Mfumo wa blockchain, unaokadiriwa kuwa na thamani zaidi ya trilioni $1, unakabiliwa na changamoto muhimu kuhusu utulivu wake wa muda mrefu na uendelevu. Hali ya uchimbaji isiyo na kituo cha usimamizi, ambapo washiriki (wachimbaji) hutoa rasilimali (nguvu ya hash katika PoW, hisa katika PoS) kwa malipo, huunda mazingira changamano ya nadharia ya michezo. Karatasi hii inachunguza uenezi wa uharibifu—ambapo wachimbaji huwadhuru wengine kwa gharama ndogo kwao wenyewe—katika uchumi wa uchimbaji wa blockchain na inachunguza njia za kufikia utulivu.
Tabia ya wachimbaji ya kujihusisha na maslahi yao wenyewe na uwezo wao wa kuingia/kutoka kwenye mitandao kwa uhuru ni msingi kwa usalama wa blockchain lakini pia huleta mienendo isiyo thabiti. Kuelewa motisha zao za ugawaji wa rasilimali kwenye blockchain nyingi ni muhimu kwa kutabiri uaminifu wa mtandao.
Uchambuzi huu unajengwa juu ya mfano wa nadharia ya michezo wa uchumi wa uchimbaji unaojumuisha blockchain moja au nyingi.
Mfano huu unazingatia wachimbaji ambao hugawa rasilimali za kompyuta (au hisa) kwenye blockchain moja au zaidi. Malipo hugawanywa kwa uwiano wa rasilimali zilizotolewa, kama ilivyo kawaida katika itifaki nyingi za PoW na PoS. Kazi hii inapanua uchambuzi wa Usawa wa Nash (NE) wa [3], ambao ulipata ugawaji wa kipekee wa NE chini ya mpango huu wa uwiano.
Uvumbuzi msingi wa kinadharia ni kuunganisha tabia ya uharibifu na dhana ya utulivu wa kielelezo. Waandishi hupima athari ya mchimbaji kukengeuka kwa kutumia vipengele vya uharibifu—viwango vinavyopima hasara ya jumla ya mtandao ikilinganishwa na hasara ya mchimbaji mwenyewe. Hii inaweka wazi dhana kwamba mchimbaji anaweza kukubali hasara ya kibinafsi ikiwa itasababisha hasara kubwa zaidi kwa washindani, na hivyo kudhoofisha utulivu wa mtandao.
Karatasi hiyo inathibitisha kuwa kwenye NE inayotabiriwa, wachimbaji wenye shughuli bado wana motisha ya kuongeza rasilimali zao kwa njia ya pekee (Nadharia 1, 6). Ingawa hii inaweza kupunguza malipo yao kamili, inaongeza uwiano wao wa soko na kusababisha madhara makubwa kwa wachimbaji wengine (Corollary 7). Hii inathibitisha uharibifu kuwa mkakati wa kimantiki, unaoenea kwenye usawa, na kusababisha upotevu wa rasilimali na kuongezeka kwa mkusanyiko—matukio yaliyoonekana katika vikundi vya uchimbaji halisi.
Mchango muhimu ni uchambuzi wa mitandao mikubwa ambapo ushawishi wa mchimbaji mmoja mmoja hupungua. Hapa, mfumo unafanana na soko la Fisher au uchumi wa uzalishaji uliosambazwa. Waandishi wanapata Itifaki ya Usasishaji ya Majibu Sawia (PR). Wanathibitisha kuwa itifaki hii inaelekea kwenye usawa wa soko ambapo motisha za uharibifu hupoteza umuhimu, bila kujali wasifu wa hatari ya wachimbaji au vikwazo vya uhamaji wa rasilimali kati ya teknolojia tofauti za blockchain.
Matokeo ya kinadharia yanasaidiwa na utafiti wa kimaandishi wa fedha za kripto nne zinazoweza kuchimbwa. Matokeo yanaonyesha kuwa sababu tatu huchangia utulivu wa mfumo:
Sio ubaguzi bali ni mkakati wa kimantiki wa usawa katika vikundi vya uchimbaji vya kati hadi vidogo, na kuelezea misukumo ya mkusanyiko.
