區塊鏈內的共識與信任——對常見誤解的辨析

共識（consensus）和去信任（trustless）是與區塊鏈有關的兩個非常重要的基礎概念。這兩個概念脫胎於技術背景，很難在經濟學上予以嚴格定義，卻很容易因望文生義、牽強附會而被誤解。在目前關於區塊鏈的討論中，不管是學術論文，還是媒體文章，這些誤解是普遍存在的。比如，將共識等同於消除了信息不對稱或實現了共同信念，將分散式賬本及其變動等同於資產及相關交易，將去信任等同於沒有信用風險。這些誤解低估了區塊鏈應用落地的難度，也使得對區塊鏈的理性、有建設性對話難以進行。

本文對若干常見誤解進行了初步辨析。此外還有很多似是而非的觀點，深究後不難發現不能自圓其說之處，辨析這些誤解需要更多精細分析。很多區塊鏈項目構建在對共識和信任的誤解之上，靠漫無根據的臆想支撐著其發行代幣的投機、炒作甚至欺詐，但在實踐中是很難落地的。

三類共識的界定

綜觀對區塊鏈共識的討論，實際上涉及三類共識：演算法共識、決策共識和市場共識。演算法共識最常見，工作量證明（Proof of Work，POW）、權益證明（Proof of Stake，POS）和拜占庭協議等針對的就是這類共識，而後兩類共識的重要性尚未被區塊鏈行業普遍認識到。很多誤解就是因為混淆了這三類共識，或者泛化了共識的內容和性質。

1.演算法共識。演算法共識屬於分散式計算領域中的問題，目標是在存在各種差錯、惡意攻擊、可能不同步的對等式網路（Peer-to-Peer Network）中，並且在沒有中央協調的情況下，確保分散式賬本在不同網路節點上的備份的文本是一致的（不是語義一致）。

2.決策共識。決策共識指在群體決策中，群體成員發展並同意某一個對群體最有利的決策。決策共識常見於政治活動和公司治理中。比特幣社區關於「擴容」、分叉的討論可以在決策共識的框架下理解。決策共識的要件包括：(1)不同的利益群體；(2)一定的治理結構和議事規則；(3)相互衝突的利益或意見之間的調和折衷；(4)對成員有普遍約束的群體決策（這個決策不需要符合所有成員原先的立場）。

3.市場共識。市場共識體現在市場交易形成的均衡價格中（詳細分析見第9點「市場共識與演算法共識的比較」）。區塊鏈內資產參與交易時（不管是區塊鏈內資產之間交易，還是與區塊鏈外資產交易），就涉及市場共識。

4.三類共識之間的關係。演算法共識是網路節點運行演算法規則的產物，決策共識是由人（包括網路節點的擁有者或控制著，而非網路節點本身）來制定或修改演算法規則，市場共識則是在演算法共識和決策共識的基礎上由市場機制產生。儘管這三類共識之間有緊密聯繫，本文為討論的清晰性，會盡量在它們之間做出區分。

演算法共識是什麼，不是什麼？

5.演算法共識的產生。不管使用工作量證明還是權益證明, 演算法共識都是演算法規則（包括智能合約）的產物。比如，比特幣演算法規則主要是：(1)隨機數（nonce）是「挖礦」問題的解（即複雜但驗證容易的SHA256數學難題）；(2)區塊中的交易在數據結構、語法規範性、輸入輸出和數字簽名等方面符合預先定義的標準。這些演算法規則加上對哈希指針的使用，確保了比特幣分散式賬本的多個備份的文本是一致的。

對等式網路的節點（特別是負責生成和驗證區塊的節點）有誠實節點和惡意節點之分。誠實節點遵守演算法規則，能完美地發送和接收消息，但其行為完全是機械性的。惡意用戶則可以任意偏離演算法規則。在一定限制條件下（比如，比特幣要求50%以上算力由誠實節點掌握），演算法規則保證了演算法共識的可行性、穩定性和安全性。儘管如此，在對等式網路中，分叉仍不可避免。

