IOHK博客:随着IOHK的研究一起迭代成长

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原文及图片来自IOHK官网博客,原作者 为拉斯·布鲁斯(LarsBrünjes),由卡尔 达诺大使陈哲Anson翻译

在Cardano生态系统中构建关键价值

设置可靠的参数值(同时保持未来的灵活性)对于Cardano的增长和持续的去中心化至关重要。我通过与社区协商,以及与同事Kevin Hammond和Alex Appledoorn紧密合作之后,我们相信我们已经有了开的开局。

Cardano Shelley的动作受大约20个参数控制。在启动主网之前,必须为所有这些参数设置数值。这些参数大多数都是技术性的,因此,正确设置参数对于保证安全性和优化系统性能非常重要,但它们的特定值不会对用户体验产生重大影响。

不过,某些参数是不同的,它们确定了Cardano生态系统的中心程度和可持续性。它们还推动了授权和运营权益池的经济性。为这些参设定好值是非常复杂的,因为我们必须谨慎地权衡许多重要的考虑因素,比如安全、性能、稳定性、可持续性、去中心化、公平和经济可行性。

有了Cardano区块链上的所有参数,我们要牢记三个重要的目标:

•我们希望真正实现去中心化,以便任何一方都不能威胁到链的完整性

•我们希望激励权益池运营商继续支持我们

•我们不希望这些激励措施在任何单一时间点发生重大变化,而这可能会对运营商的收入稳定性产生负面影响

我们希望给所有想参加卡尔达诺并经营权益池的人以平等的机会,但是对于较小的池子而言,看起来合理的参数值对于较大的池子可能会变得充满挑战,反之亦然。例如,大型权益池可能会比小型权益池更容易做出更高的担保抵押,另一方面,小型池可能能够以比大型池低得多的成本开展运行。

我们还认为过于频繁地更改参数是不明智的,因为这可能会对运营商收入的稳定性和可预测性产生负面影响。我们正是考虑到所有这些因素,所以为参数值的初始选择提出了一些建议,如下所述。

只是我们并不会就此打住,去中心化伴随着民主,我们的社区必须对如何管理区块链有发言权。因此,我们将首先使用这些数字运行,并发布CIP,社区可在其中对最佳的参数进行投票。最终,卡尔达诺的治理将掌握在卡尔达诺社区手中,我们相信卡尔达诺社区是向我们提供建议的最佳人选。

所需的权益池数量

权益池的期望数量 k 是重要的参数。卡尔达诺激励机制旨在鼓励 k 个完全饱和的池达到平衡,这意味着当将所有权益统一下放给 k 个最具吸引力的池时,奖励对于每个人都是最佳的。

选择的 k 越高,系统越分散。但是,较高的 k 也会导致效率较低的系统(较高的成本,更多的能源消耗),并且对委托人和权益池所有者的奖励也较低。根据我们从激励性测试网(ITN)和Haskell Shelley测试网中拿到的信息,我们知道社区非常有动力在数个星期内建立资源池并为链上数百个池提供支持。

这告诉我们,某种程度的去中心化可以而且将会相对快速地发生。但是仅做到去中心化是不够的,卡尔达诺需要其权益池主的长期承诺,而权益池主也需要被充分激励以保持对系统的支持。

为了在去中心化和股权池运营商的这些激励措施之间取得平衡,我们建议初始 k = 150,然后逐渐增加该值。我们相信,这将确保该系统从一开始就稳定且高效,并且可以随着时间的推移逐渐增长,从而在以后变得更加去中心化(甚至更加安全):

150个大致相等大小的权益池的数量使Cardano的去中心化程度比其他任何区块链都要高,而这仅仅是开始,我们有理由相信将来可能有成千上万的权益池。

货币扩张

对委托人和权益池运营商的奖励来自两个方面:交易费用和货币扩张。具体而言,在每个时期(epoch)内产生的所有区块的每笔交易的交易费用都被放入虚拟“罐”中。另外,将剩余储备的固定百分比ρ的ada添加到该“罐子”里面。然后罐子里一定比例的τ送入财库系统,剩下的用于每个时期的奖励。

这种机制可确保在开始时(当交易数量仍然相对较低时),因为用户才刚刚开始在Cardano上建立业务,所以从储备中获得的回报部分就很高,这为早期的使用者提供了极大的动力,使其可以迅速行动并从高额的初始奖励中受益。随着时间的推移,随着交易量的增加,额外的费用将弥补储备金的减少。

该机制还确保奖励是可预测的并逐渐变化。每四年不会发生与比特币减半事件相当的突然的“大跳跃”,取而代之的是,每个时期从剩余储备中提取的固定百分比可确保平滑的指数下降。

那么ρ的值0应该是什么?多少钱去财库系统?这又是一个权衡:ρ的值越高,最初意味着每个人的奖励越高,而财库系统的填充速度越快。但是,较高的ρ值也意味着更快的储备枯竭。当然,特别是在开始时,最重要的事情是要给予较高的奖励并激励早期采用者。但是,为所有利益相关者考虑长期的发展也很重要。

