Tác giả gốc: Tim Roughgarden, Trưởng nhóm nghiên cứu tại a16z crypto

Biên soạn gốc: 0x xz, Golden Finance

Một nghiên cứu chuyên sâu về một lĩnh vực sẽ dạy bạn nhận ra rằng các vấn đề trong thế giới thực không gì khác hơn là một sự ngụy trang kém cho các vấn đề đã được giải quyết đúng cách. Ví dụ, khi tôi dạy Thuật toán Basics, học sinh đã học cách xác định các vấn đề sôi sục với các phép tính đường dẫn ngắn nhất hoặc lập trình tuyến tính.

Mô hình này khớp cũng có giá trị trong thiết kế cơ chế, đó là một "lý thuyết trò chơi nghịch đảo" sử dụng các ưu đãi để đạt được kết quả mong muốn. Các công cụ và bài học rút ra từ thiết kế cơ chế đặc biệt hữu ích trong lý thuyết đấu giá, thiết kế thị trường và lý thuyết lựa chọn xã hội.

Tiền điện tử và web3 bị đánh đố với các vấn đề thiết kế cơ chế. Người ta có thể nghĩ rằng khao khát các vấn đề có thể được giải quyết bằng cách áp dụng nội dung sách giáo khoa và điều chỉnh lại các ý tưởng cũ. Tuy nhiên, những thách thức và hạn chế độc đáo của Blockchain giao thức không được phép thường buộc phải suy nghĩ lại về các nguyên tắc cơ bản của các vấn đề dường như đã được giải quyết. Điều này làm phức tạp việc thiết kế các cơ chế trong web3. Nhưng chính những thách thức này làm cho thiết kế cơ chế web3 trở nên hấp dẫn.

Trong bài viết này, tôi sẽ khám phá một số thách thức khi thiết kế cơ chế web3. Những thách thức này có thể quen thuộc với mã hóa người dùng bản địa, nhưng sự hiểu biết sâu sắc hơn về thiết kế cơ chế sẽ cung cấp cho tất cả các nhà xây dựng một quan điểm mới về lý do tại sao việc giải quyết những vấn đề này lại khó khăn như vậy. Đối với các nhà thiết kế cơ chế, nếu bạn đang nghĩ về một ứng dụng mới, bạn có thể quan tâm đến những thách thức đi kèm với môi trường không được phép.

Nhưng trước tiên, những gì chúng ta cần biết là, thiết kế cơ khí là gì?

Sự hình thành của lĩnh vực thiết kế cơ chế bắt đầu từ ít nhất là năm 1961, khi nhà kinh tế học Đại học Columbia và sau đó là người đoạt giải Nobel William Vickrey chính thức đề xuất một cuộc đấu giá niêm phong giá thứ hai. Ngay từ năm 1797, phương pháp đấu giá này đã được sử dụng khi tác giả Johann Wolfgang von Goethe bán bản thảo bài thơ sử thi Hermann và Longing Rothea, và thường được sử dụng bởi các nhà sưu tập tem vào thế kỷ 19, nhưng không được Vickrey chính thức đề xuất cho đến năm 1961, và bây giờ thường được gọi là "đấu giá Vickrey". Trong chế độ đấu giá Vickery, người trả giá cao nhất sẽ thắng, nhưng trả giá cao thứ hai. Loại đấu giá này kích thích sở thích thực sự của người trả giá và giao lô cho người có thẩm định cao nhất.

Vickery Auction là một thiết kế thanh lịch và hiệu quả đã được áp dụng vào thế giới thực, thích ứng và cập nhật theo tình huống mới, và thực hành thông báo lý thuyết và ngược lại. Giống như Vickery Auctions, lịch sử thiết kế cơ chế như một môn học chính thức là một lịch sử của lý thuyết và thực hành đan xen, vừa sâu sắc vừa đẹp đẽ.

Trái ngược với lý thuyết trò chơi, thiết lập một khía cạnh tương tác chiến lược và khám phá các kết quả hợp lý nhất của hành vi, lĩnh vực thiết kế cơ chế không bắt đầu bằng trò chơi, mà với kết quả mong muốn. Mục đích của thiết kế cơ học là đảo ngược kỹ thuật một số hình thức trò chơi để kết quả mong muốn (có thể được đặc trưng bởi hiệu quả, công bằng hoặc một số hành vi nhất định) được cân bằng. Trong trường hợp của Vickery Auctions, mục tiêu cuối cùng là lôi kéo người tham gia trả số tiền tối đa mà họ sẵn sàng trả mà không phạt họ.

