區(qū)塊鏈的存儲供給研究及實證分析

（中國財政科學研究院研究生院，北京100142）

引 言

近年來，基于區(qū)塊鏈的各類系統(tǒng)應(yīng)用層出不窮，納斯達克交易所推出了基于區(qū)塊鏈的LINQ系統(tǒng)，支持私募股權(quán)的發(fā)行、登記、轉(zhuǎn)讓等業(yè)務(wù)。R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟與全球40多家金融機構(gòu)合作推出Corda平臺，支持證券結(jié)算、債券回購等金融服務(wù)，并可以滿足數(shù)據(jù)隱私等法律合規(guī)要求。加拿大央行的Jasper項目①、歐洲央行和日本央行的Stella項目、新加坡央行的Ubin項目②紛紛試點上線，數(shù)字貨幣被嘗試用于商業(yè)銀行之間的結(jié)算業(yè)務(wù)。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)還在投票選舉、藝術(shù)品鑒定、產(chǎn)品溯源、實時會計、數(shù)字版權(quán)保護等傳統(tǒng)行業(yè)，嘗試推動技術(shù)變革和流程再造［1］。

“區(qū)塊”（Block）是區(qū)塊鏈系統(tǒng)最基本的存儲單元，也是分布式系統(tǒng)協(xié)同管理各計算節(jié)點業(yè)務(wù)處理能力的橋梁和紐帶。每個區(qū)塊不但記錄著經(jīng)過確認和處理的業(yè)務(wù)申請信息，還包含著前一個區(qū)塊的散列值。由于哈希值的計算特性，修改任意區(qū)塊內(nèi)任意的數(shù)據(jù)記錄都會造成該區(qū)塊及后續(xù)所有區(qū)塊的哈希值發(fā)生變化。同時，全網(wǎng)同步功能確保每個數(shù)據(jù)節(jié)點都保存著一份完整的數(shù)據(jù)賬本（Ledger）。塊鏈結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)同步特性使得區(qū)塊鏈系統(tǒng)天然具有 “歷史數(shù)據(jù)防篡改”、“數(shù)據(jù)來源可認證”等優(yōu)越特性，因此區(qū)塊鏈可以被廣泛應(yīng)用于交易清算、憑證存管、數(shù)據(jù)共享等業(yè)務(wù)場景，可以有效克服業(yè)務(wù)實施過程中參與方眾多、流程鏈條長、數(shù)據(jù)源頭混亂等問題。

數(shù)據(jù)存儲資源是確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)順利運行的核心資源。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)下，平臺運營者可以完全控制并決定數(shù)據(jù)存儲資源的供給。但是作為典型的分布式系統(tǒng)，區(qū)塊存儲容量的供給是由各個數(shù)據(jù)節(jié)點獨立決策的。由于軟件版本、本地緩存、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等方面均存在差異，彼此獨立的數(shù)據(jù)節(jié)點最終是否可以在區(qū)塊存儲供給方面達成均衡、一致的規(guī)律，是區(qū)塊鏈平臺的設(shè)計者、運營者和使用用戶共同關(guān)心的問題。

在現(xiàn)有的研究成果方面，Houy（2014）借助規(guī)范式的分析方法證明，通過強制收取服務(wù)費用或限制區(qū)塊大小，分布式系統(tǒng)可以用市場化的方式達成均衡，并確定區(qū)塊存儲空間的價格［2］。Rizun（2015）對數(shù)據(jù)節(jié)點的投入成本和運營收益進行了理論分析，并通過經(jīng)驗分析構(gòu)建了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的需求供給曲線及其均衡狀態(tài)［3］。Easley等（2019） 認為 “無用戶付費”、“部分用戶付費”、“所有用戶付費”是比特幣系統(tǒng)必經(jīng)的發(fā)展歷程，并且實證檢驗了隨著業(yè)務(wù)申請的等待時間增加，不付費用戶的比例會減小。隨著不付費用戶的離開，用戶與數(shù)據(jù)節(jié)點之間會自動達成新的均衡狀態(tài)［4］。Moser和Bohome（2015）借助排隊理論構(gòu)建了業(yè)務(wù)處理優(yōu)先級模型，并實證檢驗了服務(wù)費用的高低對業(yè)務(wù)申請等待時間的影響［5］。

