Crypto and the World of On-Chain Transaction Fees: Why Economics Matter

HodlX gjestepost  Send inn innlegget ditt

Analyse av transaksjonsgebyrer har lenge blitt oversett i blockchain-området, med de første papirene i den akademiske litteraturen som ble publisert fra 2014 (Houy) og utover. Det har fremdeles ikke vært en forskningsprioritet med tanke på at bare noen få artikler har blitt viet til dette feltet. Men transaksjonsgebyrer bør ikke forsømmes av minst to grunner. Den første relaterer seg til deres betydning for å opprettholde sikkerhetsinsentiver i en proof-of-work-sammenheng. Den andre grunnen gjelder selve naturen til det økonomiske forholdet mellom brukere, gruvearbeidere og selve protokollen, som vi vil se nedenfor.

Fra og med i dag er Bitcoin-belønningen tilstrekkelig til å holde gruvearbeidernes insentiver på linje: de tjener nok penger til å opprettholde et sikkert nettverk. Imidlertid er måten transaksjonsgebyrer er utformet avgjørende når blokkbelønningen har en tendens mot null, eller, som vi vil se, når nettverket har stor gjennomstrømning. Vi gir i denne artikkelen en kort litteraturgjennomgang, og vi beskriver også vårt syn på et mulig design for et effektivt transaksjonsmarked.

Konkurrer om blokkplass og risikoen for frikjøring

I Bitcoin blir transaksjonsgebyrer satt av brukere. Enhver bruker kan teoretisk sette gebyret til null, vel vitende om at transaksjonen hennes sannsynligvis vil bli forsinket hvis andre velger en positiv verdi for gebyrene sine. Faktisk, som rasjonelle agenter, vil gruvearbeidere alltid prioritere transaksjonene med de høyeste gebyrene. Transaksjoner som er verifisert, men som ennå ikke er behandlet i den kommende blokken (dvs. bekreftet), settes sammen i et ‘venterom’ kalt mempool. Siden hver blokk har en begrenset størrelse, konkurrerer brukerne dermed om plass (Huberman et al., 2017; Dimitri, 2019) i hver blokk, slik at avgiftene når en likevektspris for hvert tidsintervall. Transaksjoner som ikke behandles, blir liggende i mempool, og venter på at neste blokker skal bli validert av gruvearbeidere.

Imidlertid kommer Bitcoin-lignende blokkjeder ikke uten feil sett fra et transaksjonsgebyrperspektiv. For det første prioriteres det ikke transaksjonen (Aune et al., 2017), som i et hvilket som helst vanlig køsystem basert på standard “first-come, first-serve” -tjenestelevering. Prioritet annonseres av brukere ved å foreslå et høyere transaksjonsgebyr enn gjennomsnittet. Gruvearbeidere velger vanligvis bare transaksjonene som annonserer for den høyeste avgiften. For det andre kan avgiftene være for lave til å dekke tapene som gruvedriftene pådrar seg, spesielt når blokkbelønningen har en tendens til null (Carlsten et al., 2016; Huberman et al., 2017). Etter samme logikk kan gebyrene bli for høye for en daglig bruker av nettverket til å kompensere fullt ut for hans eller hennes tap av blokkbelønningen (Easley et al., 2019). Derfor medfører den lille blokkstørrelsen en høy risiko for overbelastning i systemet når transaksjoner strømmer raskere inn i mempoolen enn de blir validert av gruvearbeidere. Ventetid fører til overbelastning i nettverket og dermed til høyere avgifter.

På den ene siden øker overbelastning av nettverket insentivene for gruvearbeidere til å tildele sin datakraft til bestemte brukere på den blockchain, og undergraver derfor konsekvent sikkerhet. På den annen side skaper det forsinkelser i transaksjonsbehandling som kan avskrekke noen brukere fra å bruke nettverket i det hele tatt. På sikt kan det hende at Bitcoin trenger høye transaksjonsgebyrer for å fungere både riktig og sikkert (Lavi et al., 2017), et resultat som kan ha en tendens til å beseire formålet med et globalt betalingssystem..

I denne sammenheng kan det være viktig å studere insentivene bak PoW-nettverkens transaksjonsgebyrer for å optimalisere fremtidige design. Å la brukerne velge sine egne transaksjonsgebyrer er kanskje ikke en optimal løsning. Er det en likevektspris som disse avgiftene er tilstrekkelige for å sikre nettverkets sikkerhet, uavhengig av hvor mye gruvearbeidere tjener på det tidspunktet ved å mynte nye mynter? I nåværende PoW-blokkjeder er svaret helt klart nei. Blokkstørrelse begrenser antall transaksjoner som kan behandles for hvert tidsintervall.

