TOKEN:邹传伟：深入分析公链经济体的双层耦合问题_MASK

底层经济体对应着共识算法、「挖矿」、Staking等活动，上层经济体对应着DeFi、NFT、STO和稳定币。

撰文：邹传伟，万向区块链首席经济学家

夫水之积也不厚，则其负大舟也无力……风之积也不厚，则其负大翼也无力。

——《庄子·逍遥游》

除了比特币以外，主流公链对应的经济体都有存在双层结构。底层经济体与公链的原生Token有关，对应着共识算法、「挖矿」、Staking、支付和分布式账本更新等活动。上层经济体对应着DeFi、NFT、STO和稳定币等活动，与类似ERC20地位的非原生Token有关。在PlatON中，上层经济体还包括数据要素和算力市场。

底层经济体规模的最重要指标是原生Token的市值，而上层经济体规模的最重要指标是全部非原生Token的市值。随着公链经济体的发展，双层经济体的规模之间的关系已成为一个重要问题：1.底层经济体规模是否构成上层经济体规模的上限？2.底层经济体与上层经济体之间，究竟谁拉动谁？我把这个问题概括为公链经济体的双层耦合问题。此问题最早由《PlatON经济蓝皮书》提出。

接下来，我从两个角度讨论公链经济体的双层耦合问题，首先是从公链安全性的角度，其次是从双层经济体相互影响的角度。

从公链安全性看公链经济体的双层耦合

这个角度通过在经济学上研究攻击公链的可行性，讨论公链的经济边界。相关分析对PoW型和PoS型公链均成立。

万向区块链邹传伟：央行数字货币会是人民币国家化的新工具:美东时间6月24日，在哈佛大学肯尼迪政府学院的贝尔弗中心智库展开了一场由中心主任Aditi Kumar主持的关于数字货币的研讨会。万向区块链首席经济师学家邹传伟表示，因为数字货币技术存在变革当前的跨国支付系统，而且中国政府大力推动人民币国际化，央行数字货币会是人民币国家化的新工具。但这之中并没有地缘目标，从技术讲，当前的账户范式的SWIFT和通证范式的DCEP系统并不相同。天秤币并不是美国政府的海外先锋，且会对货币替代和货币主权有深远影响。（巴比特）[2020/6/26]

「双花」攻击

将多个一致行动的攻击者视为一个整体考虑。假设攻击者对公链共识过程的影响力为x。在PoW型公链中，x表示攻击者占有全网算力的比例，x>1/2是攻击在算法上可行的条件。在PoS型公链中，x表示攻击者控制全部原生Token的比例，x>2/3是攻击在算法上可行的条件。但除了算法可行性以外，攻击者还需综合衡量攻击的成本和收益，也就是攻击在经济学上的可行性。

假设攻击者按以下步骤发起「双花」攻击：

攻击者用原生Token或非原生Token向交易对手购买商品或资产，价值为v。这笔交易被广播到分布式网络中，通过共识过程记入公链分布式账本中。交易对手等待e个区块后，将商品或资产发给攻击者。攻击者基于对公链共识过程的影响力，开始构建替代性公链，以抹去自己在第1步的交易。假设在t个区块后，替代性公链在长度上超过由诚实节点维护的公链，成为被全网接受的主链。换言之，攻击者在落后e个区块的情况下，平均要在t个区块后才能追赶上诚实矿工。假设攻击通过在加密资产市场上的操作，还能获得破坏公链系统的收益s。假设攻击前，公链原生Token的市场价格为p；攻击后，原生Token市场价格的下跌幅度为△。△与公链社区的抗压性和加密资产市场的结构有关。

邹传伟：DC/EP不会对第三方支付构成重大冲击:PlatON 及万向区块链首席经济学家邹传伟博士在支付公开课《关于央行数字货币DC/EP那些事》中表示，DC/EP不会对第三方支付构成重大冲击，DC/EP中，人民银行在做好技术标准和应用规范的基础上，支付路径、支付条件以及之上的商业应用会交给市场来做。尽管从支付清算基础设施的角度看，DC/EP 与第三方支付不一样，但第三方支付目前对各种应用场景的渗透以及建立的收单系统，可以在DC/EP的应用推广中发挥积极作用。[2020/4/22]

攻击者的收益

攻击者的收益为

其中v表示「双花」金额，与上层经济体规模有关，也与原生Token交易活跃度有关，本文重点关注前者；t·r表示t个区块的出块奖励；s表示攻击公链系统的收益，与加密资产市场的发展程度有关。