6.演算法共識的內容。演算法共識的內容只能在演算法規則下理解。比如，對比特幣，演算法共識只決定截至某一區塊，各公鑰對應的未花費交易輸出數量（Unspent Transaction Output，UTXO）以及公鑰之間轉移比特幣的記錄。對比特幣創世區塊中的「The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks」，按照演算法規則，節點不會驗證這句話的真實性或準確性。因此，這句話本身就不屬於演算法共識的內容，只表示與中本聰有關的那個公鑰在那個時點上做了這樣一個發布。如果這句話的發布者沒有確保其真偽，僅憑寫入區塊鏈遠不足以保證這句話的真實性（見第12點「區塊鏈內和鏈下的一致性和同步性」的進一步討論）。同理，比特幣區塊中嵌入的廣告、私人訊息等也不屬於演算法共識的內容。

7.演算法共識的性質。作為誠實節點機械性運行演算法規則的產物，演算法共識不表示節點的所有者或控制者在語義上完全認同分散式賬本的全部內容。特別是，演算法規則適合處理數量化、含義明確、能用程序呈現的信息（「硬信息」），不適合處理定性的、要結合上下文才能理解的信息（「軟信息」）。後一類信息即使寫入區塊（比如比特幣創世區塊中的那句話），也往往不屬於演算法規則的處理對象或演算法共識的內容。演算法共識就好比很多人手上都有某一歷史檔案的複印件（相當於分散式賬本的多個備份），他們知道這些複印件在文本上一致，但不一定完全認同歷史檔案的內容，不同人對歷史檔案的理解也可以有差異。

因此，要結合演算法規則才能分析演算法共識能否降低信息不對稱以及降低的程度。至於完全的信息對稱，只存在於理論設想的完美情景中，不是演算法共識+分散式賬本能實現的，也不應成為其目標。第15點「分散式賬本與信用風險評估」將繼續討論這個問題。

8.演算法共識與熵的類比。有觀點認為，區塊鏈內的共識通過使分散式賬本在不同節點上的備份的文本一致，降低了對等式網路中的熵，而降低熵需要消耗能量，就體現為實現共識的成本（在比特幣上就是「挖礦」成本）。這個觀點有一定合理性，但容易忽視演算法共識與熵的一個關鍵不同：為降低熵而消耗的能量是一個在物理學上可計算的客觀量，而實現演算法共識的成本則與市場結構有很大關係。

比如，自比特幣區塊鏈運行以來，「挖礦」工具從GPU升級為專門晶元，耗電量逐年遞增，但比特幣區塊一直保持在平均每10分鐘產生1個，演算法共識的安全性和效率沒有顯著提升（ 比特幣網路節點增多，在一定意義上反映了演算法共識的接受範圍擴大）。算力和耗電量的攀升更像是「囚徒困境」驅動下的「挖礦軍備競爭」。因此，實現演算法共識的成本遠非一個可計算的客觀量，演算法共識的價值不能用實現其的成本來衡量。

比特幣價格由市場共識決定

（第9、10點的分析對其他數字加密貨幣也成立）

9.市場共識與演算法共識的比較。市場共識是市場機制的產物。市場機制是一個經濟學概念，核心是交易和競爭。市場機制解決的問題遠比演算法規則要複雜。對同一商品，不同買家和賣家對其的估價不同。市場能匹配供給和需求，均衡時商品供給等於需求，均衡價格就代表了供給者和需求者一致能接受的價格。儘管市場參與者對商品仍可能有自己的估價，但在任何時點上只能按該時點的市場價格進行交易。這就是市場共識的含義。市場共識不意味著價格穩定：市場均衡的標誌是供需平衡（或市場出清），與價格波動可以並行不悖。

哈耶克認為，與商品供需有關的信息分散存在於社會中，價格是匯聚這些信息的最有效機制。鑒於信息的分散性以及市場參與者激勵、互動的複雜性，市場機制不可能由演算法規則來模擬或替代（實際上，演算法規則也很難模擬或替代決策共識的實現過程）。

10.比特幣價格由市場共識而非演算法共識決定。分散式賬本確保交易記錄不會被篡改，比特幣不會被偽造或者雙重支付。一旦這個有保障，比特幣兌法定貨幣的價格就主要由市場機制決定，而非由區塊鏈內的演算法共識決定（比特幣的需求與區塊鏈的一些特點有關。比如，地下經濟對比特幣的需求就與區塊鏈的匿名特點有關）。

