區塊鏈經濟學：基本內容、學科關聯及研究框架

郭廣珍 李立卓 趙緒帥

摘 要：本文在梳理現有文獻的基礎上，遵循新古典經濟學的分析邏輯，在互聯網經濟學、大數據經濟學和加密經濟學的研究交集之內，構建出區塊鏈經濟學這一新學科的整體圖景。區塊鏈經濟學借助傳統經濟學的基本分析框架，通過創新分析工具，結合互聯網經濟學解釋區塊鏈平臺經濟的運行規律;結合大數據經濟學，分析真實信息的傳遞和評價等問題;結合加密經濟學，分析數字加密技術的效率等問題。最終，將各個重要問題結合起來，形成對區塊鏈行業發展規律的統一理論。本文從生產行為、交易行為和策略行為三個方面構建了區塊鏈經濟學的研究框架;針對區塊鏈經濟學的生產行為方面，首次將區塊鏈的共識機制按其技術類型劃分為四類：勞動數量決定、資本決定、投票決定和協商決定，并探討其經濟學含義。

關鍵詞：區塊鏈經濟學;共識機制;智能合約;互聯網經濟學;大數據經濟學;加密經濟學

中圖分類號：F011;F062.5;F49? 文獻標識碼：A

文章編號：1000-176X（2020）12-0011-11

一、引言：從互聯網信息技術到區塊鏈經濟學

當前，中國已經將區塊鏈納入了“新基建”的發展規劃名單中，在本次新冠疫情防控過程中，區塊鏈技術也發揮了特殊作用，這些新動向表明，區塊鏈技術已經明確地跨出了數字貨幣的應用領域，將深刻影響其他產業發展和社會變革進程?；ヂ摼W信息技術對人類社會進步和經濟活動產生了重大影響，互聯網信息技術所產生的理論影響已經成為學界的研究熱點。隨著互聯網信息技術的快速推進，現代企業配置資源的模式已經發生了劇烈而快速的變化。從經濟學理論角度來看，這些新技術的出現使得企業的邊際成本、內部組織成本和市場交易成本都大幅度降低。依據摩爾定理，當前的互聯網信息技術依舊保持著高速發展的態勢。但是，摩爾定理只是描述了信息處理速度的變化，技術本身并沒發生質變，當下風頭正勁的5G技術也只是實現了信息傳輸速度的大幅提高。然而在2008年，隨著中本聰所撰寫的奠基性論文《比特幣：一種點對點電子現金系統》的發表，互聯網信息技術被認為進入了一個嶄新的發展階段——區塊鏈階段，質變由此開始。

2016年，麥肯錫的研究報告認為，區塊鏈技術將是繼蒸汽機、電力、互聯網科技之后的又一顛覆性革命技術。更有學者認為，區塊鏈技術將會是繼大型計算機、個人計算機、互聯網、移動社交之后的第五次顛覆式計算范式，是人類信用進化史上繼血親信用、貴金屬信用、央行紙幣信用之后的第四個里程碑[1]。2016年10月18日，工業和信息化部發布的《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書（2016）》認為，區塊鏈技術是繼大型機、個人電腦、互聯網之后，計算模式的顛覆式創新，很可能在全球范圍引起一場新的技術革新和產業變革。2017年6月，世界經濟論壇正式對外發布《認識區塊鏈的潛力白皮書》指出，區塊鏈技術即將開創更具顛覆性與變革性的互聯網時代。區塊鏈技術經過十余年的超高速發展，逐漸形成了規模龐大的獨立行業。這一行業不僅對其他行業產生重大影響，并正在快速改變著整個社會和經濟的運行方式。對于一個如此重要的經濟現象，經濟學界無論如何也不能視而不見。隨著公眾對區塊鏈的態度從初期的狂熱到逐步回歸理性，大眾對區塊鏈技術的認識還有待矯正。正如在2019年10月20日，第六屆世界互聯網大會上，經濟合作與發展組織（OECD）首席中國經濟學家莫爾娜指出的那樣“……區塊鏈技術，現在很多人對它的認識非常局限。其實區塊鏈在提升信息交互即時性、透明性、到達性、防篡改性等方面的優勢，使其在國際反腐等許多領域都有非常廣闊的應用前景”[2]。因此，對這一領域的理論研究恰逢其時。

由于區塊鏈的底層技術屬于計算機科學領域，目前對區塊鏈的研究多集中于計算機數據庫技術的應用方面，大多學者認為其歸屬密碼學，經濟學的相關分析尚未大規模開啟。在計算機科學之外，區塊鏈技術在電子貨幣領域、進而在金融領域得到了快速的應用與傳播，但其相關研究并不是經濟學所擅長的關于一般性規律的探討。直到最近幾年，對區塊鏈的研究才在世界頂級高校的經濟系中漸漸展開。本文通過對區塊鏈自身特征的研究和對相關研究文獻的梳理，勾勒出區塊鏈經濟學的分析框架和主要理論內容，并預判區塊鏈經濟學的未來發展路徑。具體而言，本文主要從生產行為、交易行為和策略行為三個方面構建區塊鏈經濟學的研究框架。

