區(qū)塊鏈共識機制的規(guī)則特點：共享、共識與共贏的制度基礎

導讀：每個區(qū)塊均經(jīng)過加密，由此形成區(qū)塊鏈。因此，區(qū)塊鏈其實是一個不斷加長的列表記錄，但是以分布式的方式存儲在網(wǎng)絡的所有節(jié)點。

當前全球最為激動人心的一大科技發(fā)展就是區(qū)塊鏈技術。區(qū)塊鏈屬于一種分布式的、多節(jié)點的電子記賬網(wǎng)絡，該記賬網(wǎng)絡把各節(jié)點之間的交易即價值轉移記入標準格式的“賬本”，每次交易形成的新賬記錄被記入一個區(qū)塊，該區(qū)塊被附加在此前最新附加的區(qū)塊之后。每個區(qū)塊均經(jīng)過加密，由此形成區(qū)塊鏈。因此，區(qū)塊鏈其實是一個不斷加長的列表記錄，但是以分布式的方式存儲在網(wǎng)絡的所有節(jié)點。它是一種按照時間順序將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結構，并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。如果說互聯(lián)網(wǎng)屬于信息互聯(lián)網(wǎng)，那么區(qū)塊鏈則可稱為價值互聯(lián)網(wǎng)。

我們看到，所有區(qū)塊鏈項目均需要從技術層面實現(xiàn)“立憲”，也就是確立基本的規(guī)則。為此，我們在本文首先探討其原因，進而分析主要區(qū)塊鏈共識機制的規(guī)則特點，從而可以看到，所有這些共識機制均指向遵循 1986年諾貝爾經(jīng)濟學獎得主詹姆斯·布坎南所提倡的一致同意效率標準。作為分析結果，我們從側面揭示了共識機制也是區(qū)塊鏈項目為什么可以實現(xiàn)共享、共識與共贏的核心技術安排。在整個分析中，我們還對照了區(qū)塊鏈共識機制與歐美主要國家的投票機制的異同，以求得出一些有趣或者有用的結論。

所有區(qū)塊鏈項目都需要從技術層面實現(xiàn)“立憲”

從技術層面看，區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。中本聰2009年初發(fā)明比特幣的時候，其底層技術就是區(qū)塊鏈技術。由于所有這些分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術都在此前也已存在，區(qū)塊鏈技術之“新”實際上體現(xiàn)在中本聰將這些技術組合在一起，使得比特幣作為全球第一種分布式數(shù)字加密貨幣能夠以此為基礎橫空出世，開辟了數(shù)字貨幣與區(qū)塊鏈經(jīng)濟新時空。

從規(guī)則層面來看，區(qū)塊鏈應用基于一整套的規(guī)則體系。這套規(guī)則體系是依靠技術來布置的。區(qū)塊鏈應用需要解決人際關系問題，也就是“主體間性”問題。這就需要先得有規(guī)有矩，后才可“循規(guī)韜距”。根據(jù)諾貝爾經(jīng)濟學獎得主詹姆斯·M·布坎南（JamesM.Buchanan）的憲則經(jīng)濟學理論，人的行動面對兩個層面的選擇：立憲層面的選擇，以及后立憲選擇。立憲層面的選擇涉及確立“憲則”，“基本的規(guī)則”，“規(guī)則的規(guī)則”，涉及在規(guī)則之間做出選擇。后立憲層面的選擇就是在確立了“憲則”之后，在已確立的憲則之下進行選擇。區(qū)塊鏈經(jīng)濟的運作也一樣：首先是要做出確立基本規(guī)則，屬于立憲層面的選擇；然后是在既定的基本規(guī)則下具體運作區(qū)塊鏈項目，屬于后立憲層面的選擇。在區(qū)塊鏈項目運作過程中，整個區(qū)塊鏈以及所有節(jié)點參與者均需要根據(jù)已有的基本規(guī)則采取行動，做出選擇。區(qū)塊鏈金融項目運作得好，首先是因為其基本規(guī)則設計得周全，然后是因為這些基本規(guī)則通過區(qū)塊鏈技術得到妥善布局。