攻击者的成本计算要复杂得多，而这主要与公链是PoW型还是PoS型有关。

PoW型公链在经济学上的抗攻击性

以太坊的上层经济体发展最好，而以太坊目前仍属于PoW型，所以讨论PoW型公链非常有必要。对PoW型公链，攻击者需要考虑两方面成本：

攻击所需的算力成本。假设诚实矿工可以自由进入和退出，诚实矿工挖矿的期望利润为0，因此诚实矿工付出的算力成本等于出块奖励t·r·p，而攻击者付出的算力成本是诚实矿工的x/(1-x)倍，等于x·t·r·p(1-x)。攻击对矿机价值的影响。用m表示攻击使全体矿机的价值下跌的金额。这取决于矿机除了挖矿以外，还有没有别的用途：矿机的专用程度越高，m越大；反之，矿机的通用性越好，m越小。因此，在PoW型公链中，攻击者的成本等于

现场 | 邹传伟：DC/EP属于Token范式 而非账户范式:金色财经现场报道，万向区块链公司首席经济学家邹传伟在“CAN峰会?万物互链”上对DC/EP的设计作出五点推测，其中包括：

1、账户松耦合=Token范式。DC/EP属于Token范式，而非账户范式。

2、DC/EP使用基于UTXO模式的中心化账本。这个中心化账本体现为数字货币发行登记系统，由中央银行维护，是中心化的，不需要运行共识算法，这样就不会受制于区块链的性能瓶颈。

3、DC/EP钱包。用户需要使用DC/EP钱包，钱包的核心是一对公钥和私钥。公钥也是地址，地址里面存放人民币的数字凭证。这个数字凭证基于100%人民币准备金发行。

4、DC/EP交易。用户通过钱包私钥，可以发起地址间转账交易，交易由中央银行直接记录在中心化账本中。

5、DC/EP推行策略：先批发（to B），后零售（to C或用于一般目标）；先境内使用，再用于跨境支付。[2019/12/3]

另外，攻击者在落后e个区块的情况下，平均要在t个区块后才能追赶上诚实矿工，因此t是x和e的函数。在其他条件一样的情况下，x越大，t越小；e越大，t也越大。比特币白皮书最后的技术部分讨论的就是这个问题。

表1：t与x和e的关系

如果攻击者的成本CPoW超过收益G，即使攻击PoW型公链在技术上可行，在经济学上仍是不可行的。这个条件是：

根据模型假设，在讨论公链双层经济体之间的关系时，v表示单个区块中非原生Token交易的价值。假设在攻击发生的时间段内，原生Token的数量为n，非原生Token的数量为n'，平均每个区块中有a比例的非原生Token参与交易，并且非原生Token用原生Token计价的平均价格为p'，因此v=n'·a·p'，从而上层经济体规模与底层经济体规模之比等于

哈佛梅森学者邹传伟：保险会受区块链技术影响，但不会消失:今日，哈佛梅森学者邹传伟在“清华五道口@迭代区块链创业营”群中回答关于由于区块链技术的发展，保险业是否会消失时回答道：“保险不会消失。保险有两种形态：公司型保险（我国占主导的形态）和契约型保险（国外很多，我国近期发展的相互保险属于这个形态）。技术会影响保险公司的展业方式，特别在营销、定损和赔付等方面。但保险的功能不可能被技术替代，而且到目前也看不到技术会在保险的两种形态以外催生出其他形态。”[2018/3/4]

(4)是针对PoW型公链的双重耦合问题的两个核心结论：给定底层经济体规模，上层经济体规模存在上限；在适当的参数取值下，上层经济体规模可以超过底层经济体。这两个结论在以太币市值与全体ERC20Token市值的走势中可以得到印证。

要发展上层经济体规模，底层经济体规模必须先上去，否则公链容易成为攻击目标。这就是本文开头引用的《庄子·逍遥游》那句话在公链经济体中的含义：底层经济体与上层经济体之间的关系，是「水」与「大舟」之间的关系，「风」与「大翼」之间的关系。

给定底层经济体规模，(4)能揭示出以下结论，这些结论对发展DeFi、NFT和稳定币等上层经济体有重要意义：

出块奖励r越高，上层经济体规模上限越高。换言之，如果PoW公链的出块奖励下降，那么在其他条件不变的情况下，上层经济体发展会受到较大限制。a越小，上层经济体规模上限越高。矿机的专用程度越高，m越大，上层经济体规模上限越高。攻击公链系统的收益s越低，上层经济体规模上限越高。换言之，限制加密资产市场做空，能为上层经济体发展创造更大空间。e越大，t也越大，上层经济体规模上限越高。这体现了「等待的价值」。PoS型公链在经济学上的抗攻击性