Có nhiều cơ hội nhất cho các ứng dụng thiết kế cơ chế trong Web3. Ví dụ, Blockchain giao thức có thể muốn đạt được kết quả của hành vi trung thực của giao thức người tham gia mà không đi chệch khỏi hành vi mong đợi. Ngoài ra, giao thức có thể muốn có được thông tin chính xác về giá trị của một giao dịch trong lệnh để phân bổ hiệu quả Khối short cho các giao dịch có giá trị nhất.

Các vấn đề thiết kế cơ chế như vậy luôn là thách thức, và những thách thức trong môi trường Blockchain thậm chí còn độc đáo hơn.

1. Thiếu niềm tin

Nếu không có một bên đáng tin cậy để thực thi cơ chế, việc thiết kế không gian Blockchain trở nên khó khăn hơn.

Toàn bộ điểm của việc sử dụng Blockchain giao thức không cần cấp phép là bạn không phải tin tưởng bất kỳ một thực thể hoặc cá nhân nào, chỉ cần giả định tin cậy "trung bình" rằng đủ long Nút trong Nút điều hành giao thức là trung thực.

Nhưng điều trớ trêu của kiến trúc Xu long Blockchain là mỗi loạt giao dịch được thêm vào lịch sử của chuỗi được thực hiện trong một Máy ảo được duy trì bởi giao thức là sản phẩm của một quyết định đơn phương Nút duy nhất.

Bạn không biết liệu bạn có thể tin tưởng Nút này hay không.

Đây là lý do tại sao các cuộc đấu giá Vickery hiếm khi được nhìn thấy trong không gian Blockchain. Việc triển khai ngây thơ các cuộc đấu giá Vickery sẽ sớm gặp phải vấn đề không bị thao túng bởi các nhà sản xuất khối đáng tin cậy. Vấn đề là một Nhà sản xuất Khối có thể tạo ra một "giá thầu shill" giả mạo thấp hơn một chút so với người chiến thắng sắp tới, buộc người chiến thắng phải trả gần như tất cả giá thầu của họ (thay vì giá thầu cao nhất thực tế tiếp theo).

Giá thầu giả từ các nhà sản xuất khối không đáng tin cậy đã khiến các cuộc đấu giá Vickery giảm trở lại mô hình đấu giá giá đầu tiên, đó là một trong những lý do tại sao đấu giá giá đầu tiên rất phổ biến trong web3. (Chi nhánh mới nhất của tài liệu thiết kế cơ chế truyền thống về "cơ chế đáng tin cậy" cũng xem xét thiết kế đấu giá cho những người tham gia đấu giá không đáng tin cậy, nhưng từ một góc độ khác.) ）

2. Thỉnh thoảng có sự thông đồng

Một lý do khác khiến cơ chế Blockchain khó thiết kế là sự thông đồng giữa những người tham gia Blockchain. Ví dụ, đấu giá giá thứ hai có thể dễ dàng thông đồng với các khoản thanh toán bồi thường. Lý do rất đơn giản: vì người trúng thầu trả giá cao thứ hai, người trả giá có thể hối lộ người trả giá cao thứ hai để trả giá thấp hơn lâu nhất.

Các tài liệu học thuật về thiết kế cơ chế không lo lắng về vấn đề này. Một lý do cho điều này có thể là sự thông đồng, đặc biệt là với các khoản thanh toán bồi thường, rất khó đạt được trong thế giới thực. Sau khi thông đồng, người chiến thắng có thể từ chối trả tiền hối lộ, vì vậy rất khó để có được các khoản thanh toán bồi thường đáng tin cậy. (Như câu nói, "Không có cách nào giữa những tên trộm.") ）

Tuy nhiên, trong bối cảnh Blockchain, những kẻ thông đồng tiềm năng thường có thể sử dụng hợp đồng thông minh để đưa ra các cam kết đáng tin cậy để thông đồng thực sự hiệu quả. Lý do thứ hai là thiếu một cơ chế để ngăn chặn sự thông đồng với các khoản thanh toán bồi thường - cơ chế "công khai giá", chỉ cung cấp báo giá và không có gì khác.