I sum bør brukerne ikke få lov til å sette sin egen avgift privat, for å unngå et typisk gratis-rytterproblem (Auer, 2019). Avgifter settes opp individuelt, mens transaksjoner samles i neste blokk. Dette sikrer samme sikkerhetsnivå for alle transaksjoner i blokken, uavhengig av nivået på gebyrene som tas individuelt. For å si det enkelt, har bruker A et insentiv til å “free-ride”, dvs. legge inn lavere avgifter til hans eller hennes transaksjon er inkludert i blokken, derav piggy-backing på andre brukere som annonserer høyere transaksjonsgebyrer. Den direkte konsekvensen er en reduksjon i systemets sikkerhet hvis alle oppfører seg som bruker A, ved å redusere transaksjonsgebyrene til det punktet at det ikke lenger er økonomisk lønnsomt for gruvearbeidere å bekrefte transaksjoner.

Mulige løsninger og veien videre

Vi kan løse de fleste av disse problemene ved å 1) ha en mye høyere gjennomstrømning enn noen andre PoW blockchain-baserte nettverk, og 2) ved å benytte en annen tilnærming til transaksjonsgebyrer, for å få full fordel av nettverkseffekter. Vi vil deretter vurdere det andre punktet.

Selv om et desentralisert transaksjonsnettverk med høyt gjennomstrømning løser skalerbarhetstrilemmaet, medfører det andre problemer. I de fleste papirer som argumenterer for en endring i PoW-konsensusprotokoller, brukes auksjonsteori for å optimalisere transaksjonsgebyrene (Lavi et al., 2017). En annen tilnærming er å knytte avgifter til mengden lagringsplass som er sikret av gruvearbeidere (Chepurnoy et al., 2019).

Selv om disse løsningene kan fungere i miljøer der brukere konkurrerer om blokkplass, er det lite sannsynlig at de kan fungere i vår. Faktisk ville nettverkets evne til å behandle mange transaksjoner presse transaksjonsgebyrene mot null, hvis gebyrer skulle velges gjennom noen form for auksjoner. Hvis de overlates til markedskreftene, vil brukerne, vel vitende om at transaksjonen deres blir behandlet, kollektivt velge en optimal avgift som har en tendens mot null, som enhver spillteoretisk analyse antyder. Derfor må transaksjonsgebyrer i auksjonsstil utelukkes.

Et annet poeng å vurdere er påvirkningen av nettverkseffekter på tvers. Protokollen kan sees på som en plattform der tilbud og etterspørsel etter globale transaksjoner møtes. Gruvearbeidere (dvs. forsyning) vil ha høye transaksjonsgebyrer, mens brukere vil ha lave. Denne interessekonflikten må reflekteres ikke bare i prisen, men også innenfor dens struktur (Rochet & Tirole, 2006) [1]. Dette er et kjent problem i såkalte tosidige markeder. Som vi allerede har nevnt, i Bitcoins nåværende design, står brukerne mer eller mindre fritt til å bestemme sine egne avgifter. I det nåværende systemet er interessene ikke justert, siden brukere vil ha en tendens til å fritt ri, og dermed påvirke protokollens generelle sikkerhet. Etter vårt syn bør avgiften følge en mer markedsbasert mekanisme. Prisfunksjonen svinger i henhold til tilbud og etterspørsel av transaksjoner, uten at brukeren kan sette opp et lavere gebyr, forutsatt at han er klar til å vente på at transaksjonen blir behandlet.

Bak gardinene er oppsettet ganske komplisert, men i praksis viste det seg å være veldig brukervennlig. For å bedre forstå prisstrukturen til transaksjonsgebyrene på kjeden, må vi analysere prisstrukturen til denne typen nettverk. I vårt tilfelle følger vi et køspill (Kendall, 1953; Bhat, 2015) i et tosidig marked (Rochet & Tirole, 2006). Vi trenger en skikkelig prisstruktur for å stimulere både brukere og gruvearbeidere i nettverket.

Som det er blitt hevdet, bør overbelastning være lavere sammenlignet med overbelastning på eksisterende PoW-blokkjeder. Imidlertid, selv med stor gjennomstrømning, er det sannsynlig at noe overbelastning vil oppstå, og at noen forsinkelseskostnader delvis vil forbli (Huberman et al., 2017). Også tatt uavhengig kan en skjær teoretisk bli overbelastet på et tidspunkt i historien. Vi foreslår en markedsbasert mekanisme for å gjenspeile disse situasjonene.

Den dynamiske prisen justerer transaksjonsgebyrene for å svare på svingninger i tilbud og etterspørsel. Ved nettverksbelastning kan økende priser løse noen økonomiske problemer ved å jevne ut etterspørselskurven (Cohen et al., 2016). Denne funksjonen skal sikre en markedsbasert tilnærming til transaksjonsgebyrer, en tilnærming der bølgende priser for å redusere forsinkelseskostnader spiller en sentral rolle. Og akkurat som systemet som brukes i Uber, kan brukeren “tipse” gruvebassenget og derved demonstrere at han har høyere forsinkelseskostnader og at han ønsker at transaksjonen skal behandles så snart som mulig..