Mitandao inapokua, hubadilika kutoka uwanja wa mienendo ya nadharia ya michezo hadi mfano thabiti zaidi wa usawa wa soko.
Itifaki ya Majibu Sawia inatoa mwongozo wa kinadharia wa kubuni sheria za usasishaji ambazo kiasili huzuia uharibifu.
Data halisi inathibitisha kuwa utofautishaji, msuguano, na ukuaji ndio vizuizi muhimu vya utulivu katika mfumo halisi wa kripto.
Ufahamu Msingi: Karatasi hii inatoa pigo lenye nguvu, lisilo la kawaida: Usawa wa Nash ambao unapaswa kuwakilisha tabia thabiti, ya kimantiki katika uchimbaji wa blockchain, kwa kweli, ni chanzo cha uharibifu wa uharibifu. Hii sio tu kuhusu uchimbaji wa kujihusisha; ni kuhusu kuchagua kwa mantiki kuchoma thamani ili kuwachoma wengine zaidi. Waandishi kwa ustadi wanabainisha hii sio kama hitilafu, bali kama sifa ya msingi inayounganishwa na dhana ya utulivu ya nadharia ya michezo ya kielelezo. Hii inaunganisha ulimwengu usio wazi wa uchimbaji wa kripto na mifano ya miaka mingi ya ushindani wa kibiolojia na kiuchumi, kama inavyoonekana katika kazi ya msingi juu ya mikakati thabiti ya kielelezo na Maynard Smith na Price. Inaelezea mienendo endelevu, ya kukasirisha ya ujumuishaji wa nguvu ya hash na uwekezaji wa kupita kiasi sio kama kushindwa kwa soko, bali kama matokeo yanayotabirika ya muundo wa sasa wa motisha.
Mtiririko wa Kimantiki: Hoja imejengwa kwa ustadi. Kwanza, wanaanzisha msingi wa NE (Nadharia 1). Kisha, wanachunguza udhaifu wake kwa kuonyesha kwamba mchimbaji yeyote anaweza kukengeuka kwa faida na kusababisha hasara halisi (Nadharia 6, Corollary 7), na kuanzisha kipimo cha kipengele cha uharibifu. Hii inaunda mkazo: usawa upo lakini ni wa uharibifu. Suluhisho linatokana na kuongezeka kwa ukubwa. Wanasema kuwa mitandao inapokua, hisabati ya mfumo hubadilika kutoka mchezo wa kawaida hadi soko la Fisher—mfano uliochunguzwa sana katika nadharia ya michezo ya algoriti kwa ajili ya ugawaji wa rasilimali. Katika hali hii mpya, wanathibitisha kuwa mienendo rahisi ya Majibu Sawia inaelekea kwenye usawa ambapo uharibifu huzuiwa. Hatimaye, wanathibitisha mabadiliko haya na data halisi kutoka kwa fedha za kripto nne, wakionyesha jinsi mambo ya ulimwengu halisi (utofautishaji, msuguano) yanasukuma mitandao kuelekea hali hii thabiti.
Nguvu & Kasoro: Nguvu kuu ni njia yao ya kinadharia-na-halisi na uunganisho mpya wa uharibifu na utulivu wa kielelezo. Itifaki ya Majibu Sawia ni mchango muhimu, wa vitendo. Hata hivyo, uchambuzi una mapungufu. Unategemea sana dhana ya malipo ya uwiano. Mienendo ya uharibifu inabadilikaje katika mifano mseto au chini ya utaratibu mpya kama vile utengano wa mtungaji-mjenzi wa Ethereum? Mlinganisho wa soko la Fisher kwa mitandao mikubwa una mvuto lakini unaweza kuvunjika wakati wa mienendo kali au mashambulio yaliyoratibiwa, hali ambapo dhana ya "idadi kubwa ya wadau wadogo" inashindwa. Zaidi ya hayo, ingawa utafiti wa kesi una thamani, fedha za kripto nne ni sampuli ndogo. Uchambuzi mpana zaidi kwenye itifaki za DeFi, L2s, na minyororo mipya ya PoS unahitajika ili kujaribu uwezekano wa jumla.