Để làm cho vấn đề tồi tệ hơn, người dùng giao thức có thể thông đồng không chỉ với nhau mà còn với các nhà sản xuất Khối (không đáng tin cậy) (tương đương với sự thông đồng giữa người trả giá và đấu giá trong các cuộc đấu giá trong thế giới thực).

Bảo vệ chống lại sự thông đồng cuối cùng này là một trong những động lực chính cho phần đốt cháy của cơ chế phí giao dịch EIP-1559 Ethereum. Không "đốt" (hoặc giữ lại các khoản thu này từ Nhà sản xuất Khối), Nhà sản xuất và Người dùng cuối Khối có thể thông đồng với các khoản thanh toán bồi thường và trốn tránh bất kỳ mức giá dự trữ nào mà cơ chế đang cố gắng áp đặt.

3. Bạn không thể chỉ dựa vào pháp quyền

Vấn đề thông đồng rõ ràng không phải là mới. Nó đã gây khó khăn cho nhiều cơ chế thực tế khác nhau trong nhiều thế kỷ, nhưng nếu bạn nhìn vào các tài liệu thiết kế cơ khí, bạn có thể ngạc nhiên khi thấy rằng nó hầu như không giải quyết được vấn đề này. Trong khi các tài liệu thảo luận tích cực về động cơ của các chủ thể cá nhân đối với việc thao túng đơn phương các cơ chế, nó thường để lại câu hỏi cho các khái niệm không có tài liệu về "pháp quyền". Ví dụ, những người tham gia cơ chế có thể ký một hợp đồng pháp lý quy định rằng họ sẽ không thông đồng. Nếu phát hiện thông đồng, nó sẽ được đưa đến các kênh hợp pháp. Các nhà thiết kế cơ chế có thể giúp đỡ bằng cách tạo ra một cơ chế tương đối dễ phát hiện sự thông đồng.

Có một bí mật ngầm trong phần lớn các tài liệu thiết kế thể chế của long: sự phụ thuộc vào pháp quyền. Mặc dù chúng ta không thể nói rằng không có pháp quyền ở Blockchain giao thức khu vực không có giấy phép - chúng ta thường thấy cơ quan thực thi pháp luật truy tố thành công tội phạm trên Blockchain không có giấy phép - mức độ pháp quyền long hơn so với các ứng dụng thiết kế cơ chế truyền thống.

Nếu bạn không thể dựa vào các quy định của pháp luật bên ngoài cơ chế, thì nhà thiết kế có trách nhiệm giải quyết vấn đề trong cơ chế. Cách tiếp cận này có mặt khắp nơi trong các quyết định thiết kế cơ chế trong không gian Blockchain. Đặc biệt, Ethereum giao thức, có rất nhiều ví dụ từ việc đốt EIP-1559 lợi ích phí cơ bản đến Người xác thực phạt hành vi sai trái trong Nhận thức chung giao thức của nó.

4. Thiết kế ngắn hơn là lớn hơn

Các quần short thiết kế trong Web3 lớn hơn so với các nhà thiết kế cơ chế được sử dụng. Kết quả là, các nhà thiết kế phải suy nghĩ lại tất cả các vấn đề được đưa ra. Ví dụ, cơ chế long liên quan đến thanh toán và trong các ứng dụng thiết kế cơ chế truyền thống, các khoản thanh toán này sẽ được thực hiện bằng tiền pháp định coin như đô la Mỹ. Xu long Blockchain giao thức có coin bản địa của riêng mình và cơ chế này trong giao thức có khả năng thao túng những coin này.

Hãy tưởng tượng nếu bạn viết một bài báo về thiết kế cơ khí truyền thống, và một phần mô tả cơ khí của bạn là: "In một loạt các đồng tiền mới và phân phối chúng cho một nhóm người tham gia." Bên ngoài bối cảnh của Blockchain, điều này thật nực cười. Nhưng khi bạn đang nói về thiết kế cơ khí trong bối cảnh Blockchain giao thức, bạn có thể làm điều đó. giao thức kiểm soát coin, vì vậy một số cơ chế giao thức có thể đang đúc Token hoặc đốt cháy Token.