可以看出，前人的研究主要集中于服務(wù)費用的必要性、獎勵模式的演變趨勢以及對業(yè)務(wù)申請的優(yōu)先級處理和影響等方面。但是尚未從系統(tǒng)運營的角度，對影響區(qū)塊存儲供給能力的因素給出全面分析。本文將重點研究區(qū)塊鏈系統(tǒng)存儲空間的供給能力模型及其影響因素，本研究具有以下幾方面意義：（1）有利于合理規(guī)劃業(yè)務(wù)應(yīng)用場景。不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用對于信息存儲需求各不相同。如證券交易、支付結(jié)算等業(yè)務(wù)的標準化程度較高，而在線簽約、信息披露等應(yīng)用因業(yè)務(wù)場景不同個性化程度較高。對區(qū)塊存儲空間供給能力的研究，有助于系統(tǒng)設(shè)計人員更加合理地規(guī)劃各類應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)存儲需求；（2）有利于建立穩(wěn)定有效的激勵機制。數(shù)據(jù)節(jié)點是業(yè)務(wù)處理和系統(tǒng)運營服務(wù)的提供方。區(qū)塊存儲空間的供給能力直接影響到數(shù)據(jù)節(jié)點每批次可以處理的業(yè)務(wù)申請的數(shù)量，進而影響到數(shù)據(jù)節(jié)點可以獲取的服務(wù)費用收入。對區(qū)塊存儲空間供給能力的研究，有助于指導(dǎo)運營管理機構(gòu)對激勵機制進行評估和構(gòu)建；（3）有利于提供更加透明可控的服務(wù)質(zhì)量。用戶是業(yè)務(wù)申請的發(fā)起方。通過提供適當?shù)姆?wù)費用，用戶希望其業(yè)務(wù)申請可以在期望的時限內(nèi)得到響應(yīng)和處理。對區(qū)塊存儲空間供給能力的研究，有助于用戶掌握數(shù)據(jù)節(jié)點在運營過程中的共性策略，進而確保獲得相對可控的服務(wù)質(zhì)量。

1 理論分析與假設(shè)提出

1.1 區(qū)塊創(chuàng)建過程

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中每個數(shù)據(jù)節(jié)點都需要通過共識機制，參與全網(wǎng)記賬權(quán)的爭奪或選舉。工作量證明（Proof of Work，PoW）是目前最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的共識機制，也是很多其他共識機制的底層基礎(chǔ)。以PoW機制為例，全網(wǎng)最先找到符合難度值要求的工作量證明條件的數(shù)據(jù)節(jié)點將贏得新區(qū)塊的創(chuàng)建權(quán)限。因此，在每一輪全網(wǎng)記賬權(quán)競賽或選舉過程中勝出的數(shù)據(jù)節(jié)點，不但可以決定對哪些業(yè)務(wù)申請進行處理確認并將其裝入新的區(qū)塊，還可以決定新區(qū)塊的存儲空間大小。

伴隨著新區(qū)塊的創(chuàng)建，贏得全網(wǎng)記賬權(quán)的數(shù)據(jù)節(jié)點還將同時獲得兩種形式的獎勵：區(qū)塊創(chuàng)建獎勵和服務(wù)費用獎勵。其中，區(qū)塊創(chuàng)建獎勵是為了鼓勵數(shù)據(jù)節(jié)點參與共識而由系統(tǒng)給予的一次性固定金額獎勵。服務(wù)費用獎勵是由用戶提供的、關(guān)于處理業(yè)務(wù)申請的服務(wù)對價，也是數(shù)據(jù)節(jié)點可以獲取的可變收入。如何盡可能多地獲取業(yè)務(wù)收入，是每個數(shù)據(jù)節(jié)點在運營過程中關(guān)注的核心策略。

理性的數(shù)據(jù)節(jié)點將會從以下兩方面著手考慮：（1）優(yōu)先選取服務(wù)費率③更高的業(yè)務(wù)申請進行處理；（2）在不超過系統(tǒng)參數(shù)的最大限制范圍內(nèi)，盡可能多地將業(yè)務(wù)申請放入新創(chuàng)建的區(qū)塊。如果在區(qū)塊中增加一筆業(yè)務(wù)申請的邊際成本為零，那么數(shù)據(jù)節(jié)點會將所有業(yè)務(wù)申請全部納入新創(chuàng)建的區(qū)塊。但實際上在區(qū)塊中增加業(yè)務(wù)申請記錄的邊際成本不可能為零。