區(qū)塊鏈共識機制的規(guī)則特點：以工作量證明機制為例

區(qū)塊鏈的共識機制就是一種最重要的規(guī)則安排，這種規(guī)則安排用技術來實現(xiàn)。借助于共識機制，必須盡可能短的時間內(nèi)完成分布式數(shù)據(jù)的記錄，做到整個流程安全、明確及不可逆，由此形成一種難以攻破的、不可篡改的、誠實可信的分布式多節(jié)點數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對人的去信任，以及對技術的信任，實現(xiàn)節(jié)點上的價值轉移，即基于區(qū)塊鏈的交易。共識機制涉及通過多個甚至全部區(qū)塊鏈節(jié)點就區(qū)塊信息達成全網(wǎng)一致共識，保證最新區(qū)塊被準確添加至區(qū)塊鏈，每個節(jié)點存儲的區(qū)塊鏈信息一致、不分叉，甚至可以抵御惡意攻擊。

比如，比特幣的規(guī)則體系中，要求進行隨機散列運算，由此引入工作量證明（POW，ProofofWork）機制。按照中本聰在其2008年比特幣白皮書中的解釋，該工作量證明機制還解決了在集體投票表決時，誰是大多數(shù)的問題。如果決定大多數(shù)的方式是基于IP地址的，一IP地址一票，那么如果有人擁有分配大量IP地址的權力，則該機制就被破壞了。而工作量證明機制的本質(zhì)則是一個 CPU一票?！按蠖鄶?shù)”的決定表達為最長的鏈，因為最長的鏈包含了最大的工作量。如果大多數(shù)的CPU為誠實的節(jié)點控制，那么誠實的鏈條將以最快的速度延長，并超越其他的競爭鏈條。如果想要對業(yè)已出現(xiàn)的區(qū)塊進行修改，攻擊者必須重新完成該區(qū)塊的工作量外加該區(qū)塊之后所有區(qū)塊的工作量，并最終趕上和超越誠實節(jié)點的工作量。這個“大多數(shù)”的決定是非常有意思的。中本聰在白皮書中通過推算反過來證明：只要誠實的節(jié)點能夠控制絕大多數(shù)的CPU計算能力，就能使得攻擊者事實上難以改變交易記錄。一個較慢的攻擊者如果試圖趕上隨后的區(qū)塊，那么其成功概率將呈指數(shù)化遞減。

上述工作量證明（POW）共識機制是通過技術出來來達成共識，究竟與歐美主要國家的投票表決機制到底有什么相同和不同之處呢？

讓我們來看看 1986年諾貝爾經(jīng)濟學獎得主布坎南在其公共選擇和憲則經(jīng)濟學理論中的分析。布坎南深受瑞典財政學家維克塞爾（Wicksell）的影響，最初特別強調(diào)對決策的一致同意原則。維克塞爾認為，應在重大的立憲選擇層面奉行全體一致同意的規(guī)則。如果推行全體一致同意的原則，布坎南提出的許多基本規(guī)則實際上難以通過投票落實。但布坎南不滿于簡單多數(shù)通過原則，提出應該用更大多數(shù)通過原則取代一般多數(shù)通過原則。他傾向于提出推行一種超過簡單多數(shù)的法定多數(shù)通過規(guī)則。比如對于建立一種針對一切公共開支計劃的法定多數(shù)通過規(guī)則，多數(shù)要達到全體投票者的六分之五左右。布坎南于1998年在一次辯論會上很不情愿地承認：多數(shù)通過規(guī)則在民眾的心目中已經(jīng)成為民主的標準，民眾把多數(shù)通過規(guī)則與“民主”等同，以至于朝著超多數(shù)通過原則的目標改革的努力可能遭到失敗的命運。他被迫放棄通過維克塞爾式的途徑進行的憲法改革，被迫接受議會可能繼續(xù)按照多數(shù)通過規(guī)則運行的事情。但他認為，只能運用對準許的結果的范圍施加可行的限制（即范圍約束）這個手段去約束政治活動中厚此薄彼的歧視行為。這是布坎南對現(xiàn)實政治所采取立場的重大變化。布坎南在同一會議上承認，他現(xiàn)在也回到接受遵循另一位諾貝爾經(jīng)濟學獎得主哈耶克所提出的“法治下的自由”原則。不過即便接受這項原則，歐美主要國家可以還是離開不了投票表決。