Điều này có nghĩa là các thiết kế sẽ không thể thực hiện được nếu không có tiền bản địa đã trở nên khả thi. Ví dụ, làm thế nào để bạn thúc đẩy Bitcoin Người khai thác thực hiện giao thức như dự định? Những Khối nhà sản xuất này được khuyến khích thông qua phần thưởng lạm phát: in tiền xu mới (Bitcoin). Một thiết kế như vậy sẽ không thể thực hiện được nếu không có coin bản địa.

5. Tiền bản địa có thể gây ra các vấn đề khác

Lý do trước đây nhấn mạnh sức mạnh của đồng tiền bản địa. Có hai điều bạn có thể làm với coin gốc: "coin đang đúc" (Bitcoin giao thức đang đúc Bitcoin mới theo cách khuyến khích Người khai thác) và "đốt Token" (Ethereum EIP-1559 cơ chế phí giao dịch để đốt ETH một cách để bảo vệ chống lại sự thông đồng). Tiền xu bản địa ẩn giấu những mối nguy hiểm không tồn tại trong thiết kế cơ chế truyền thống: các quyết định thiết kế kinh tế vi mô có thể có hậu quả kinh tế vĩ mô.

Trong thiết kế truyền thống của các cơ chế, không có lý do gì để lo lắng về các lực lượng kinh tế vĩ mô. Các phương pháp đấu giá truyền thống đã không có tác động có ý nghĩa đến nguồn cung coin hoặc tỷ lệ lạm phát ở Hoa Kỳ. Đây là một thách thức mới đối với bối cảnh thiết kế web3. Điều gì có thể xảy ra? Tôi sẽ kể cho bạn hai ví dụ, một về đang đúc của Bitcoin và một về việc đốt cháy ETH.

Do việc sử dụng Khối Rewards - khuyến khích các thợ mỏ bằng cách in tiền mới - Bitcoin đã buộc phải Lạm phát. Do đó, nó cũng phải có một Chính sách tiền tệ tương ứng để xác định tỷ lệ lạm phát và nó sẽ phát triển như thế nào theo thời gian. Satoshi Nakamoto cũng đặt giới hạn nguồn cung cứng là 21 triệu Bitcoin. Vì có sự Mục tiêu tối đa về lượng Bitcoin, lạm phát phải gần bằng không.

Nếu lạm phát thực sự bằng 0, nên sử dụng gì để khuyến khích Người khai thác tiếp tục hoạt động giao thức và cung cấp an ninh cho Bitcoin? Đã có hy vọng rằng phí giao dịch sẽ bù đắp cho Khối phần thưởng còn thiếu, mặc dù cơ hội điều đó xảy ra là khá mong manh. Như chúng ta đã biết, nếu phí giao dịch gần bằng không, thì Bitcoin giao thức sẽ gặp phải các vấn đề bảo mật lớn.

Các nhà khoa học máy tính của Đại học Princeton Miles Carlston, Harry Kalodner, Matthew Weinberg và Arvind Narayanan chỉ ra một sự khác biệt khác giữa phí giao dịch và phần thưởng khối trong một bài báo. Mặc dù Khối phần thưởng giống nhau cho mỗi Khối (ít nhất là giữa hai Khối phần thưởng "Giảm một nửa" liên tiếp), Rửa tiền có thể thay đổi theo thứ tự cường độ - từ đó giới thiệu sự bất ổn định lý thuyết trò chơi mới cho giao thức. Theo nghĩa này, các quyết định kinh tế vĩ mô để ấn định trần cung có những hậu quả kinh tế vi mô tiêu cực đối với thỏa thuận và những người tham gia.

Cũng giống như Khối phần thưởng đang đúc là một lực lượng lạm phát đối với Bitcoin, việc đốt Rửa tiền trong EIP-1559 là một lực lượng giảm phát đối với Ethereum. Trong Ethereum giao thức (sử dụng lạm phát Người xác thực phần thưởng), có một cuộc giằng co giữa hai lực lượng này, với giảm phát thường chiến thắng. ETH bây giờ là một coin giảm phát ròng, đó là hậu quả kinh tế vĩ mô của các quyết định thiết kế động lực kinh tế vi mô trong các cơ chế giao thức Rửa tiền.