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对PoS型公链，攻击者不用承担算力、矿机等物理成本，主要成本来自两方面：

攻击者为参与共识过程，需要控制比例为的原生Token，这些原生Token在公链被攻击后，会遭受价格下跌。系统给与攻击者的惩罚，假设Slashing比率为。因此，在PoS型公链中，攻击者的成本等于m'。

与PoW型公链的情形类似，如果攻击者的成本CPoS超过收益G，即使攻击PoS型公链在技术上可行，在经济学上仍是不可行的。这个条件是：

与(4)类似，上层经济体规模与底层经济体规模之比的上限是：

针对PoS型公链的双重耦合问题的核心结论与PoW型公链是类似的：给定底层经济体规模，上层经济体规模存在上限；在适当的参数取值下，上层经济体规模可以超过底层经济体。此外，给定底层经济体规模，Slashing比率越大，或攻击公链系统的收益越低，上层经济体规模上限越高。

公链双层经济体的相互影响

底层经济体对上层经济体的影响

底层经济体对上层经济体有两个方向相反的影响。

第一，「水涨船高」。底层经济体发展一般伴随着原生Token的升值，而原生Token构成上层经济体中非原生Token的定价基准，这会推高非原生Token的价格和上层经济体规模。另外，底层经济体发展起来后，随着用户、网络和场景等的增加，用户管理自己资产和风险的需求会增加，也会促进上层经济体的发展。当然，如果公链的基础设施不完善，底层经济体发展不一定促成上层经济体的同步发展。比如，比特币因为不支持智能合约，就发展不出上层经济体。

第二，「内卷化」。原生Token随着底层经济体发展而升值后，会使得处理同样的智能合约需要更高Gas费，这会抑制上层经济体的发展。另外，底层经济体和上层经济体都要占用有限的TPS，前者占得多了，意味着后者占得少。

从以太坊的发展看，「水涨船高」的影响超过了「内卷化」，以太币市值与全体ERC20Token市值基本同步涨跌，但「内卷化」对以太坊上DeFi活动的抑制已不容忽视。

上层经济体对底层经济体的影响

在此前的研究中，上层经济体对底层经济体的拉动，也被称为底层经济体从上层经济体捕获价值。一般结论是，存在价值捕获效应，但效应有多高取决于具体的机制设计。这方面可以使用货币数量恒等式和购买力平价的分析框架。

假设在公链双层经济体中，原生Token的数量用n表示，原生Token的流通速度为V，经济总量为Y，价格指数为P，那么根据货币数量恒等式，

假设在法币支撑起来的经济体中，法币的发行量为n*，法币的流通速度为V*，经济总量为Y*，价格指数为P*，同样有

与前文一样，用p表示原生Token用法币标记的价格。一方面，一篮子商品和服务=P个原生Token=p·P个法币。另一方面，一篮子商品和服务用法币标记的价格为P*。根据购买力平价，

联立(8)-(10)可得，

注意到

是一个刻画法币经济体、但与公链无关的量。(11)说明，在其他条件一样的情况下，公链经济体越活跃，或原生Token的流通速度越低越小，底层经济体的规模n·p越大。换言之，上层经济体越活跃，或者越能降低原生Token流通速度，底层经济体捕获自上层经济体的价值越高。

结论与思考

本文分析公链经济体的双层耦合问题，得到了如下结论：

第一，不管是PoW型还是PoS型公链，给定底层经济体规模，上层经济体规模都存在上限。但在适当的参数取值下，上层经济体规模可以超过底层经济体。这是公链基础设施的经济效率的重要体现。

第二，底层经济体对上层经济体有两个方向相反的影响——「水涨船高」和「内卷化」。「水涨船高」的影响超过了「内卷化」，但「内卷化」通过竞争有限TPS、推高Gas费等对上层经济体的抑制不容忽视。

第三，上层经济体越活跃，或者越能降低原生Token流通速度，底层经济体自上层经济体捕获的价值越高。

本文新兴公链的策略含义是，在市值不高时，公链承载的经济活动规模不会很高。这是由公链安全性决定的，但也是一个可以在发展中解决的问题。要通过社区建设、生态拓展和用户获取等策略，打造公链与上层经济活动之间的正向循环。

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