二、區塊鏈經濟學含義及基本內容

（一）區塊鏈經濟學含義

區塊鏈是一種數據處理的底層技術，其“爆火”的契機則是這種技術的一種應用——比特幣——的出現。比特幣是一種創新性的、顛覆性的數字貨幣形式，是一種利用密碼技術和點對點技術實現的分散電子法定貨幣[3]。然而許多人認為，作為比特幣底層技術的區塊鏈技術才是真正的創新。區塊鏈技術的主要特征是：分布式且可持續、安全而持久、透明且可審計、基于共識并可交易。通俗而言，區塊鏈可以被認為是一個可靠的、安全的、不斷增長的分布式分類賬，是各種加密貨幣以可驗證的、永久的方式在參與者的對等網絡上記錄交易的基礎結構。區塊鏈按時間順序顯示自創建該表格以來所發生的所有交易，由所有賬戶持有人以完全分散的方式進行維護和驗證。根據區塊鏈的上述技術屬性和特征，筆者提出相應的經濟學含義：

第一，區塊鏈技術可以改變信息傳遞方式。自經濟學的研究超越了新古典范式后，信息問題占據了經濟學多個研究領域的核心，無論在信息經濟學、委托—代理理論、合約理論、激勵理論，以至于博弈論的多個研究領域，信息問題都是學者們必須面對的問題。在傳統經濟學、現代經濟學的理性選擇理論及建立其上的微觀經濟學中，信息結構是通過推論因果關系而展開理性選擇分析的，這些分析難以解釋互聯網和人工智能時代正在興起的、由大數據思維驅動的實際選擇行為。而在現實中，眾多用戶進行著海量的信息傳遞，龐大的數據體量對傳統企業產生了前所未有的調整。信息經濟學和與數字經濟學有關的各個學科都涉及信息問題，如現代人工智能技術可以幫助企業實現“一級價格歧視”，進而獲得全部的消費者剩余[4]。以上理論都是在信息不完全的現實和假設下進行理論推演的，而區塊鏈技術的誕生卻從信息產生的基礎層面，對信息問題進行了革新。每個區塊的誕生都代表新的信息，這種技術實際上是提供了一種全新的信息產生方式。

第二，區塊鏈技術解決信任問題。在以理性人為基礎的新古典經濟學中，并沒有為信任提供合適的位置。隨著組織經濟學和新政治經濟學的發展，信任問題被納入經濟學的分析框架。在科斯的企業邊界理論中，人們關注的交易成本實際上是需要與組織成本進行比較的，而信任問題和濫用信任會導致大量的組織成本。區塊鏈是第一次使不相關的人在不需要控制權限的情況下，就某一特定交易或事件的發生達成共識[5]。區塊鏈的獨特性在于，這些不相關的人不需要相互信任，也不需要依賴中央權威來進行交易，他們只需要在透明且可以隨時查看的區塊鏈中進行活動。區塊鏈解決信任問題的原因在于其透明性，如在股東和經理人的委托代理難題中，對于股東來說，區塊鏈可以提供更透明的所有權交易記錄，允許實時觀察股票的轉讓情況[6]。在不依賴中介的情況下，區塊鏈充當記錄比特幣轉移的基礎分類賬，并通過密碼操作來保證付款的認證和不可抵賴。與集權的第三方威權相比，在解決信任問題上，分權的區塊鏈技術將會大大降低租金耗散。

第三，區塊鏈技術使得更加分散的組織成為可能。隨著互聯網信息技術的快速推進，企業的組織形式隨技術的變化而變化。結合現代企業組織的具體模式，經濟學界進行了不懈的理論創新。Coase[7]關于企業和市場邊界問題的討論已經被推進為關于“類企業”和“類市場”的組織模式討論。由于區塊鏈技術的分散性或所謂的“去中心化”特征，現有的經濟體系可以脫離當前通過制度約束或第三方機構背書，使雙方直接實現價值交付。區塊鏈不承認任何中央權威，因而面臨著在內部誘導共識的問題。區塊鏈技術可以有效降低交易成本，提高交易效率，減少因交易一致性所引發的摩擦，從而對組織的治理結構產生很大的影響。區塊鏈技術為各個部門帶來了管理和技術優勢，基于區塊鏈的新型治理模式對傳統的組織理論提出了挑戰：首先，在組織模式方面，區塊鏈技術也可以使商業模式分散化。隨著區塊鏈技術的普及，在某些領域集中的權力會轉向分散的網絡，如通訊、法律和商業等;其次，在組織內部，區塊鏈可以促進協調和信任，使集體行動能夠繞過現有的治理缺陷，如過度集中、委托決策甚至腐敗等;最后，在公司治理方面，區塊鏈可提供集中化問題的分散解決方案，并對公司治理過程中的經理人、機構投資者、小股東、審計師和其他參與各方產生影響[6]。

第四，區塊鏈技術可以實現真正的共享。共享經濟已經風靡全球，但目前的共享都仍是通過信息傳遞實現的，而區塊鏈的共享則是包括了信息創造和治理的共享。肖風[8]指出，任何不能共享的東西都不是區塊鏈，共享有兩個層次：所有參與方在一個賬本上共享所有的賬目信息，以及多種信息、多種事務同時在賬本上共享。區塊鏈的共享性還體現在其可擴展性上，盡管最早對區塊鏈的擴展性進行表述的Swan[1]認為，站在開發者的視角，比特幣的應用程序接口使用起來非常困難。然而，區塊鏈技術支撐其他服務和應用的必要要件就是應用程序接口。區塊鏈業務能夠不斷發展，也證明了區塊鏈技術有極強的擴展性。

