实用拜占庭容错共识算法,拜占庭容错共识机制理论

  

  经济学和计算机科学都在研究分布式协调的问题,并最终提出同类型的解决方案。区块链将它们整合在一起,为分布式市场提供支持。在传统市场经济中,市场发挥的作用是有限的,需要国家治理,比如提供社会福利等账目记录和秩序维护。作为一种新的容错技术,区块链能否提供一种新的治理选择来支持市场经济和社会的正常运行?蓝狐笔记看到了未来的许多可能性。这篇文章的作者是Chris Berg,Sinclair Davidson和Jason Potts,他来自cryptoeconomics.com.au,由Blue Fox Notes社区“解蜜”翻译。   

  

  三十多年来,经济学家和密码学家一直在研究同一个问题。但是,他们不承认对方的研究工作。但事实表明,如何协调一个社会的稳定运行,如何保证沟通可以被信任的问题,只是同一个问题的不同表述。   

  

  在这篇文章中,我们的论点很简单:密码学家所说的拜占庭容错和经济学家认为的健全政治经济学是一回事。这一结论对于理解经济思想史和制度经济学的研究方向具有重要意义。在解释之前,让我们快速回顾一下经济史上最重要的争论之一。   

  

  社会主义计算争论   

  

  自亚当斯密以来,经济学家一直试图解释国民财富问题——为什么有些国家富裕而有些国家不富裕。到了20世纪,这种争论逐渐演变为共产主义计划经济和资本主义市场经济哪个经济体制更有可能带来社会繁荣。   

  

  亚当认为,市场经济的特征是自发行为,社会秩序来自市场激励。马克思提出了相反的观点,认为国家可以通过一些有意识的、经过深思熟虑的计划,为市场创造更好的结果。   

  

  在社会主义计算大辩论之前,对社会主义的评价主要集中在动机问题上——如果把人们的劳动成果重新分配,社会主义共同体如何说服他们努力工作?(关于社会主义的论述,见布鲁斯史密斯1887年出版的《自由与自由主义》一书。)   

  

  1920年,奥地利经济学家路德维希冯米塞斯出版了《社会主义国家的经济计算》。在这篇文章中,米塞斯对社会主义计划经济提出了新的批评——信息问题。米塞斯认为,在市场经济中,价格是高质量商品和服务的信号,为需求商品和剩余商品提供指导。然而,在社会主义制度中没有价格,正如我们的一位成员描述米塞斯的论点:   

  

  “社会主义计划者如何决定是向轮胎厂还是软管厂供应橡胶?在市场经济中,最需要橡胶的工厂愿意支付最高的价格。但是在社会主义制度下,没有自然的价格体系——消费者的价格是由计划者决定的,橡胶是根据他们的上级命令分配的。"   

  

  莱昂内尔罗宾斯和弗里德里希哈耶克扩展和阐述了米塞斯对社会主义的批判。哈耶克把这个论点变成了经济学中最重要的文章之一:《知识在社会中的使用》。他将价格描述为一个分散的知识网络。   

  

  社会主义集中式计算(Centralised computersocialism)   

  

  今天,米塞斯和哈耶克的论点已广为人知,尤其是在柏林墙倒塌的那一刻,他们似乎被证明是正确的。相比之下,他们的对手在辩论中很少被理解。   

  

  波兰经济学家奥斯卡兰格回应米塞斯和哈耶克的批评,由哈耶克的俄罗斯学生阿巴勒纳引申。兰格和勒纳接受了价格系统在组织经济活动中的重要性,并提出了这一系统可以用数学方法模拟的论点。   

  

  在平衡经济学派中,维尔弗雷多帕累托和莱昂瓦拉斯为此努力工作,因为他们认为价格体系是一台计算机器。在1936年和1937年首次发表的《社会主义经济理论》中,朗格提出社会主义经济可以通过反复试错来模拟价格体系的影响。   

  

  三十年后,兰格重新审视了他的论点。"如果我今天不得不重写我的论文,我的任务会简单得多。"e写道:   

  

  “我对哈耶克和罗宾斯的回答是:有什么困难?让我们把联立方程组放到计算机上,一秒钟就能得到解。市场流程太繁琐,过时了。事实上,市场经济可能被认为是前电子时代的计算设备。”   

  

  计算机不仅可以模拟市场,还可以制定长期规划并执行计划,这是市场从来没有能力履行的职能。   

  

  哈耶克的市场是分散的,真的吗?   