更大的區(qū)塊需要花費更長的時間才能被廣播并同步到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點，而在這個過程中可能發(fā)生數(shù)據(jù)賬本分叉等風險事件，并對贏得記賬權(quán)的數(shù)據(jù)節(jié)點的期望收入造成損失。因此，數(shù)據(jù)節(jié)點不可能通過無限制地擴大區(qū)塊存儲容量來獲取更多收入，運營管理者也不可能通過無限制地擴大區(qū)塊存儲容量來提升系統(tǒng)承載能力。作為理性的決策者，數(shù)據(jù)節(jié)點必須合理控制區(qū)塊存儲容量的大小，并選擇合適的業(yè)務(wù)申請裝入新區(qū)塊，以便實現(xiàn)可變收入最大化。

1.2 區(qū)塊孤立風險

“區(qū)塊孤立”是指這樣一種場景：數(shù)據(jù)節(jié)點A在全網(wǎng)范圍內(nèi)率先找到了工作量證明條件，并陸續(xù)向其他數(shù)據(jù)節(jié)點廣播通知新創(chuàng)建的區(qū)塊。由于數(shù)據(jù)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬不可能無限大，所以新區(qū)塊的全網(wǎng)同步過程需要一定的時間。在新區(qū)塊的同步過程中，如果另外一個尚未獲知新區(qū)塊的數(shù)據(jù)節(jié)點B也找到了工作量證明條件，那么全網(wǎng)范圍內(nèi)將有兩個數(shù)據(jù)節(jié)點同時對外發(fā)布新區(qū)塊的廣播信息。如果區(qū)塊鏈系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)范圍很大，一部分數(shù)據(jù)節(jié)點可能會先接收到節(jié)點A創(chuàng)建的新區(qū)塊，而另一部分數(shù)據(jù)節(jié)點可能會先接收到節(jié)點B創(chuàng)建的新區(qū)塊。此時，數(shù)據(jù)賬本就會出現(xiàn)分叉現(xiàn)象（Fork）。

一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)賬本分叉，不同的數(shù)據(jù)節(jié)點就會在不同的數(shù)據(jù)鏈條上繼續(xù)開展全網(wǎng)記賬權(quán)的競賽。根據(jù) “最長鏈原則”，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)的后續(xù)運行中，如果節(jié)點A所在的數(shù)據(jù)鏈條被其他更長的數(shù)據(jù)鏈條超過，節(jié)點A創(chuàng)建的區(qū)塊及其后續(xù)區(qū)塊都將成為 “孤立區(qū)塊”（Orphaned Block）并被絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)節(jié)點丟棄［6］。為了避免出現(xiàn) “雙重支付”風險，節(jié)點A所獲取的區(qū)塊創(chuàng)建獎勵和服務(wù)費用獎勵也將被系統(tǒng)取消。

每個節(jié)點尋找工作量證明條件的過程都是完全獨立的事件。假設(shè)經(jīng)過了x個時間單位的計算，節(jié)點m在全網(wǎng)范圍內(nèi)率先找到了工作量證明條件。新區(qū)塊向全網(wǎng)的廣播和同步過程需要額外花費的時間為τ。節(jié)點m創(chuàng)建的新區(qū)塊在廣播同步過程中出現(xiàn)風險的概率可由下式表示：

其中，L-m代表節(jié)點m以外其他節(jié)點找到工作量證明條件所需花費的時間。根據(jù)現(xiàn)有文獻，數(shù)據(jù)節(jié)點找到工作量證明條件的累積概率服從指數(shù)分布形式［7，8］：