（二）區塊鏈經濟學的基本內容

在大量實踐和理論研究的推動下，區塊鏈經濟學已經呼之欲出。區塊鏈技術對經濟行為的沖擊比互聯網更大，關鍵之處在于區塊鏈技術解決了信任問題。從學科分類上看，區塊鏈經濟學是在傳統經濟學、互聯網經濟學、大數據經濟學和加密經濟學的基礎上得以出現并蓬勃發展的。

在具體研究內容上，區塊鏈經濟學借助傳統經濟學的基礎分析框架，通過創新分析工具，結合互聯網經濟學解釋區塊鏈平臺經濟的運行規律;結合大數據經濟學，分析真實信息的傳遞和評價等問題;結合加密經濟學，分析數字加密技術的效率等問題。最終，將各個重要問題結合起來，形成對區塊鏈行業發展規律的統一認識。

而在研究框架上，按照經濟學的基本分析邏輯，對特定市場的分析主要包括消費行為、生產行為、交易行為和市場結構。根據區塊鏈技術的特點和主要研究方向，本文尚未考慮消費行為。在市場結構部分，本文進一步聚焦區塊鏈領域的不完全競爭行為，而目前對這一部分的研究范式則是研究不同行為主體之間的策略行為，即博弈行為。因此，本文主要從生產行為、交易行為和策略行為三個方面構建了區塊鏈經濟學的研究框架，提供了將區塊鏈這一特殊行業納入經濟學分析的基本方法，也加深了區塊鏈技術對傳統經濟學基本理念的影響，如加深了對信任的經濟學含義的理解等。

三、區塊鏈經濟學與相關學科的關聯

隨著人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等技術進入到大眾視野中，整個社會也從工業經濟走向互聯網經濟、數字經濟和智能經濟。同樣，數字經濟領域的迅猛發展和顛覆式創新也正在深刻影響著現代經濟學的研究走向。有經濟學家認為，“互聯網動搖了傳統經濟學的基石”“全部經濟學因為互聯網都要重寫”。但是，也有很多經濟學家認為，互聯網并沒有改變經濟學的本質，現有的理論完全可以解釋所謂的互聯網思維。Shapiro和Varian[9]甚至認為，宣稱經濟理論不適用新經濟的人，很可能沒有很好地掌握經濟學原理，“技術會變但經濟規律不變”。然而，當前學界的研究仍然主要關注與技術相關的主題，通常局限于計算機科學和信息系統學科，而不是解決更廣泛的社會、政治或司法問題。直到最近，其他學科才開始關注區塊鏈技術在各自領域的變革潛力，而區塊鏈經濟學的特殊性也日益凸顯。和任何新學科一樣，區塊鏈經濟學也不是全新的，而是和相關學科存在著密切的聯系。傳統經濟學依然是區塊鏈經濟行為分析的基礎框架，本文也是按照這一基本框架展開分析的。除了傳統經濟學之外，與區塊鏈經濟學最為相關的三個學科分別為互聯網經濟學、大數據經濟學和加密經濟學，這些學科之間的相互關系更多體現在研究內容的相互交叉方面。

（一）互聯網經濟學與區塊鏈經濟學：平臺經濟的興起與拓展

互聯網經濟學是伴隨著互聯網的普及而逐漸被經濟學家抽象出來的。當經濟發展進入“互聯網+”時代，互聯網平臺連接人們的線上線下生活，由平臺企業演化出的平臺生態或平臺經濟將會迅猛發展的態勢已成定局。在互聯網技術的沖擊下，平臺正在成為當今企業組織的一種重要形式，這也是互聯網經濟學研究的重要內容。

平臺的概念源于一些開源軟件特有的開放、封閉和混合等模式，引起了學者們的研究興趣。隨著對開源軟件本身的研究愈加深入和完善，人們逐漸把研究視角轉向對不同平臺的比較分析上。早期的比較分析多集中于信息產業，如將Windows和Linux作為開放平臺和封閉平臺進行比較[10]。而近期學者們的研究對象則轉向了移動通信工具領域，如封閉的蘋果操作系統與開放的谷歌操作系統、安卓操作系統之間的對比[11]。這里涉及的三種平臺類型在開放程度上與區塊鏈的公有鏈、聯合鏈、私有鏈十分類似。在不同平臺類型的決定因素上，Johnson[12]研究發現，當收益—成本比達到一個臨界點時，企業就會選擇投資開源軟件。在不同平臺的選擇問題上，郭廣珍等[13]將多個影響因素界定為“需求優勢”和“成本優勢”，并給出了特定平臺類型選擇的博弈均衡條件。

作為互聯網的一個拓展，區塊鏈天然擁有互聯網的一些特點，因而區塊鏈經濟學也必將關注一些諸如平臺之類的研究領域。作為一個去中心化的組織模式，區塊鏈技術依然離不開類似平臺的支持，如數字貨幣的交易平臺等。其實，在實現了圖靈完備后，以太坊的設計是為分布式的應用程序和去中心化的自治組織（DAOs）提供一個生態系統，這就是一個平臺。而且，區塊鏈本身區別于數字貨幣的重要特點就是，區塊鏈可以應用到更加廣泛的領域，其本質特征就是要構建一個跨領域的“平臺”。然而，區塊鏈平臺具有其自身的特點，其經濟行為也是區塊鏈經濟學的重要研究內容。

（二）大數據經濟學與區塊鏈經濟學

“大數據”這一術語從2008年開始在科技領域中出現，隨之引起學界的廣泛研究興趣，但現有文獻尚未給出一個關于大數據的公認定義。在這些定義中，比較有代表性的是3V定義[14]，即認為大數據需滿足三個特點：規模性（Volume）、多樣性（Variety）和高速性（Velocity）。國際數據公司（IDC）認為，大數據還應當具有價值性（Value），而IBM認為，大數據必然具有真實性（Veracity），至此，大數據的定義拓展到5V。