我們可以看到，工作量證明機制作為共識機制，采取特殊的多數(shù)通過規(guī)則：通過計算隨機哈希散列的正確數(shù)值解爭奪記賬權，確定最長的鏈，由最長的鏈代表多數(shù)，將最新的區(qū)塊附著于其后，由此達成多數(shù)通過，最后通過為全網(wǎng)所有節(jié)點所接受，以此達成共識。其目的是找到正確記賬的位置，達成共識對每個參與者有利。而在歐美國家的民主投票中，投票通過的標的相差很大，從增進企業(yè)負擔的奧巴馬醫(yī)改，到減輕個人和企業(yè)稅負的特朗普稅改，什么情況均有可能。無論是采用簡單多數(shù)通過原則還是超多數(shù)通過原則，只要不是一致同意，就存在著部分投票者的主觀效用損失。即便這樣通過了，也不是達成真正的共識，而是投票失敗方被迫接受投票結果。區(qū)塊鏈共識機制達成真正的共識，也代表真正的共贏，而實際歐美民主投票當中，只要不是一致通過，就不是真正的共識；即便通過多數(shù)通過原則和超多數(shù)通過原則通過提案，也不一定對多數(shù)人真正有益，更不一定使得所有人共贏。比如奧巴馬的醫(yī)改方案使得企業(yè)的負擔大大提升，就不是共贏的結果。反而是特朗普的減稅方案，有利于美國增強企業(yè)競爭力，有利于增進經(jīng)濟增長，促進就業(yè)，能夠成其為共贏。當然，很多人還會反對它，即便在長遠事實上是共贏，但達不成一致同意意義上的共識。

其他共識機制的規(guī)則特點

除了工作量證明機制之外，還存在如下主流的區(qū)塊鏈共識機制：權益證明（PoS，ProofofStake）、股份授權證明（DPOS，DelegatedProofofStake）、POOL機制等。

與在工作量證明機制中要求證明人執(zhí)行一定量的計算工作不同，權益證明機制要求證明人提供一定數(shù)量加密貨幣的所有權即可。有時還會連帶考慮證明人持有這些加密貨幣的時間。權益證明機制的運作方式是，當創(chuàng)造一個新區(qū)塊時，礦工需要創(chuàng)建一個“幣權”交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣發(fā)送給礦工本身。權益證明機制根據(jù)每個節(jié)點擁有代幣的比例和時間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數(shù)的速度。礦工找到一個區(qū)塊、獲得挖礦酬勞與其持有代幣的比例和時間成比例。這種共識機制可以縮短達成共識所需的時間，但本質(zhì)上仍然需要網(wǎng)絡中的節(jié)點進行挖礦運算。因此，權益證明機制并沒有從根本上解決工作量證明機制難以應用于商業(yè)領域的問題，只是減少了挖礦的工作量證明要求。而且，權益證明機制排除了沒有“幣權”節(jié)點參與挖礦的權力。這有點像英國1689年《權利法案》頒行之后的投票權安排，達到一定的收入下限是投票人獲得投票資格的條件：規(guī)定只限于有 40先令以上收入并有自由土地者才有選舉權。而作為候選人的郡議員必須每年土地收入在 600鎊以上，市鎮(zhèn)議員每年不動產(chǎn)收入要有 300鎊以上。當然，這種投票距離布坎南意義上的民主投票想差很遠。后者對投票人沒有收入要求。