其中，T是每輪記賬權(quán)競賽的平均持續(xù)時間。將式（2）代入式（1）后，整理可得：

1.3 數(shù)據(jù)節(jié)點的期望利潤

考慮到區(qū)塊孤立事件的風險，贏得全網(wǎng)記賬權(quán)的數(shù)據(jù)節(jié)點m的期望利潤可以表示為：

在不考慮區(qū)塊孤立風險的情況下，數(shù)據(jù)節(jié)點m在每輪記賬權(quán)競賽中可以獲得的期望收入是V。數(shù)據(jù)節(jié)點的期望收入由區(qū)塊創(chuàng)建獎勵R和服務(wù)費用獎勵F兩部分組成。其中，區(qū)塊創(chuàng)建獎勵固定不變，而服務(wù)費用獎勵F由服務(wù)費率ρ和區(qū)塊存儲空間的大小Q共同決定。數(shù)據(jù)節(jié)點m贏得該輪次記賬權(quán)競賽的概率由節(jié)點自身的計算能力hm與全網(wǎng)計算能力的總和H的比值決定。

在新區(qū)塊的同步過程中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)檢查、工作量證明驗證、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)都需要耗費時間。但是，相比于處理器的運算速度，網(wǎng)絡(luò)傳輸過程所消耗的時間資源更多。其他環(huán)節(jié)的時間延誤可以暫且忽略不計。新區(qū)塊的網(wǎng)絡(luò)同步延時τ＝Q／B，其中Q代表新區(qū)塊的存儲空間大小，B代表節(jié)點m的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。

不論是否能夠贏得記賬權(quán)，數(shù)據(jù)節(jié)點m在每輪次競賽中都必須支付一定的運營成本C。其中，cm代表單位時間內(nèi)單位計算能力的運營成本（包括硬件設(shè)備的折舊成本和電力能源的消耗）。

為了獲取更多的服務(wù)費用收入，數(shù)據(jù)節(jié)點傾向于將更多的業(yè)務(wù)申請納入新區(qū)塊。但是，區(qū)塊孤立事件的風險會對數(shù)據(jù)節(jié)點的期望利潤造成影響。存儲容量越大，新區(qū)塊同步所需的時間就越長，發(fā)生區(qū)塊孤立事件的概率就越高。反之亦然。如果新增加的服務(wù)費用收入不足以抵消區(qū)塊孤立風險可能帶來的業(yè)務(wù)收入損失時，數(shù)據(jù)節(jié)點就會根據(jù)自身的資源配置和外部環(huán)境對區(qū)塊存儲空間的供給進行權(quán)衡。

作為理性參與主體，數(shù)據(jù)節(jié)點將以 “期望利潤最大化”作為目標。本文使用區(qū)塊存儲空間Q對上述數(shù)據(jù)節(jié)點期望利潤的表達式進行一階求導(dǎo)，可得：

這里，ρ0代表期望利潤最大化時，數(shù)據(jù)節(jié)點可以接受的最低服務(wù)費率，即區(qū)塊存儲供給時的邊際成本。在確定新區(qū)塊的存儲容量時，數(shù)據(jù)節(jié)點會將業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率與存儲空間供給的邊際成本進行比較。如果業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率高于邊際成本ρ0，那么數(shù)據(jù)節(jié)點會選擇將相關(guān)業(yè)務(wù)申請放入新區(qū)塊中，直至達到系統(tǒng)設(shè)定的最大參數(shù)限制，以便進一步提高期望利潤；反之，如果業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率低于邊際成本ρ0，那么數(shù)據(jù)節(jié)點將會拒絕把相關(guān)業(yè)務(wù)申請放入新區(qū)塊，以避免由于區(qū)塊存儲空間過大而可能造成的風險損失。

根據(jù)上述分析，我們提出如下假設(shè)：

H1：業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率對數(shù)據(jù)節(jié)點的區(qū)塊存儲供給存在正向影響。

即業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率越高，數(shù)據(jù)節(jié)點愿意提供的區(qū)塊存儲容量就越大；反之，業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率越低，數(shù)據(jù)節(jié)點愿意提供的區(qū)塊存儲容量就越小。

