правильною аналогією для таких Криптоактиви, як ETH. Отже, яка ж правильна аналогія? Це все ще відкрите питання, яке потребує подальшого вивчення Блокчейн дослідниками: чому дефляційні монетарні монета можуть використовуватися як Криптоактиви для підтримка Блокчейн протокол, а не як юридичний монета для підтримка суверенних держав?

6. Базовий стек не можна ігнорувати

У комп'ютерних науках однією з речей, яких ми прагнемо досягти, є модульність і чиста абстракція, що дає нам можливість довіряти частині системи. При проектуванні та аналізі частини системи може знадобитися знати можливості, що виводяться іншими частинами системи. Але в ідеалі вам не потрібно знати, як ця функція реалізована під капотом.

У Блокчейн протокол ми ще не дійшли до цього ідеального стану. Хоча розробники та розробники механізмів можуть хотіти зосередитися на прикладному рівні, вони не можуть ігнорувати те, як працює рівень інфраструктури та його деталі.

Наприклад, якщо ви розробляєте AMM маркет-мейкер, ви повинні враховувати можливість того, що ненадійний продюсер блоків несе відповідальність за впорядкування транзакцій. Або, коли ви розглядаєте можливість розробки механізму Комісія за транзакцію для (L2)rollup, ви повинні платити не тільки за споживання ресурсів L2, але й за всі витрати, пов'язані з базовим L1 протокол (наприклад, зберігання calldata).

В обох цих прикладах ефективна конструкція механізму для одного шару вимагає детального розуміння інших шарів. Можливо, у міру того, як Блокчейн технологія ставатиме все більш зрілою, ми чітко обдурювати людей, як лохів різних шарів. Але ми, звичайно, ще не досягли цього.

7. Потрібно працювати в середовищі з обмеженими обчислювальними можливостями

Реалізація Блокчейн протокол "Computer in Sky" є середовищем з обмеженими обчислювальними можливостями. Традиційний дизайн механізмів фокусується тільки на економічних стимулах і ігнорує обчислювальні проблеми (наприклад, добре відомий механізм Віккері-Кларка-Гроувза нездійсненний для дуже складних розподільних задач).

Коли в 1999 році Нісан і Ронен запропонували розробку механізму алгоритму, вони зазначили, що нам дійсно потрібна якась обчислювальна простежуваність, щоб зробити механізм практичним у реальному світі. Тому вони пропонують обмежити увагу механізмами обчислень і зв'язку, які використовують певну кількість найдовших (а не експоненціальних) розширень функцій як параметр задачі.

Оскільки Блокчейн протокол Віртуальна машина дуже інтенсивний з точки зору обчислень, механізм у блокчейні повинен бути дуже легким – довгостроково часу та зв'язку необхідні, але недостатньо. Наприклад, дефіцит є основною причиною, чому AMM повністю домінують над Ethereum Децентралізоване фінансування, а не над більш традиційними рішеннями, такими як обмеження ордер книг.

8. Він все ще знаходиться на ранніх стадіях

Часто, коли люди кажуть, що web3 все ще перебуває на ранніх стадіях, вони мають на увазі або інвестиційну можливість, або прийняття. Але з наукової точки зору ми ще раніше. Далі буде тільки важче – хоча можливості величезні.

Переваги роботи в зрілій галузі навчання сприймаються всіма як належне. Існують усталені моделі і визначення. Консенсус було досягнуто з найважливіших питань. Також була розвинена ключова координація при вимірюванні прогресу. Є публічний словниковий запас і велика база знань. Існують також способи прискорити роботу, включаючи ретельно перевірені підручники, онлайн-курси та інші ресурси.

Водночас, у лонгуючий Блокчейн світу ми ще не знаємо «правильних» моделей та визначень, щоб ясно мислити та досягати прогресу у важливих питаннях. Наприклад, яке найважливіше поняття стимулів сумісності в контексті Блокчейн протокол? Що таке шари стека web3? Які компоненти максимальної цінності, що видобувається (MEV)? Це все відкриті питання.

Для тих, хто цікавиться Блокчейн наукою, незрілість галузі справді є викликом. Але участь на ранніх стадіях – вже зараз – також відкриває унікальні можливості.

Проектування механізмів завжди було корисним інструментом для прикладного рівня Інтернету – наприклад, рекламні аукціони в реальному часі або двосторонній дизайн ринку, який переважає в сучасних найдовших споживчих онлайн-додатках, від електронної комерції до групування.

Але у Web3 проєктування механізмів також впливає на проєктні рішення щодо самої інфраструктури.

Ще в сімдесятих-вісімдесятих роках минулого століття, коли протоколи інтернет-маршрутизації ще перебували на стадії обговорення і проектування. Наскільки мені відомо, немає жодного професіонала в галузі стимулювання та проектування механізмів, якому б було місце в цьому. Озираючись назад, ми розуміємо, що такі люди могли б надати корисну інформацію для дизайну. Тим часом у web3 стимули були частиною обговорення з самого початку з випуском початкового Біткойн Біла книга.

Плутанина навколо «правильних» моделей, визначень та показників успіху для web3 насправді говорить нам, що ми перебуваємо в золотому віці. Майбутні покоління студентів і вчених будуть заздрити нам, що у нас є можливість формувати траєкторію розвитку цієї технології в потрібний час і в потрібному місці. Тож, можливо, не буде найдовших підручників у цій сфері, один день буде, і те, що ці книги описуватимуть, це те, що ми зараз робимо.