有大量研究和實踐已經證明（包括我國在價格雙軌制改革期間的實踐），市場價格不可能由機器算出；否則，人類就不需要市場機制了。國內近年來就大數據能否實現計劃經濟的討論，可以視為這個問題的「迴響」。此外，實現演算法共識的成本並不構成比特幣價格的支撐（感興趣的讀者可以參考拙著《泡沫與機遇——數字加密貨幣和區塊鏈金融的九個經濟學問題》）。

市場共識受演算法共識和決策共識的影響：(1)如果分散式賬本的安全性沒有保障（即「演算法共識」失效），比特幣的市場價格將受到毀滅性衝擊；(2)2017年比特幣社區對「SegWit2x」的討論（將單個區塊的大小從1M提升到2M），對當時比特幣價格走勢有明顯的影響，就體現了決策共識對演算法共識的影響。

區塊鏈與經濟活動的記賬清算

11.區塊鏈對賬目維護和結算的影響。經濟活動大致分為三個環節：(1)涉及的資產需要相應的所有權確認和登記制度；(2)交易會引發資產所有權的變更和交易對價的支付（即結算）；(3)交易完成後，交易雙方需要更新各自賬目以反映經濟活動。這三個環節都需在一定的法律法規和行業規範的約束下進行。傳統上，交易雙方確認交易後，按照權責發生制（或其它會計確認制度）更新各自賬目，變更資產所有權並支付交易對價。此時，賬目維護和結算是分開進行的。

區塊鏈的兩個特點使其能提高經濟活動的效率：第一，如果交易涉及區塊鏈內資產（比如數字加密貨幣），那麼相關賬目維護和結算是同時進行的。比如，Alice向Bob轉了一筆比特幣，這筆比特幣交易被記入區塊鏈的同時，Alice和Bob的公鑰的未花費交易輸出數量（可以理解為比特幣區塊鏈內的賬戶餘額）也同時更新。這一特點非常重要。區塊鏈內資產被交易時，不會形成結算在途資金，降低了結算風險。而在目前的國際匯款中，資金從匯出賬戶划走直到被匯入賬戶收到，往往需要幾個工作日的時間。

然而，區塊鏈無法做到實時結算：(1)一筆交易從被發布在對等式網路上，到被記入一個區塊並接入區塊鏈，是需要時間的，這個時間取決於區塊鏈的通量（throughput，可以用產生一個區塊的平均耗時來衡量）和區塊大小；(2) 分叉問題會延遲區塊鏈內資產交易的確認時間，一筆交易從被記錄在區塊鏈內，到被交易雙方以一定的置信度確認，中間還需等待，比如一筆比特幣交易需要連續得到6個區塊的確認；(3)因為分叉問題，區塊鏈只能在概率意義上確保結算的最終性。儘管該概率隨時間流逝趨向100%，但永遠到不了100%，而且即使概率能到100%，也與確定性事件有本質差別（後面這一點涉及概率論上的一個微妙命題：發生概率為100%的事件，並不是確定要發生的事件）。

第二，區塊鏈方便交易雙方建立並維護共享的、同時化的賬本，這有助於解決一些協調問題，促進形成新的勞動分工關係。對此問題的進一步分析涉及基於區塊鏈的分散式組織，不在本文的研究範圍內。

12.區塊鏈內和鏈外的一致性和同步性。當交易涉及區塊鏈內（區塊鏈可能不止一條）和鏈外的資產或信息時，這是一個突出問題。王永利先生在《直擊記賬清算下的貨幣金融裂變》（經濟觀察網，2018年2月12日）提出：「如果不是網路系統內生資產，而是線下現實世界各種不同的資產，如何實現其線上交易？大量不同的區塊鏈網路平台並存，如果沒有統一的網路協議，跨平台的價值轉移如何安全快捷合法進行？」