2 研究設(shè)計與實證結(jié)果

本文主要借助比特幣系統(tǒng)的歷史運營數(shù)據(jù)，對上一節(jié)的假設(shè)進行檢驗。

2.1 樣本選擇與數(shù)據(jù)來源

作為廣泛部署的公有鏈應(yīng)用，比特幣系統(tǒng)先后經(jīng)歷了起步、壯大、成熟等發(fā)展階段。從比特幣系統(tǒng)的發(fā)展歷程來看，兩類事件可能會對系統(tǒng)運營造成影響或干擾。第一類事件是 “區(qū)塊創(chuàng)建獎勵調(diào)整”。2012年11月，比特幣系統(tǒng)的區(qū)塊創(chuàng)建獎勵從最初的50比特幣縮減為25比特幣。2016年7月，比特幣系統(tǒng)的區(qū)塊創(chuàng)建獎勵從25比特幣縮減至目前的12.5比特幣。區(qū)塊創(chuàng)建獎勵調(diào)整對比特幣系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)的影響主要體現(xiàn)在兩個方面：（1）比特幣的匯率價格會因為供求關(guān)系變化而劇烈波動；（2）區(qū)塊創(chuàng)建獎勵對服務(wù)費用獎勵具有替代作用，早期過高的區(qū)塊創(chuàng)建獎勵可能會干擾業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率對區(qū)塊存儲供給能力的影響。第二類事件是 “數(shù)據(jù)賬本分叉”等異常事件。2013年3月，比特幣系統(tǒng)在升級過程中由于程序缺陷④而發(fā)生意外分叉并最終回退。2017年，比特幣系統(tǒng)也發(fā)生過兩次數(shù)據(jù)分叉⑤。數(shù)據(jù)賬本分叉事件影響了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，會對相關(guān)參與方的業(yè)務(wù)收入帶來損失，還會對比特幣持有者的價值期望造成沖擊，進而造成比特幣匯率的大幅波動。

在選擇樣本區(qū)間時，應(yīng)盡量避免上述兩類事件對運營數(shù)據(jù)可能帶來的干擾。綜合來看，本文計劃對比特幣系統(tǒng)2018年的運營數(shù)據(jù)進行采樣。每天隨機抽取10個區(qū)塊，共抽取3650個區(qū)塊作為樣本數(shù)據(jù)。本文所有數(shù)據(jù)均來源于Blockinfo網(wǎng)站。

2.2 變量定義與模型設(shè)定

本文將被解釋變量設(shè)置為 “區(qū)塊存儲容量”，即單個區(qū)塊所提供的存儲空間，包括區(qū)塊頭和數(shù)據(jù)體兩部分。數(shù)量單位是 “KB”（千字節(jié)）。解釋變量是 “區(qū)塊平均服務(wù)費率”，即按單位存儲空間核算的每個區(qū)塊的平均費率水平，數(shù)量單位是“BTC／MB”（比特幣每兆字節(jié)）。

控制變量主要包括以下兩項：區(qū)塊中包含的交易總筆數(shù)，數(shù)量單位是 “筆”；區(qū)塊中包含的所有交易申請的成交總規(guī)模，數(shù)量單位是 “BTC”（比特幣）。

由于比特幣系統(tǒng)提供的運營指標非常有限，本文無法按照理論模型的要求，獲取到 “網(wǎng)絡(luò)帶寬”等更加細致的特征數(shù)據(jù)。為了避免 “遺漏變量偏差”可能導(dǎo)致的內(nèi)生性問題，本文選用工具變量（IV）方法評估內(nèi)生解釋變量（區(qū)塊平均服務(wù)費率）對被解釋變量（區(qū)塊存儲容量）的影響。

選取“比特幣當日匯率價格”和“比特幣前30日平均匯率價格”作為工具變量，數(shù)量單位都是“美元／比特幣”。比特幣匯率價格取自Blockinfo網(wǎng)站發(fā)布的數(shù)據(jù)⑥。當業(yè)務(wù)申請的處理需求與區(qū)塊存儲的能力供給之間處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)時，服務(wù)費用的實際價值基本保持不變。業(yè)務(wù)發(fā)起方會根據(jù)比特幣的匯率價格，動態(tài)調(diào)整以比特幣計量的服務(wù)費率水平。即本文選取的工具變量與內(nèi)生解釋變量高度相關(guān)，但與被解釋變量的誤差項之間基本保持不相關(guān)。初步判斷上述工具變量的選擇符合要求。