大數據經濟學強調數據信息及其傳送是一種決定生產率的技術手段，雖然數據信息及其傳送與其他技術手段在各種生產活動中共同使用并同時發揮作用，但對于生產過程來說，決定生產率高低的是數據信息及其傳送這一技術手段[15]。數字經濟顛覆了原有成本、價格、數量的簡單邏輯，開創了企業自身產品之外的伴生利潤來源。從理論上講，數字經濟之所以能夠實現這種盈利模式，是因為數字經濟將規模經濟和范圍經濟發揮到了極致。為了實現這一目的，需要對海量而混雜的數據進行更為嚴格、細致和深入的收集和整理，因而對大數據的相關技術提出了更高的要求，這使得大數據技術區別于傳統數據技術，大數據技術包括數據挖掘、機器學習等數據分析技術的研究內容。

區塊鏈技術可以更好地發揮大數據的規模經濟和范圍經濟優勢。盡管大數據具有規模優勢，但在虛假信息和垃圾數據的干擾下，海量的數據也會造成困擾。對確定真實性以后的信息和數據產業進行評價和研究，是大數據經濟學沒有涉及的領域。而區塊鏈作為一種特殊的加密數據庫，本質上是對特殊類型的大數據進行處理和傳遞。因此，區塊鏈技術可以對傳統大數據進行全新的規范和約束，使其更好地發揮規模經濟和范圍經濟的優勢。而且，由于區塊鏈中的數據不僅僅是普通的信息，其本身就具有價值，如具有貨幣屬性或通證屬性?？傮w來看，區塊鏈經濟學在處理大數據時，必須遵循大數據經濟學的一些基本規律，但更多的行為規律依然需要區塊鏈經濟學去歸納和總結。

（三）加密經濟學與區塊鏈經濟學

對于加密經濟學（Cryptoeconomics）而言，加密經濟使用密碼技術來約束行為，不必使用可信的第三方。因此，一個新的經濟學分支正在出現，它可以被定義為“一門正式的學科，研究在分散的數字經濟中控制商品和服務的生產、分配和消費的協議”，加密經濟學是“一門注重這些協議設計和特征的實用科學”[16]。密碼技術借鑒了密碼學，并允許保護或存儲通信中的敏感信息（組織的、機構的或個人的）。

區塊鏈的誕生正是得益于這一人工智能和經濟學相結合而誕生的新學科——加密經濟學。鑒于這一學科發端于計算機行業，缺少經濟學研究背景的學者們認為，現階段的加密經濟學還不能說是經濟學的一個子領域，也不是宏觀經濟理論或微觀經濟理論針對加密貨幣或令牌市場的應用，而是將加密、網絡理論、計算機科學和經濟激勵進行巧妙組合。

和大數據經濟學全面數據的研究視角不同，加密經濟學更關注特殊的數據問題。作為一個重要的特例，拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem或Byzantine Failure Problem）被逐漸抽象為一個一般性的問題，其本質就是在信息不完全下的有效協調問題。其實，這類問題在經濟學界早已廣為流傳，并被深刻地抽象為信息不完全下的集體行動問題，只是經濟學家一直試圖從制度上解決問題，希望利用產權理論和激勵理論找到解決方案，而計算機科學家一直試圖通過算法解決問題。然而，區塊鏈經濟學可以將這兩個領域結合在一起，為產權信息提供安全的容錯分散層，并在信息發生變化時及時進行驗證和更新，從而支持分散的經濟市場。因而區塊鏈作為一種新的容錯治理技術，可以提供治理機制來支撐市場經濟和社會，并將制度問題變成了算法問題，或者說將算法問題變成了制度問題。

四、生產行為分析：區塊鏈的共識機制及其經濟學含義

（一）區塊鏈共識機制的四種生產技術類型

經濟學中的生產行為主要分為成本函數和生產函數兩個方面，其本質都是在分析同一個問題——產品的生產技術問題。不同的生產技術或生產方式決定了不同的成本和生產函數，區塊的生產方式是區塊鏈技術的基礎，而區塊就是為了解決數字加密所面臨的問題。數字加密貨幣領域一直面臨著兩大技術難題：雙重支付問題和拜占庭將軍問題，雙重支付問題即利用數字貨幣的特性，用“同一筆錢”進行兩次或多次支付的現象，又稱為“雙花”;而拜占庭將軍問題即在缺少可信任的中央節點的情況下，分布式節點難以達成共識和建立互信，這也是分布式系統交互過程中普遍面臨的難題。

區塊鏈通過數字加密技術和分布式共識算法，構建了一個可信任的系統，進而解決了以上兩大難題。分布式計算和多代理系統中的一個基本目標是在部分進程出錯的前提下保證整個系統的可靠性[5]。區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖，并同時滿足兩個性質：一是一致性，所有誠實節點保存的區塊鏈前綴完全相同;二是有效性，由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中[17]。

共識機制不僅保證了區塊鏈系統的安全性和可靠性，也是不同區塊鏈應用的判別標準，具有特定的經濟學含義：技術類型即不同的生產函數，由于生產和成本的對偶性，不同的共識機制也將決定成本函數的差異。數字加密技術屬于計算機領域的專業技術，這里不做特別說明。區塊鏈的共識機制按照經濟學的基礎邏輯，可以抽象為以下四種生產技術類型：