股份授權證明機制（DPoS）在嘗試解決工作量證明機制和權益證明機制問題的同時，還能通過實施科技式自治機制抵消中心化所帶來的負面效應。股份授權證明機制與董事會投票類似，擁有一個內(nèi)置的實時股份公司“董事會”投票系統(tǒng)，就像系統(tǒng)隨時都在召開一個永不散場的董事會會議，所有“董事”都在這里投票決定公司決策?；诠煞菔跈嘧C明機制建立的區(qū)塊鏈去中心化依賴于一定數(shù)量的節(jié)點代表，而非全體節(jié)點。全體節(jié)點投票選舉出一定數(shù)量的節(jié)點代表，由他們來代理全體節(jié)點確認新的區(qū)塊、維持系統(tǒng)有序運行。全體節(jié)點具有隨時罷免和任命節(jié)點代表的權力。股份授權證明機制可以大大縮小參與驗證和記賬節(jié)點的數(shù)量，從而達到秒級的共識驗證和確認。不過該共識機制仍然不能完美解決區(qū)塊鏈在商業(yè)中的應用問題：該共識機制無法擺脫對代幣的依賴，而在很多商業(yè)應用中并不需要有代幣。

這里股份授權證明機制類似于股份公司董事會一人一票的投票機制，而非股東代表會議一股一票的投票機制，這似乎類似于布坎南意義上的民主投票機制。但正如上文有關工作量證明機制的情況，股份授權證明機制的目的是找到正確記賬的位置，達成共識對每個參與者有利、共贏，而布坎南意義上的民主投票機制往往使得投票失敗方的主觀效用損失，很難實現(xiàn)整個社會成員共贏。

POOL驗證池基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術建立，并輔之以數(shù)據(jù)驗證機制，是目前區(qū)塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。POOL驗證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎之上，可以實現(xiàn)秒級共識驗證，更適合有多方參與的多中心商業(yè)模式。POOL驗證池也存在一些不足，例如其能夠實現(xiàn)的分布式程度不如工作量證明機制等。

POOL驗證池機制似乎與投票機制無關，而只是驗證設別哪個是正確的區(qū)塊鏈位置用于附加最新的區(qū)塊。因而，與布坎南意義上的民主投票機制相距最遠。

區(qū)塊鏈項目以一致同意作為效率標準

但是，區(qū)塊鏈項目無論采取哪種共識機制，都接受了布坎南所崇尚的規(guī)范的個體主義效率標準，即“一致同意”標準。該標準最早由瑞典經(jīng)濟學家維克塞爾所提倡。按此，一項集體決策是否有效率，其評價標準是當事人的主觀判斷，而不是外在標準。評價集體行動時，不需客觀標準，只需參與者對其中的活動表示一致同意。只有個人才知道自己的利益為何，其他任何人都無法越俎代皰。對個人而言，只要是按個人意愿做出選擇，就是增進了個人的效用。對整體而言，只要其中所有的個人都沒有受到強制，都可按自己的意愿做出選擇，這個整體就有效率。

在歐美主要國家的“民主表決”中，一致同意規(guī)則往往難以操作（因為一致同意意味著可以“一票否決”，足見難度之大），多數(shù)通過規(guī)則或者超多數(shù)通過規(guī)則倒是至少能夠保障某個提案能夠通過。這個時候，投票失敗方存在主觀效用損失，比如希拉里競選失敗后嚎啕大哭。但是，所有投票方無論對投票結果是否滿意，最終接受結果，也就是對投票程序和結果最終存在一致同意。也就是說，在更高層面的、更為基本的規(guī)則層面，存在一致同意，遵循規(guī)范的個體主義效率標準。

結語

總之，區(qū)塊鏈項目中，我們可以尋求和達致共享、共識和共贏，誰都可以成為贏家。而在歐美主要國家的各種“民主投票”中，情況遠沒有這么簡單，雖然在更高的、基本的規(guī)則，可以就投票規(guī)則和承認投票結果達成一致同意，但是政黨競爭導致福利國家政策泛濫，使得“民主投票”的結果往往不能實現(xiàn)真正共享、共識和共贏。因此，不同于對歐美主要國家“民主投票”的擔憂，我們完全應該伸出雙手擁抱區(qū)塊鏈經(jīng)濟。