本節(jié)所有的主要變量及其定義匯總?cè)绫?所示。

表1 主要變量定義

為了檢驗區(qū)塊平均服務(wù)費率對區(qū)塊存儲空間供給的影響，本文構(gòu)建了以下的兩階段最小平方回歸（2SLS）分析模型：

在一階段回歸過程中，區(qū)塊平均服務(wù)費率sat-Blk是內(nèi)生解釋變量，工具變量是比特幣的當日匯率價格exchange和前30日平均匯率價格exchange30；在二階段回歸過程中，被解釋變量是區(qū)塊存儲容量BkSize，內(nèi)生解釋變量是區(qū)塊平均服務(wù)費率satBlk，外部控制變量是區(qū)塊內(nèi)的成交總規(guī)模EstVol和區(qū)塊內(nèi)的交易總筆數(shù)NumTrans。

本文最關(guān)心的是一階段回歸過程中工具變量的有效性，以及二階段回歸過程中內(nèi)生解釋變量的響應(yīng)系數(shù)的正負方向及其顯著性。

2.3 描述性統(tǒng)計

根據(jù)上一節(jié)中的變量界定，相應(yīng)變量的基本特征如表2所示。

表2 變量基本特征

值得注意的是，樣本數(shù)據(jù)中存在個別平均服務(wù)費率為0的區(qū)塊，這些區(qū)塊中沒有承載任何交易申請。被解釋變量（區(qū)塊存儲容量）和解釋變量（區(qū)塊平均服務(wù)費率）的直方圖如圖1所示?？梢钥闯觯瑓^(qū)塊存儲容量集中分布在1000KB～1300KB的范圍內(nèi)，區(qū)塊平均服務(wù)費率的分布相對集中。

作為工具變量，比特幣當日匯率價格和前30日平均匯率價格的變化趨勢如下圖所示?？梢钥闯?，2018年初比特幣的價格波動非常劇烈，在隨后的時間段內(nèi)價格變化相對平緩。此外，前30日平均匯率價格曲線相對于每日匯率價格曲線更加平滑。

2.4 實證結(jié)果

根據(jù)前文的變量定義和模型構(gòu)造，本文借助兩階段最小平方回歸（2SLS）的方法針對平均服務(wù)費率對區(qū)塊存儲容量的影響進行實證檢驗。檢驗結(jié)果如表3所示。

在第一階段的回歸過程中，工具變量exchange和exchange30的回歸系數(shù)都在1%的顯著性水平上顯著。同時，F(xiàn)統(tǒng)計量的值是291.43，Adj R2值是0.6018。

在第二階段的回歸過程中，內(nèi)生解釋變量sat-Blk的回歸系數(shù)在1%的顯著性水平上顯著，并且回歸系數(shù)是正數(shù)。外部控制變量NumTrans的回歸系數(shù)分別在1%的顯著性水平上顯著。同時，Wald統(tǒng)計量的值是3109.11，R2值是0.506。

通過實證檢驗可以看出，本節(jié)最初提出的假設(shè)命題成立。區(qū)塊平均服務(wù)費率與區(qū)塊存儲容量之間存在顯著的正向影響關(guān)系。即區(qū)塊平均服務(wù)費率越高，區(qū)塊存儲容量越大；區(qū)塊平均服務(wù)費率越低，區(qū)塊存儲容量越小。

圖1 區(qū)塊存儲容量和區(qū)塊平均服務(wù)費率直方圖

2.5 工具變量檢驗

本文分別從工具變量過度識別和弱工具變量兩個角度，對工具變量方法的有效性進行檢驗，以便確?；貧w結(jié)果的有效性。在過度識別檢驗過程中，Hansen J Statistic統(tǒng)計量的卡方值是0.030155（p＝0.8621），接受過度識別的原假設(shè)，即工具變量滿足外生性。在弱工具變量檢驗過程中，Minimum Eigenvalue Statistic＝2530.45，大于常規(guī)閾值10，說明工具變量與內(nèi)生解釋變量的相關(guān)性較高，即通過了弱工具變量的檢驗。