  

  人们通常把朗格的集权计划经济和哈耶克的分权市场经济(自由市场经济)作为两个经济学概念。但是哈耶克的市场经济还是有很多集权的。马克思主义者就在这里。自由市场有很多地方是国家参与的。虽然它是私有财产,但其权力的行使在很大程度上取决于公共当局,如法院、警察局长和警察。   

  

  但哈耶克和马克思主义者都忽略了一个事实,即财产权不仅仅是执法。他们更多的是参与产权的认定和验证,而目前这些工作大部分是由国家来完成的。正如我们在上一篇文章中所展示的,现代国家所做的许多事情都是认可、管理和验证社会关系的账本。国有资产登记簿、社会保障权利分类账   

,以及谁是公民和由此谁可以参与政治活动的分类账。

  

这是国家所能提供的一个非常重要的一个功能。国家确实应该管理这些重要的账本,因为它是一个巨大的可信实体。但是,我们对国家的信任程度是值得怀疑。区块链的发明为我们提供了新的制度选择。

  

一种新形态的政治经济学

  

在我们新的政治经济类形态中,政治理念被划分为集中和分散的经济类型,以及集中和分散的账本类型。

  

在Lange的计算社会主义中,经济是集中规划,账本也是集中的。国家是一个规划机器,既管理账本又执行全局计划。

  

在前马克思的共产主义中,例如威尔士乌托邦社会主义者罗伯特欧文设计的方案,经济计划是集中的,但是相关的管辖权,即提供账本的当局是由地方自愿社会团体组成。

  

哈耶克的分散资本主义有着分散的市场经济,计划是由个人实施而非国家。但是,国家仍然组织,记录,核实和更新有关于身份,权利,义务和权利的账本。相比之下,在加密经济学中,账本和经济计划都是分散的,区块链将国家从计划和验证过程进行分离。

  

信息和激励

  

市场之所以有效是因为它们将激励措施与生产性工作结合起来,并有效利用分布式信息。

  

在二十世纪下半叶,公共选择理论学派(public choice school)将激励措施拓展到了包含计划者本身的激励。在一个社会主义共同体中,如何确保计划者为了公共利益工作,而不是为了自身的利益。

  

如今,学者们称之为“强有力的政治经济学”(参见Mark Pennington的书和Peter T. Leeson和J. Robert Subrick撰写的这篇论文),它是一个经济体系,用于处理信息和激励的双重问题。关于我们如何在一个信息不完全和潜在的寻租环境中协调行动,交易,建立关系和社区?这个问题是密码学家和计算机学家一直研究的问题。

  

拜占庭将军问题

  

分布式计算系统必须处理所谓的拜占庭将军问题。这个问题在1882年首次被提出来,假设一支拜占庭军队围住一座城堡。军队分散成几支,每一支都由一名将军领导,他们之间需要对何时对这座城市发起攻击达成共识。

  

集中式的命令在这边是不可行的,没有单独的将军可以直接和所有的将军联系,或者说没有将军有权利直接达成共识。将军之间的通信,只能通过信使沟通。所以这里涉及到一个信息问题,将军们需要一个系统或者一个算法来允许所有的将军达到共识。

  

这个问题可以变得更难,因为所有的将军不一定都是忠诚的。有些将军可能被敌方收买,并且试图破坏计划。背叛的将军并不希望忠诚的将军达成共识。

  

因此,拜占庭将军问题可以综合描述为以下三点:

  

1. 在分布式的去中心化系统中达成共识

  

2. 信息流动不完善

  

3. 存在恶意敌对者

  

区块链实现拜占庭容错机制的部分原因是将其视为激励问题。 比特币工作证明机制激励了良好的行为,使攻击网络的成本极高,并降低了成功攻击的收益。

  

所谓“51%”对比特币的攻击,就是大部分哈希算力通过协调并破坏网络。如果超过一半的将军是叛徒,会发生什么情况。(当然,这本身很难协调。)

  

两个领域融合

  

决定何时对一座城市发起攻击只是整个经济问题的一小部分:如何在信息不完整,沟通不完善以及人们出现懒惰,机会主义和利己主义的情况下有效的协调。计算机科学家一直试图通过算法解决问题,经济学家一直试图从制度上解决问题。

  

然而,密码学家已经在公钥密码学和工作量证明中找到解决方案,经济学家也已经在市场,监管和机构中找到解决方案。区块链将这两个领域结合在一起。他们将制度问题变成了算法问题,算法问题变成了制度问题。

  

拜占庭政治经济学

  

可以从一个角度来看待这个问题,那就是两个基本上不相关的领域(计算机科学和经济学)同时研究一个结构相似的问题(分布式协调)并达成相同类型的解决方案(共识协议和市场机构)。

  

但有一个更有趣的观点是,区块链技术实际上将这些世界融合在一起。区块链可以为产权信息提供安全的容错分散层,并在信息发生变化时及时的验证和更新,从而支持分散的经济市场。社会主义者可能是错误的,因为他们寄希望于通过计算机计算来取代市场。实际上,是分散的计算机(区块链)可以取代国家管理。

  

市场总是需要治理,而市场的局限性在于始终需要国家提供记录保存,产权交易验证等服务。作为回报,国家用征税方式来资助这些服务。区块链是一种新的容错治理技术,可以提供治理来支撑市场经济和社会。我们称之为拜占庭政治经济学。

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