首先，需要確保區塊鏈外資產或信息被準確映射或記錄到區塊鏈內。對區塊鏈外資產而言，使用電子憑證（digital token）來代表是一個可行方案，但需要一個受信任機構來確保電子憑證與資產之間的對應關係。對區塊鏈外信息而言，oracle system（https://blog.ethereum.org/2014/07/22/ethereum-and-oracles/）是一個可行方案。如果資產「上鏈」過程出現差錯或者信息源頭不準確，分散式賬本再安全也只是「以訛傳訛」。

其次，如何既在操作層面，也在法律意義上，確保區塊鏈外的資產、交易與它們在區塊鏈內的映射、記錄同步更新？這裡面涉及非常複雜的技術問題，卻又遠非單靠技術就能解決的。

13.分散式賬本的現實約束力。如果沒有相應制度安排（不管是正式法律法規，還是非正式習俗和社會懲罰等），分散式賬本只是一個記賬工具，對區塊鏈外的世界的約束力很弱。這裡面的邏輯很簡單。比如，民間的借條，債務人按習俗有還款義務。如果債務人不還錢，債權人到政府打官司，政府會支持債權人的權利。習俗和政府裁決等就是借條背後的制度安排，沒有這些制度安排，借條就只是一紙記錄而已。類似地，區塊鏈要應用到土地、不動產、汽車和主流金融資產（區塊鏈內的金融資產仍是一個有待討論的問題）等的登記、變更和交易中，必須有相應的法律保障。

去信任環境下的信用風險

14.去信任（trustless）≠沒有信用風險。去信任源於區塊鏈內資產被交易時，賬目維護和結算同步進行這一安排（見第11點「區塊鏈對賬目維護和結算的影響」）。設想Alice以比特幣向Bob買入某一商品。Alice向Bob支付比特幣這一過程，無需兩人之間有任何了解，就可以在區塊鏈內有保障地進行。這是去信任的真正含義，但去信任只適用於這類交易場景，不宜泛化理解。

但在交易的另一端，Alice如何確保Bob會按時向她交付合格的商品？只要交易涉及區塊鏈外、非實時交割的資產，就存在不容忽視的信用風險。此外，基於區塊鏈內資產的借貸活動，也涉及信用風險。信用風險反映在不確定的跨期交易中，有清償義務的一方沒有意願或能力償付的風險（不管是用貨幣，還是用商品來償付）。如果交易雙方之間沒有任何了解，他們對彼此信用風險的評估可能處於非常高的水平，並引發逆向選擇和道德風險等問題。只有在識別信用風險、準確評估信用風險並引入有效的風險防範措施後，很多交易才能進行。

比如，在暗網交易中，交易平台經常設立第三方託管賬戶（escrow account）。買方先將比特幣打入第三方託管賬戶，等收到商品並確認後，才通知交易平台將前述比特幣轉給賣方。如果沒有第三方託管賬目這個增信手段，比特幣忠實擁躉之間的交易也會大幅減少。

15.分散式賬本與信用風險評估。有觀點認為，分散式賬本能記錄區塊鏈參與者的所有交易信息，並且全網公開，因此能建立起參與者之間的信任。這個觀點有一定合理性，但容易失之於理想化。

首先，第7點「演算法共識的性質」已提到，信息不對稱不可能被演算法共識+分散式賬本消除。此外，區塊鏈內的信息不一定是對信用風險評估最有價值的信息，債務人還可能有大量區塊鏈外的行為不能被記錄在區塊鏈內，或者大量不能被觀測的行為，所以根據區塊鏈內信息來評估信用風險總是有偏差的。

其次，即使區塊鏈內記錄了某一人或機構的充足信息，這些信息也有助於準確評估其信用風險，也不意味著不存在信用風險。現實中，除了中央銀行總能通過印鈔來償付自己的本幣債務以外，其餘任何人和機構都有信用風險，哪怕是信用評級為AAA的政府機構也不例外。因此，對區塊鏈內的參與者，遠非任何人之間都建立了信任關係並可進行任何交易。

最後，信用風險評估有很強主觀色彩，不可能基於演算法共識來產生。實務中，一般由專家評級、評級模型（包括AI）給出信用評級或評分，或從股票、債券、CDS等市場的價格中分離出違約概率的估計（相當於提取市場共識中蘊含的信息）。

（編輯：鄭惠敏）

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