圖2 比特幣匯率價格曲線（2018年）

3 結(jié)論與展望

本文通過理論建模和實證檢驗的方法，研究并分析了區(qū)塊鏈的存儲供給能力及其影響因素。雖然新區(qū)塊創(chuàng)建等的運營管理工作是由各個數(shù)據(jù)節(jié)點獨立決策的，但均衡狀態(tài)下業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率對數(shù)據(jù)節(jié)點的區(qū)塊存儲供給能力具有顯著的正向作用關(guān)系。即業(yè)務(wù)申請的服務(wù)費率越高，數(shù)據(jù)節(jié)點越有動力擴大區(qū)塊存儲容量的供給水平。反之亦然。

在前面的分析過程中，本文始終假設(shè) “有足夠多的新業(yè)務(wù)申請到達區(qū)塊鏈系統(tǒng)”這個前提條件可以得到滿足，即區(qū)塊鏈系統(tǒng) “始終能夠維持適度擁塞的狀態(tài)”［9］。而且，比特幣系統(tǒng)的實際運營狀況也完全滿足上述前提條件。但是，現(xiàn)實中其他業(yè)務(wù)應(yīng)用的用戶使用需求很容易受到周期性或臨時突發(fā)事件的影響。在業(yè)務(wù)需求相對平淡的時期，數(shù)據(jù)節(jié)點仍然需要參與共識機制并維持新區(qū)塊的產(chǎn)生。僅僅依靠服務(wù)費用收入本身，可能無法覆蓋數(shù)據(jù)節(jié)點的運營成本。因此當業(yè)務(wù)需求不足或者出現(xiàn)需求波動時，區(qū)塊存儲供給模型及其相關(guān)結(jié)論可能會受到需求環(huán)境變化的影響。

此外，還應(yīng)注意到，區(qū)塊創(chuàng)建獎勵對服務(wù)費用獎勵具有一定的替代作用。通過式（5）可以看出，區(qū)塊創(chuàng)建獎勵R越高，數(shù)據(jù)節(jié)點提供區(qū)塊存儲的邊際成本ρ0就越高。但是，適度的區(qū)塊創(chuàng)建獎勵有助于區(qū)塊鏈系統(tǒng)在均衡狀態(tài)下達成共識，并且有助于維護數(shù)據(jù)賬本的一致性［10，11］。因此，在應(yīng)用本文的有關(guān)結(jié)論時，還需要關(guān)注區(qū)塊創(chuàng)建獎勵的水平及其對服務(wù)費用獎勵的影響。

區(qū)塊存儲容量的供給涉及區(qū)塊鏈系統(tǒng)的核心資源保障和業(yè)務(wù)穩(wěn)定運營。未來，區(qū)塊鏈技術(shù)將在證券交易、在線支付、銀行結(jié)算、信息披露、實時會計、憑證存管、數(shù)據(jù)共享等領(lǐng)域得到越來越廣泛地應(yīng)用。針對區(qū)塊存儲空間供給能力的研究，有助于區(qū)塊鏈應(yīng)用的設(shè)計人員更加科學合理地規(guī)劃業(yè)務(wù)場景，有助于區(qū)塊鏈平臺的運營機構(gòu)提供更加穩(wěn)定、有效的激勵機制，有助于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的用戶享受到更加透明、可控的業(yè)務(wù)服務(wù)。

表3 區(qū)塊平均服務(wù)費率對區(qū)塊存儲容量的影響分析（2SLS）

注釋：

①Project Jasper：Are Distributed Wholesale Payment Systems Feasible Yet？ 資料來源： http：／／www.bankofcanada.ca／wp-content／uploads／2017／05／fsr-june-2017-chapman.pdf.

②Project Ubin： Central Bank Digital Money using Distributed Ledger Technology， 資料來源 https：／／www.mas.gov.sg／schemes-and-initiatives／Project-Ubin.

③即單位存儲空間（如每字節(jié)）可以收取的服務(wù)費用。

④運行新版本的數(shù)據(jù)節(jié)點所發(fā)布的區(qū)塊被運行老版本的數(shù)據(jù)節(jié)點視為無效，并拒絕接受。

⑤分別是因為各方針對 “區(qū)塊大小調(diào)整方案”和 “修改工作證明算法方案”存在嚴重分歧。

⑥blockchain.info網(wǎng)站對各個主要的數(shù)字貨幣交易所的每日分時數(shù)據(jù)進行匯總，并按權(quán)重計算得出比特幣每日的參考匯率價格。