Ufahamu Unaoweza Kutekelezwa: Kwa wabunifu wa itifaki, karatasi hii ni agizo: acha kubuni kwa Usawa wa Nash tuli pekee. Badala yake, buni sheria za usasishaji (kama mienendo ya PR) zinazoongoza mfumo kuelekea usawa wa soko usio na uharibifu. Kwa wawekezaji na wachambuzi, mfumo huu unatoa mtazamo wa kutathmini utulivu wa mnyororo. Mnyororo wenye utofautishaji mdogo wa wachimbaji na uhamaji mkubwa wa rasilimali uko tayari kwa mienendo inayosababishwa na uharibifu. Kinyume chake, ukuaji, msuguano wa kiufundi (kama vile vifaa maalum), na uchimbaji wa minyororo mingi ni ishara nzuri kwa utulivu wa muda mrefu. Wasimamizi wanapaswa kuzingatia kuwa sera zinazohimiza mkusanyiko wa wachimbaji (k.m., kupitia ruzuku ya nishati ya kijiografia) zinaweza kwa bahati mbaya kuimarisha usawa wa uharibifu. Baadaye iko katika ubunifu wa utaratibu ambao unapunguza wazi kipengele cha uharibifu, na kuendelea zaidi ya uwiano rahisi wa malipo.
Kipengele cha uharibifu $G_i$ kwa mkengeuko wa mchimbaji $i$ kinafafanuliwa rasmi kama:
$G_i = \frac{\sum_{j \neq i} \Delta \pi_j}{-\Delta \pi_i}$ kwa $\Delta \pi_i < 0$
Ambapo $\Delta \pi_j$ ni mabadiliko ya malipo kwa mchimbaji $j$. $G_i > 1$ inaonyesha uharibifu: hasara ya mtandao inazidi hasara ya mkengeuka.
Itifaki ya Majibu Sawia (PR) kwa mchimbaji $i$ anayegawa rasilimali $x_i^c$ kwenye mnyororo $c$ inatolewa na:
$x_i^{c}(t+1) = \frac{\pi_i^c(\mathbf{x}(t))}{\sum_{d} \pi_i^d(\mathbf{x}(t))} \cdot R_i$
ambapo $\pi_i^c$ ni malipo kutoka kwa mnyororo $c$, na $R_i$ ni jumla ya rasilimali za mchimbaji. Sheria hii ya usasishaji inaelekea kwenye usawa wa soko ambapo $\frac{\pi_i^c}{x_i^c}$ inalinganishwa kwenye minyororo yote kwa kila mchimbaji, na hivyo kuondoa faida ya ukingo ya uharibifu.
Utafiti wa kimaandishi wa kesi ulichambua data kutoka kwa fedha za kripto nne zinazoweza kuchimbwa (labda ikiwa ni pamoja na Bitcoin na Ethereum Classic miongoni mwa nyingine). Ingawa sehemu ya PDF haionyeshi chati maalum, matokeo yaliyoelezwa kwa kawaida yangewasilishwa kupitia:
Data ilisaidia hitimisho kwamba mitandao mikubwa zaidi, iliyogawanyika zaidi na vikwazo vya juu vya ugawaji upya wa rasilimali ilionyesha utulivu mkubwa zaidi, ikilingana na utabiri wa kinadharia wa kupotea kwa uharibifu kwa kiwango kikubwa.
Hali: Kuchambua blockchain mpya inayowezekana ya Uthibitisho wa Kazi, "ChainX."
Utumiaji wa Mfumo:
Uamuzi: Kwa kutumia mfumo huu, mchambuzi anaweza kuashiria ChainX kuwa na hatari kubwa kwa kutotulia kunakosababishwa na uharibifu katika miezi 12-18 ya kwanza ikiwa itaanzishwa kwa uchimbaji uliokusanyika na algoriti ya kawaida, na kupendekeza hatua za kuhimiza utofauti wa wachimbaji na uwezekano wa kubadilisha usambazaji wa malipo.