Giảm phát tốt hay xấu cho Ethereum giao thức? ETH chủ sở hữu thích giảm phát bởi vì, tất cả những thứ khác đều bình đẳng, Token của họ trở nên có giá trị hơn theo thời gian. (Trên thực tế, sản phẩm phụ này cuối cùng có thể đã thúc đẩy dư luận hỗ trợ chuyển sang cơ chế phí giao dịch EIP-1559.) Tuy nhiên, thuật ngữ giảm phát đáng sợ đối với các nhà kinh tế vĩ mô được đào tạo truyền thống, gợi nhớ đến lạm phát đình trệ kinh tế của Nhật Bản trong những năm 90.

Ai đúng? Cá nhân tôi không nghĩ rằng các đồng tiền tiền pháp định có chủ quyền là sự tương tự đúng đắn cho Tài sản tiền điện tử như ETH. Vì vậy, sự tương tự chính xác là gì? Đây vẫn là một câu hỏi mở cần được các nhà nghiên cứu Blockchain khám phá thêm: tại sao coin tiền tệ giảm phát có thể được sử dụng như một Tài sản tiền điện tử để hỗ trợ Blockchain giao thức, nhưng không phải là một coin pháp lý để hỗ trợ các quốc gia có chủ quyền?

6. Không thể bỏ qua ngăn xếp bên dưới

Trong khoa học máy tính, một trong những điều chúng ta mong muốn đạt được là tính mô-đun và trừu tượng sạch sẽ, cho chúng ta khả năng tin tưởng vào một phần của hệ thống. Khi thiết kế và phân tích một phần của hệ thống, bạn có thể cần biết các khả năng đầu ra của các phần khác của hệ thống. Nhưng lý tưởng nhất là bạn không cần biết tính năng này được triển khai như thế nào.

Trong Blockchain giao thức, chúng ta vẫn chưa đạt đến trạng thái lý tưởng này. Mặc dù các nhà xây dựng và thiết kế cơ chế có thể muốn tập trung vào lớp ứng dụng, nhưng họ không thể bỏ qua cách lớp cơ sở hạ tầng hoạt động và các chi tiết của nó.

Ví dụ: nếu bạn đang thiết kế một AMM nhà tạo lập thị trường, bạn phải xem xét khả năng một nhà sản xuất khối không đáng tin cậy chịu trách nhiệm cho việc sắp xếp thứ tự các giao dịch. Hoặc, khi bạn xem xét thiết kế một cơ chế Rửa tiền cho bản tổng hợp (L2), bạn phải trả tiền không chỉ cho mức tiêu thụ tài nguyên của L2 mà còn cho tất cả các chi phí phát sinh bởi giao thức L1 cơ bản (ví dụ: lưu trữ calldata).

Trong cả hai ví dụ này, thiết kế cơ chế hiệu quả cho một lớp đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết về các lớp khác. Có lẽ, khi công nghệ Blockchain ngày càng trưởng thành, chúng ta sẽ chơi đùa với mọi người rõ ràng các lớp khác nhau. Nhưng chúng tôi chắc chắn chưa đạt được điều đó.

7. Cần phải làm việc trong môi trường hạn chế về mặt tính toán

Việc triển khai Blockchain giao thức của "Computer in Sky" là một môi trường bị hạn chế về mặt tính toán. Thiết kế cơ chế truyền thống chỉ tập trung vào các ưu đãi kinh tế và bỏ qua các vấn đề tính toán (ví dụ, cơ chế Vickery-Clark-Groves nổi tiếng không khả thi đối với các vấn đề phân phối rất phức tạp).

Khi Nisan và Ronen đề xuất thiết kế cơ chế thuật toán vào năm 1999, họ đã chỉ ra rằng chúng ta thực sự cần một số loại truy xuất nguồn gốc tính toán để làm cho cơ chế này trở nên thực tế trong thế giới thực. Do đó, họ đề nghị hạn chế sự chú ý đến các cơ chế tính toán và giao tiếp sử dụng một số lượng nhất định các phần mở rộng hàm dài nhất (thay vì theo cấp số nhân) làm tham số cho vấn đề.