如上所述,卡尔达诺永远不会用完储备金,而是考虑到指数级的衰减。为了感觉一下特定值ρ的影响,我们可以计算出“储备半生期”,即一半储备已用完的时间。

经过深思熟虑,我们建议ρ的值为0.22%。通过计算数字时,我们将获得大约四到五年的“储备半生期”。换句话说,每四到五年,将使用剩余储备金的一半。这接近于大约四年的“比特币减半周期”,因此卡尔达诺的储备将以与比特币储备几乎相同的速度消耗。

在这里值得注意的是,比特币花了大约八年的时间才达到最大使用率和价格的顶峰。因此,我们可以合理预期卡尔达诺交易量和汇率在未来八年内将充分增长,以弥补这段时间内货币扩张的减少。

从储备金到财库系统

我们还为τ提出了5%的初始值,奖励的百分比在每个时期都会自动转到财库系统之中。这意味着在接下来的5年中,我们将从储备金中至少拨出380,000,000 ada。

但是,流向财库系统的实际金额将大大增加。首先(再次从ITN中吸取经验,同时也预测将来使用ada),假设所有ada都参与委托是不合理的,其中一些将被锁定在交易所中,进行交易并在各种智能合约中使用。未参与委托的ada将产生无人认领的奖励,那些“无人认领的奖励”也归财库系统所有,这将使财库系统总额达到19亿ada。

其次,我们并不希望大多数权益池的抵押担保数额会特别高,只要足以抵御女巫攻击就可以了。投入高额抵押的权益池的潜在奖励与合理抵押权益池的奖励之间的差额也将归入国库,并且在头五年将额外增加10亿美元的金额。流入的所有ada的总和意味着我们将有足够的资金来支付在可预见的未来更多新的功能和扩展开发。

抵押担保的影响因素和最低运营成本设置

攻击者想通过建立大量的权益池而自己不放任何ada在里面就可以进行攻击,但权益池运营者通过担保抵押的ada确保免遭Sybli攻击,以担保抵押的方式让权益池在攻击者面前变得没那么有吸引力。我和凯文·哈蒙德(Kevin Hammond)以及邓肯·库茨(Duncan Coutts)在最近的Cardano Effect节目上就详细介绍了这一点。

担保抵押影响因子直接影响奖池获得的奖励:影响因子越高,抵押担保对奖励的影响越大。较高的影响因子会提高Sybil的保护水平,并使系统更加安全,但同时也给能承担更高抵押担保金额的权益池所有者带来了优势。

较高的保证金可用于补偿较高的运营成本,这意味着成本相对较高的权益池可以维持适当的奖励,并通过增加其保证金而对委托人保持吸引力。我们已经在各种现实条件下测试了各种保证影响因素(总共进行了大约一百万次模拟)。影响因子的范围可以在0到无穷大之间。我们选择的初始设置为0.3,目的是使Sybil保护级别与所需抵押保证金达到平衡。

但是,这里没有最低的抵押保证金要求。池运营商可以根据自己的意愿将保证金设置为低或高,奖励受其选择的影响,但是没有“硬性”规则强迫他们承诺特定的金额。

这意味着最终,权益池保证金将达到其所有者愿意提供的金额,而我们的社区必须在抵御攻击、对的经济考虑和对公平与平等机会的渴望之间找到一个最佳解决方案。

最低运营成本设置可避免池运营者通过过低的运营成本来在“底线比拼”中获得竞争优势,从而确保质押影响因子有效。虽然这可能会在短期内使ADA利益相关者受益,但从长远来看,这将会削弱权益池的运营,把卡尔达诺网络暴露在风险之中。

以上图片为每个权益池每年的运营成本分布,数据来自于2020年5月开始的对有经验的权益池运营商的调查。

真正的低成本运营商可以从最低运营成本中受益匪浅,因为最低成本与实际成本之间的差额为他们提供了额外的收入,除了利润和抵押奖励。我们的研究表明,如上图所示,每个池每年的典型运营成本预计在2,000美元至15,000美元之间。因此,我们选择了最低运营成本$ 2,000的设置。

上图为假设每个时期的货币扩张率为0.22%,那么权益池的平均投资回报率(ROI)的估算范围。

最后,我们计算了在一系列不同的实际情况下(总计约150,000个池)的权益池的预期收益。我们使用了上面给出的影响因子,货币扩张和最低成本的设置,并在150至500之间改变了目标池的数量。我们的结果表明,鉴于上图中所示的成本分布,权益池如果使用今天的ada与USD的兑换汇率,可实现平均6%-6.5%的可持续ROI。如果Ada的价值持续上涨,那么投资回报率(ROI)当然会更好。

结论

为Cardano Shelley的所有参数选择合理的数值是一项艰巨而复杂的工作,因为必须平衡许多问题各个方面——系统的安全性,效率和稳定性与权益池运营商和委托人的经济可行性以及生态系统的可持续性。

现在还没有一个区块链能够完成我们要做的事情,我们正在一步步绘制新的领域,并走在科学技术的最前沿,因此我们不能依靠现有的统计数据或过去的经验,而必须使用合理的猜测和数学模型,这些猜测和数学模型永远都是不完美的。

我们尽力提出了一个合理的建议,但是随着时间的推移,我们将不得不对其进行改进。这里提出的价值观仅仅是一个开始,我们将与我们的社区紧密合作,在未来的几个月和几年中不断进行完善和调整。

原文链接:https://iohk.io/en/blog/posts/2020/06/25/iterating-for-growth-with-iohk/