1.勞動數量決定的生產技術：工作量證明機制（PoW：Proof of Work）

工作量證明機制（PoW）是一個將挖掘能力和計算能力聯系起來的系統，要求用戶進行一些復雜運算，找出區塊鏈系統要求的答案，且答案能被服務方快速驗算。PoW共識機制的核心思想是通過引入分布式節點的算力競爭來保證數據的一致性和共識的安全性[18]。

PoW的最初設計思路來源可以追溯到Dwork和Naor[19]，隨后Nakamoto[20]通過PoW為拜占庭將軍問題提供了臨時解決方案。Biais等[21]證明了在一定條件下，PoW實現了一致性。比特幣就使用了這種區塊鏈技術，其安全性在很大程度上依賴于基于激勵相容的PoW分布式協商協議[22]。只要適當設置挖掘硬度，PoW能夠防止惡意礦工通過控制少于系統計算能力的方式重寫歷史。當然，這也導致了采用這一方式的應用存在客觀局限。例如，交易效率較低、資源浪費嚴重等。但是，對這一缺陷的改進也一直在進行，Sompolinsky等[22]提出，能夠以有向無環圖的形式修改比特幣的數據結構。除比特幣之外，還有其他很多數字貨幣，如萊特幣等都是基于PoW模式的虛擬貨幣。

從經濟學的角度看，這種共識機制意味著擁有的計算能力越強，得到的收益就越大。如果將計算機的算力比作勞動力，PoW即“多勞多得”機制，與經濟學中勞動數量決定價值的理論相符合。

2.資本決定的生產技術：權益證明機制（PoS：Proof of Stake）

PoW依賴計算來獲取記賬權，資源消耗嚴重，達成共識所耗費的周期較長，因而該機制中存在大量資源被浪費的情況。要解決PoW機制的這個問題，學者們提出了多種替代方案，股權證明機制（PoS）就是最著名的一種。

PoS通過計算持有占總幣數的百分比，以及占有幣數的時間來決定記賬權，即權益證明是基于幣齡建立的，幣齡被定義為貨幣數量和貨幣持有時間的乘積。其主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比。PoS背后的基本原理是，持有系統股權的實體非常適合維護其安全性，當系統的安全性受到侵蝕時，股權價值將減少[23]。PoS試圖解決PoW產生的能源消耗問題，PoS通過隨機選擇股權持有人來取代PoW的競爭以追加到區塊鏈上。如果把PoW中的計算資源視為對區塊進行投票的份額，那么PoS就是將與系統相關的權益作為投票的份額。通過合理的假設，權益的所有者更樂于維護系統的一致性和安全性。

當然，一旦挖礦成功，相應的幣齡就會被消耗，再次中獎的概率就降低了，這就避免了“富人越富”情況的發生。在此基礎上，Bentov等[23]提供了避免耗盡物理稀缺資源的純權益證明機制的新穎構造，并具有更好的安全性。Fahad[24]則提供了一個正式的PoS經濟模型，并指出，因為PoS要求持有權益，使得PoS模型不僅存在均衡，而且還可以避免持久的分叉均衡（Forking Quilibrium）。

在現實世界中，PoS最為熟知的例子就是股票，股票的持有量越多，所獲得投票權和收益權就更多。而在數字經濟領域，使用PoS的典型代表是以太坊，借助“貪婪—最大權重—子樹選擇”區塊鏈選擇法則的以太坊就是能夠在區塊鏈上實現智能合約、開源的底層平臺[25]。此外，基于PoS的虛擬貨幣有狗狗幣、恒星幣等。

從經濟學的角度看，如果PoW相當于勞動力決定價值，那么在PoS中，資本的作用更大，因而將其概括為資本決定的生產技術。

3.投票決定的生產技術：股份授權證明機制（DPoS：Delegated Proof of Stake）

相對于PoW，PoS在一定程度上減少了計算所帶來的資源消耗，但沒有從根本上解決PoW難以應用于商業領域的問題，根據權益結余來決定記賬權會導致貧富差距加大，使得有少數人有可能控制記賬權。在其基礎上，誕生了PoS的改進機制——股份授權證明機制（DPoS）。

DPoS類似于董事會投票，即系統中每個節點可以將其持有的股份權益作為選票授予一個代表，獲得票數最多且愿意成為代表的前N個節點將進入“董事會”，按照既定的時間表輪流對交易進行打包結算并簽署（即產生）新區快。持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。為了激勵更多人參與競選，系統會生成少量代幣作為獎勵。DPoS可以大大縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證。但是，該機制依然依賴于代幣，仍然無法完美地解決區塊鏈在商業中的應用問題。比特股、點點幣等數字資產都采用該方式。

DPoS的共識過程分為見證人的選舉過程和見證人的區塊誕生過程。如果見證人沒有在規定的時間生產區塊，那么這個見證人將會被跳過，由下一個見證人來生產區塊。DPoS是一種特定類型的PoS，在這種PoS中，大眾選擇他們的委托人來驗證事務并創建新區塊，從而大大減少驗證事務的節點數量，從而更快地確認新區塊。此外，區塊的大小和區塊的間隔時間可以通過選擇不同的委托方式進行調整。