Vì Blockchain giao thức Máy ảo rất chuyên sâu về mặt tính toán, cơ chế on-chain phải rất nhẹ - dài hạn thời gian và giao tiếp là cần thiết, nhưng không đủ. Ví dụ, sự khan hiếm là lý do chính tại sao AMM hoàn toàn thống trị Ethereum Tài chính phi tập trung, thay vì các giải pháp truyền thống hơn như giới hạn lệnh sách.

8. Nó vẫn còn trong giai đoạn đầu

Thông thường, khi mọi người nói rằng web3 vẫn đang ở giai đoạn đầu, họ đang đề cập đến cơ hội đầu tư hoặc áp dụng. Nhưng từ quan điểm khoa học, chúng ta thậm chí còn sớm hơn thế. Nó sẽ chỉ trở nên khó khăn hơn - mặc dù cơ hội là rất lớn.

Những lợi ích của việc làm việc trong một lĩnh vực nghiên cứu trưởng thành được coi là điều hiển nhiên bởi tất cả mọi người. Có những mô hình và định nghĩa được thiết lập tốt. Nhận thức chung đã đạt được về các vấn đề quan trọng nhất. Sự phối hợp chính cũng đã được phát triển trong việc đo lường sự tiến bộ. Có một vốn từ vựng công cộng và một cơ sở kiến thức công cộng lớn. Ngoài ra còn có các cách để tăng tốc, bao gồm sách giáo khoa được kiểm tra kỹ lưỡng, các khóa học trực tuyến và các tài nguyên khác.

Đồng thời, trong người theo lệnh long của thế giới Blockchain, chúng ta chưa biết các mô hình và định nghĩa "đúng" để suy nghĩ rõ ràng và đạt được tiến bộ về các vấn đề quan trọng. Ví dụ, khái niệm quan trọng nhất về ưu đãi tương thích trong bối cảnh Blockchain giao thức là gì? Các lớp của ngăn xếp web3 là gì? Các thành phần của Giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV) là gì? Đây đều là những câu hỏi mở.

Đối với những người quan tâm đến khoa học Blockchain, sự non nớt của lĩnh vực này thực sự là một thách thức. Nhưng tham gia sớm - bây giờ - cũng mang đến những cơ hội duy nhất.

Thiết kế cơ chế luôn là một công cụ hữu ích cho lớp ứng dụng Internet - chẳng hạn như đấu giá quảng cáo thời gian thực, hoặc thiết kế thị trường hai mặt, phổ biến trong các ứng dụng tiêu dùng trực tuyến dài nhất hiện nay, từ thương mại điện tử đến nhóm.

Nhưng trong Web3, thiết kế cơ chế cũng thông báo cho các quyết định thiết kế về chính cơ sở hạ tầng.

Trở lại những năm bảy mươi và tám mươi của thế kỷ trước, khi các giao thức định tuyến Internet vẫn đang trong giai đoạn thảo luận và thiết kế. Theo như tôi biết, không có một chuyên gia nào trong thiết kế cơ chế và khuyến khích có chỗ đứng trong đó. Nhìn lại, bây giờ chúng ta nhận ra rằng những người như vậy có thể đã cung cấp thông tin hữu ích cho thiết kế. Trong khi đó, trong web3, ưu đãi là một phần của cuộc thảo luận ngay từ đầu với việc phát hành Bitcoin White Paper ban đầu.

Sự nhầm lẫn xung quanh các mô hình, định nghĩa và số liệu thành công "đúng" cho web3 thực sự cho chúng ta biết rằng chúng ta đang ở trong thời kỳ hoàng kim. Các thế hệ sinh viên và nhà khoa học tương lai sẽ ghen tị với chúng ta rằng chúng ta có cơ hội định hình quỹ đạo của công nghệ này vào đúng thời điểm và đúng nơi. Vì vậy, trong khi có thể không có sách giáo khoa dài nhất trong lĩnh vực này, sẽ có một ngày, và những gì những cuốn sách này sẽ mô tả là những gì chúng ta đang làm ngay bây giờ.