Rammeverket vil optimalisere ventetiden for brukerne, samtidig som gruvearbeidere garanteres en minimal avgift, selv når konkurransen om blokkplass er lav. Med andre ord, bør gulvprisen i det minste dekke kostnadene per transaksjon pådratt gruvearbeiderne. Slike økonomi brukes av apper som Uber eller Lyft, og har vist seg å være ganske effektive.

Referanser

Auer, R. (2019). Utover dommedagsøkonomien til “Proof-of-work” i kryptokurver, BIS Working Papers No. 765.

Aune, R. T., Krellenstein, A., O’Hara, M., & Slama, O. (2017). Fotspor på en blokkjede: Trading og informasjonslekkasje i distribuerte ledgers, The Journal of Trading, 12 (3), 5–13.

Bhat, U. N. (2015). En introduksjon til kø

Teori: Modellering og analyse i applikasjoner, Springer andre utgave.

Caillaud, B. og Jullien, B. (2003). Kylling & Egg: Konkurranse blant mellomledere, RAND Journal of Economics, 34 (2): 309–28.

Carlsten, M., Kalodner, H., Weinberg, S. M. og Narayanan, A. (2016). Om ustabiliteten til Bitcoin uten blokkbelønning, fortsetter behandlingen av ACM SIGSAC-konferansen 2016 om datamaskin- og kommunikasjonssikkerhet – CCS’16.

Chepurnoy, A., Kharin, V. og Meshkov, D. (2019). En systematisk tilnærming til kryptovaluta-avgifter, i A. Zohar, I. Eyal, V. Teague, J. Clark, A. Bracciali, F. Pintore, M. Sala (red.) Financial Cryptography and Data Security FC 2018 International Workshops, BITCOIN , VOTING og WTSC, Nieuwpoort, Curaçao, 2. mars 2018, Revised Selected Papers Berlin: Springer 19-30.

Cohen, P., Hahn, R., Hall, J., Levitt, S. og Metcalfe, R. (2016). Bruk av store data for å estimere forbrukeroverskudd: Uber-saken, NBER-arbeidsdokument nr. 22627.

Dimitri, N. (2019). Transaksjonsgebyrer, blokkstørrelsesgrense og auksjoner i Bitcoin. Hovedbok, 4.

Easley, D., O’Hara, M., Basu, S. (2019). Fra gruvedrift til markeder: utviklingen av Bitcoin-transaksjonsgebyrer. Journal of Financial Economics, Vol 134 (1), s 91-109.

Houy, N. (2014). Økonomien med Bitcoin-transaksjonsgebyrer. SSRN Working Paper.

Huberman, G., Leshno, J. og Moellemi, C. (2017). Monopol uten monopol: en økonomisk analyse av Bitcoin betalingssystem, Columbia Business School Research Papers nr. 17-92.

Kendall, D.G. (1953), Stokastiske prosesser som forekommer i køsteorien og deres analyse ved hjelp av metoden for innebygde Markov-kjeder, Annales of Mathematical Statistics, 24 (3), 338-354.

Lavi, R., Sattath, O. og Zohar, A. (2017). Nyutvikling av Bitcoins avgiftsmarked, arXiv: 1709.08881

Rochet, J-C., Og Tirole, J. (2006). Tosidige markeder: En fremdriftsrapport, RAND Journal of Economics, 37 (3): 645–67.

[1] Transaksjonsgebyrer kan sees på som et tosidig marked, der gruvearbeidernes insentiver er avhengige av brukernes respons på prisstruktur. Som satt av Rochet & Tirole (2006): “Vi definerer et tosidig marked som et der volumet av transaksjoner mellom sluttbrukere avhenger av strukturen og ikke bare av det totale nivået på gebyrene som belastes av plattformen. En plattforms bruk eller variable avgifter påvirker de to siders vilje til å handle en gang på plattformen, og dermed deres nettooverskudd fra potensielle interaksjoner; plattformenes medlemskap eller faste avgifter i sin tur betingelsen til sluttbrukernes tilstedeværelse på plattformen. ” Vi ønsker å minimere transaksjonsgebyrer for å tiltrekke seg de fleste brukere og samtidig maksimere hastigheten som transaksjoner behandles av gruvearbeidere, som krever høye transaksjonsgebyrer. Det er en typisk tosidig (Caillaud & Jullien, 2003; Rochet & Tirole, 2006) prisoppsett. Hvis transaksjonsgebyrene er for høye, går brukerne på andre nettverk, for lave, ville gruvearbeidere ikke ta av transaksjonene med en gang. I et nøtteskall må vi sette prisen for å stimulere motsatt oppførsel, for å internalisere nettverkseffekter på tvers..

Vinod Manoharan er en teknologientreprenør og grunnlegger og administrerende direktør for Jax Multiversal Holdings, et holdingselskap hvis portefølje inkluderer online spillselskaper, betalingsportaler og Blockchain-teknologiselskaper. Manoharan er også grunnleggeren av JAX.Network, en teknisk oppstart i Ukraina, fokusert på blockchain-teknologi og mer spesifikt å løse det beryktede blockchain-skalerbarhetstrilemmaet.

Utvalgt bilde: Shutterstock / Drop of Light