總之，如果說PoW和PoS共識分別是“勞動數量決定的生產技術”和“資本決定的生產技術”的記賬方式，DPoS則可以認為是“投票決定的生產技術”的記賬方式。當然，從新古典經濟學的角度，投票并不是一種技術，而更像一種組織方式。DPoS的特點和優點是顯而易見的，DPoS不僅能夠很好地解決PoW浪費能源和聯合挖礦對系統的去中心化構成的威脅，也能夠彌補PoS中擁有記賬權益的參與者未必希望參與記賬的缺點。DPoS曾被認為是一種最快速、最高效、最去中心化和最靈活的共識算法。

4.協調決定的生產技術：實用拜占庭容錯算法（PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance）

以上共識機制都需要數字貨幣作為激勵手段，但有些區塊鏈，特別是一些許可鏈或私有鏈并不需要數字貨幣激勵，只需要絕對信任和效率溝通，上述共識算法并不能很好地滿足這種需求，而實用拜占庭容錯算法（PBFT）這類傳統的一致性算法卻可以。

1982年，Lamport等[26]提出拜占庭將軍問題標志著分布式計算可靠性理論和實踐進入到了實質性研究階段。為了解決這一問題，拜占庭容錯算法（BFT）被提出。不同于工作量證明PoW和PoS等要求在概率上的最終一致以達成共識的算法，BFT類協議依靠節點之間相互傳遞消息，從而對提案達成確定性共識結果。然而，由于這些特性造成節點間需要兩兩之間遞歸傳遞消息，信息量增加可能是指數量級的，因而不太具有可操作性。

作為BFT的改進，PBFT是在1999年由Castro和Liskov[5]提出，可以在作惡節點少于1/3的情況下，保證系統的正確性。與原始的BFT算法相比，算法復雜度從指數級降低到了多項式級，從而使得BFT算法的實際應用成為可能。也有研究在PBFT算法上更進一步，如發展出“改進實用拜占庭容錯共識算法模型”（EPBFT）[27]。具體而言，為了應用于不需要大交易量、但需要處理許多事件的數字資產平臺，每個節點都可以發布公鑰，節點將簽名所有通過節點的消息，以驗證其準確性。當得到一定數量的簽名響應時，此交易就被認定為有效。因此，本質上來說，PBFT就是少數服從多數。

5.不同共識算法間的比較

當然，以上簡單的對比并不能完全區分不同共識機制之間的優劣和區別，如在安全性方面的區別也是很重要的。PoW面臨51%的攻擊問題，即控制PoW資源一半以上的礦工可以控制新區塊的產生，還可能改寫比特幣的歷史記錄。由于PoW依賴于算力，當攻擊者具備算力優勢時，找到新區塊的概率將會大于其他節點，這使其具備撤銷已發生交易的能力。需要說明的是，即便在這種情況下，攻擊者也只能修改自己的交易而不能修改其他用戶的交易（攻擊者沒有其他用戶的私鑰）。在PoS中，攻擊者在持有超過51%的Token量時才能夠攻擊成功，這與PoW要求51%的算力相比，更加困難。在PBFT中，惡意節點小于總節點的1/3時，系統是安全的。

除了PoW、PoS、DPoS、PBFT等主要共識算法外，還有其他很多種，如Pool驗證池。與PBFT類似，Pool驗證池是基于傳統的分布式一致性技術建立的，并輔之以數據驗證機制，是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。Pool驗證池不需要依靠代幣就能工作，在成熟的分布式一致性算法基礎之上，可以實現秒級共識驗證，更適合有多方參與的多中心商業模式。上述不同共識機制的區別如表1所示。

（二）區塊鏈共識機制的經濟學含義

任何共識機制都有其成立的條件，攻擊者需要考慮的是，一旦攻擊成功，將會造成該系統的價值歸零，這時攻擊者除了破壞之外，沒有得到其他有價值的回報。對于區塊鏈項目的設計者而言，應該了解清楚各個共識機制的優劣，從而選擇出合適的共識機制，或根據場景需要設計新的共識機制。

從經濟學的角度分析，不同的共識機制作為不同的技術產生了差異化的產品，如不同的數字貨幣。正如其他存在差異化的產品一樣，不同的數字貨幣之間也存在互補和競爭關系，特別是當它們處于同一市場中，無論是消費者還是生產者，都要在特定的共識機制、也就是特定的區塊鏈產品之間作出選擇。最終決定何種技術會被選擇，可能取決于相關的成本結構、需求規模、消費者偏好或信息結構等因素。這也正是區塊鏈經濟學需要研究的重要內容。

五、交易行為分析：區塊鏈的智能合約（Smart Contracts）及其經濟學含義

為了完成巨量交易，區塊鏈技術的點對點交易形式必須依賴于一種高效率的合約——智能合約。智能合約是一套以數字形式定義的承諾，同時也是儲存在區塊鏈中的一段能夠自動執行的代碼合約和算法合同。其條款直接以代碼形式寫入，是執行合約條款的可計算交易協議，也是利用區塊鏈技術在兩個或更多參與者之間創建合同的解決方案。在某些情況下，智能合約要求當事人具備和履行在法律上具有約束力的權利和義務。區塊鏈也可以持有債務證券和金融衍生品，并自動執行，即智能合約[7]。用戶利用智能合約可以把自己的意愿以一系列規則的形式編碼在區塊鏈中。作為智能合約的引領者，以太坊開發者在其區塊鏈上應用智能合約，實施了一種近乎圖靈完備的語言，這是一個突出的智能合約框架。例如，智能合約可以自動執行遺囑，其優點是不需要外部當事人來驗證組織是否被正確管理，并可以驗證基礎規則。因此，智能合約其實就是一套以數字形式定義的承諾，并可以自動執行這些承諾，這也是區塊鏈技術被稱為“制造信任的機器”的內在原因。

智能合約也可以擴展到類似財務危機的預結算解決方案方面[6]。使用智能合約，資產或貨幣被轉移到程序中，程序運行此代碼并在某個時點自動驗證條件，再自動決定資產是流向一個人還是返回另一個人，還是立即返回發送人或其組合。智能合約可以被標準化為模板，用戶可根據自己的需要來選擇，除了區塊鏈之外，智能合約還廣泛應用于房地產交易所、汽車購買、保險支付、數字支付、金融資產處置、多重簽名合約、云計算、物聯網、共享經濟等多個領域。

當然，由于早期的智能合約技術相對不成熟，現實世界的應用場景和數量十分有限[28]。盡管區塊鏈的智能合約是一種高效率的合約，但它只是一段可以自動執行的代碼而已，只能按照預置的規則執行相應的動作。所謂“智能”僅僅是計算機根據條件是否滿足而自動執行而已，這和人工智能中的“智能”定義差異巨大，這也導致其在現實世界的應用受限[28]。

從經濟學的角度看，智能合約帶來的沖擊是巨大的：首先，智能合約技術使得陌生人之間的信任成為可能，而信任問題的解決將從根本上處理交易成本問題;其次，智能合約的技術解決方案和降低交易成本的方式是多樣的，如降低運輸成本的基礎設施，降低信息傳遞成本的5G技術，甚至保證合約執行的激勵機制，以及提高辦事效率的制度建設等;最后，在理想的狀態下，區塊鏈技術將對不完全合約理論、不對稱信息理論，甚至不完全理性理論都造成顛覆性的沖擊。

六、策略行為分析：區塊鏈行業的博弈行為

在對生產技術和交易行為進行分析之后，按照經濟學的分析邏輯，還需要分析不同行為人之間的相互影響問題。為了研究相對集中，這里僅分析不完全競爭問題，而在現代微觀經濟學理論中，這一問題逐漸被博弈論的研究框架所取代。其實，區塊鏈類似于基于博弈論原理的開放大賬簿，讓所有參與者都難以作假，從而極大地強化了信任，并可以有效解決互聯網平臺上的欺詐問題，以及人際信任度低的長久弊病。很多學者都已經認識到博弈論對區塊鏈協議的正確執行具有重要意義，現在學者們關注的領域主要集中在“挖礦”策略、定價策略和算法策略上。

（一）“挖礦”策略選擇博弈

在博弈論中，存在一個均衡的策略集合，包含了每個參與者的最佳策略，進而決定所有參與者都遵循這些策略時得到相應的支付。在區塊鏈中，區塊鏈的信息具有天然的分布式共知，這基本上實現了傳統經濟學理論中的完全信息條件，而且交易權利是均等的。在區塊鏈的博弈策略選擇中，獲得區塊的策略，即所謂的“挖礦”策略，就成為一個主要的策略選擇。例如，在PoW中，挖礦就是一個用戶消耗計算能力、在破譯密碼博弈中勝出，進而可以將一個事物塊添加到區塊鏈中，并請求相應獎勵的過程。博弈勝出的概率取決于礦工的哈希率（即每單位時間對隨機預言器的查詢數量）與整個網絡的總哈希率之間的比率。

作為一項開拓性的工作，Kroll等[29]把采礦過程建模為礦工之間的博弈。在博弈中，礦工的策略是確定區塊鏈的分支去挖礦，如果礦工的表現和比特幣設計師預期的一樣，這個博弈的納什均衡則是“最長鏈規則（Longest Chain Rule）”。Biais等[21]在動態協調博弈中正式分析了理性戰略性采礦者的均衡策略，該博弈允許在均衡路徑上分叉，最長的鏈是指符合提議的比特幣實現了一個均衡，且不是一個獨特的結果。Xu等[30]則提出了一種基于區塊鏈的安全博弈，在推導出博弈的納什均衡后，揭示了懲罰方案如何影響移動設備和邊緣服務器攻擊率的納什均衡條件。

即使不存在挖礦中的欺騙和攻擊行為，完全基于算力的博弈均衡也遠非是帕累托最優的。實際上，通過PoW，每個礦工通過耗盡電力和計算機設備等稀缺資源，從而獲得可以在比特幣系統內使用的硬幣形式的密碼稀缺資源[18]。為了解決個人挖礦能力不足的問題，礦池成為解決方案之一。礦池通過將難題解決任務劃分為較小的子任務，聚合許多礦工的哈希率，從而贏得獎勵的概率就會變得非常大。然后，根據散列率和礦池散列率之間的比率，單個礦工可以確保其雖然小但穩定的獎勵份額。Sompolinsky等[22]使用合作博弈理論分析聯合采礦的成員如何分享獎勵。

在一個開放的礦池中，礦工可以通過攻擊其他礦工來增加自己的收益。如果所有礦工都選擇攻擊對方，那么他們獲得的收益將少于他們互不攻擊時獲得的收益，這就是PoW共識算法中的挖礦困境，而這種困境也對應到博弈論中經典的囚徒困境。Eyal和Sirer[31]基于博弈理論，定性分析了挖礦過程中的困境，唐長兵等[18]在此基礎上進一步分析礦工博弈困境的純策略均衡和混合策略均衡，并給出兩種均衡存在的條件。

（二）定價策略選擇博弈

基于算力和挖礦策略的博弈本質上是產量博弈，而與其對應的則是價格博弈。區塊鏈中的價格博弈主要為數字資產本身的價格和交易費用之間權衡。Houy[32]研究發現，在區塊鏈安全直接取決于礦主算力的情況下，（交易）費用固定與限制區塊大小且讓價格由分散市場決定的結果是等價的。

此類研究借助了傳統經濟學的成本—收益法，在考慮到原子型礦工的情況下，構造出報價函數。如果礦工以最大化利潤預期價值的方式進行交易，那么交易費用市場的出現就不應該有區塊規模的限制[33]。但是，Houy[34]認為，博弈論的方法更適合解決這個問題，可以通過獎勵計劃和價值來處理礦工所面臨的激勵問題，并建立了報酬計劃和價值觀的函數。

（三）算法策略選擇博弈：云計算與邊緣計算

與傳統產業的策略不同，除了產量和價格博弈之外，區塊鏈行業的業外人士還需要對基礎算法的選擇進行決策。數字貨幣的“生產”經歷了使用單獨計算機、礦機直至礦池的物理算力演變過程，隨著區塊鏈其他用途對算力的需求越來越大，且更加多樣化，云計算和邊緣計算也進入了區塊鏈行業博弈的策略集。

云計算已經被企業廣泛使用，其對企業的好處是顯而易見的：與投資和運營自己的IT資本相比，企業可以花更少的錢來獲得更高質量的IT資本服務。Coyle和Nguyen[35]研究發現，英國可用云服務的價格出現了顯著下降，尤其是在經過質量調整后，價格方面出現大幅下降，且數據中心供應出現擴張。

然而，云計算并非在任何情況下都是最優策略。雖然云計算通過虛擬化的IT基礎設施提供了前所未有的效率、可伸縮性和成本降低，但云計算的相關業務仍然集中在數據中心，因而云模型無法滿足物聯網市場不斷增長的一系列需求。當然，將數據傳輸到云端也對當地數據處理能力提出更高要求，這要求數據計算和服務供應策略從云計算轉移到邊緣計算。

七、總 結

本文從經濟學的視角分析區塊鏈的內涵、特征，并通過對區塊鏈研究成果的梳理，與相關學科的比較及研究框架的構建最終形成了相對完整的區塊鏈經濟學研究框架。這一嘗試可以讓區塊鏈的研究視角從早期的數值貨幣、計算機算法，以及各種各樣的區塊鏈應用技術中脫離出來，進而讓區塊鏈的研究從案例分析、技術創新或投資建議轉向對經濟行為進行規律性的歸納總結上。

任何新興領域的研究，特別是新興學科的構建都是一個從無到有、從幼稚到成熟的過程，區塊鏈經濟學也不例外。對區塊鏈嚴肅而系統的經濟學研究已經展開，以“區塊鏈經濟學”為標題的論文也如雨后春筍。目前的研究主要集中在共識機制、智能合約或挖礦博弈等方面，盡管在某些特殊研究焦點上，理論研究已經具備了足夠的深度，然而還遠遠沒有達到形成一個完整學科的數量。本文秉承經濟學的邏輯，從生產、交易和博弈等重要的經濟學理論視角對現有研究進行了總結。本文的研究與其說是提供了區塊鏈經濟學的分析框架，其實更接近于提供了一個區塊鏈的研究思路。區塊鏈的經濟學研究剛剛開始，今后的研究必將更為深入和系統。

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Blockchain Economics： Basic Content，Discipline Association andResearch Framework

GUO Guang-zhen1，2， LI Li-zhuo2， ZHAO Xu-shuai2

（1. National Economic Research Center， Guangdong University of Finance & Economics， Guangzhou 510320，China;

2.School of Economics，Liaoning University，Shenyang 110036，China）

Abstract： Blockchain has been included in the ‘new infrastructure development planning list， and played a special role in Novel Coronavirus epidemic prevention process， which shows that the application of blockchain technology has clearly crossed the digital currency application field， and will profoundly affect the development of other industries and social processes.On the basis of combing the existing literature， this paper follows the analytical logic of neoclassical economics， and tries to construct a completely new discipline within the intersection of Internet economics， big data economics and cryptographic economics： blockchain economics.This paper constructs a blockchain economics framework based on ‘production behavior， ‘transaction behavior and ‘strategic choice， and defines the main consensus mechanism as ‘labor determination， ‘capital decision， ‘voting for the first time.The blockchain production method decided by ‘decision and ‘negotiation.The paper also summarizes the research contents， main application fields and relationships with related disciplines and industries in the existing literature， and suggests the future development direction of blockchain technology.

Key words：blockchain economics;consensus mechanism;smart contract;internet economics;big data economics;cryptography economics

（責任編輯：鄧 菁）

收稿日期：2020-10-22

基金項目：教育部人文社會科學研究規劃基金項目“人工智能技術創新的貿易福利效應及誘發機制研究”（18YJAZH031）;廣東省自然科學基金面上項目“市場化多元化的海洋生態補償：理論建模與機制創新”（2020A1515010898）

作者簡介：郭廣珍（1978-），男，山東東平人，教授，博士，博士生導師，主要從事數字經濟學、新政治經濟學和博弈論應用研究。E-mail：ggzmail@163.com

李立卓（1995-），女，河北唐山人，碩士研究生，主要從事西方經濟學研究。E-mail：z54549486@163.com

趙緒帥（1992-），男，山東濰坊人，博士研究生，主要從事新政治經濟學研究。E-mail：zhaoxs985211@163.com