去中心化共识在加密世界为何重要？

“ 谁控制了香料，谁就控制了宇宙。” ——弗兰克赫伯特，沙丘（电影）

介绍：

商品是作为日常商品和服务生产基础的基本原材料。商品的历史是文明本身的反映。人类为了控制最重要的资源而互相发动战争；从大米到金属，再到香料，再到油。随着全球经济和日常活动的更多方面迁移到加密经济，什么将成为新时代最抢手的商品？

区块空间

公共区块链上的所有经济活动都建立在区块空间上。共识生产者，例如矿工和质押验证者，提供区块空间，而每笔交易都需要区块空间。当链上活动增加时，网络费用增加，当区块补贴和费用的价值增加时，更多的人有动力竞争将下一个区块附加到区块链上。

由于区块空间是一种商品，它可以用作金融工具的基础——对冲生产或提高回报。这种金融化最终导致了一个全面的资本市场，类似于历史上所有重要商品的演变方式。

在本文中，我们将深入探讨商品市场的历史背景、去中心化共识在数字世界中的重要性、共识产生的经济学以及用于共识加密原生资本市场将会是什么样子。

商品市场：历史概览

早在公元前 4500 年，古代苏美尔的居民就使用粘土代币和石板来确定未来货物交付的日期以及结算规则，本质是期货合约。近 3000 年后，汉谟拉比的一部法典概述了对抵押其财产的农民的付款规则。农民不得不用他们生产的粮食来偿还债务，但保留在作物歉收时不偿还的权利。这些基本规则帮助生产者管理风险，进而促进更稳定的农业生产。

这些财务安排将继续发展和标准化，最早的正式商品交易所之一是 1697 年的堂岛大米交易所。商人会交易“大米票”，而不是实际的大米，即在他们的仓库中索取大米的权利。商人以米票为基础，开发了许多现在普遍交易的衍生合约，如卖空、远期和期权。一个多世纪后，芝加哥期货交易所成立并成长为粮食和农产品期货和期权市场的全球领导者，这些金融合约的交易量远大于实物商品的交易量。

这些发展表明，大宗商品的金融市场能让大宗商品生产者和消费者能够更好地管理他们的风险，从而使他们能够有效地扩大经营规模。

日本堂岛大米交易所

随着大宗商品市场逐渐成熟并变得更加复杂，可用于帮助管理相关风险的金融工具类型也越来越多。今天，它们几乎涵盖了所有商品，从糖到咖啡再到黄金和能源市场。

而由于商品生产受多种物理属性的影响，商品稳定消费和生产也不是自然而然的；商品生产总是伴随着强劲的商品市场。没有这些市场，大宗商品的流动就容易出现波动。

元宇宙时代

随着日常活动的更多方面向数字化转变，相关资源（如数据和计算）的价值飙升。虽然数字时代的底层技术还处于起步阶段，但由于摩尔定律和软件开发的抽象性，其加速速度令人震惊。由于这些原因，“数据是新的石油”之类的短语变得相对普遍。

正如 Dijkstra（对1000名计算机科学家进行了问卷调查） 在 1972 年评论的那样，“ 我不知道有任何其他技术可以覆盖 10¹⁰ 或更高的比率：计算机凭借其惊人的速度，似乎是第一个为我们提供高度分层的工件的环境，可能的和必要的。” 在这一点上，将数字宇宙视为一种物理现象已不再有用。相反，软件是 Abelson（伯克利加州大学核博士）和 Sussman（麻省理工计算机教授）所说的“ 程序认识论 ”。它已成为人类表达的无限媒介。

这自然不禁让人好奇——这条路最终会把我们引向何方？许多科幻作品描绘了不同版本的元宇宙，但似乎都建立在一个基线上：与物质现实平行的数字现实，充满了自己的世界、经济和数字资产。Matthew Ball 更具体地将其描述为“一个大规模且可互操作的实时渲染 3D 虚拟世界网络，可以由无限数量的用户同步和持续体验，具有个人存在感和数据连续性，例如身份、历史、权利、对象、通信和支付。” Ball 进一步提到，加密网络将跨越并推动对实现 Metaverse 至关重要的几个类别，主要是计算、互操作性工具和标准以及支付。

实际上，只要有足够的时间和技术进步，由加密经济方案支持的分布式网络将支配一切：元宇宙数据如何存储、呈现和访问，这是站得住脚的。它还可能指导 Metaversal 社会结构的发展；我们已经看到 DeFi 和加密游戏如何促使用户更喜欢用户拥有的协议和共享具体的使用经济激励措施，而不是租金提取。

随着范式转向用户在他们使用的平台中拥有股份，他们越来越不愿意将自己的数字自我控制权交给 Facebook 和微软等少数集中式机构（这已经在发生） . 元界很可能是一种必然性而非可能性，因此将依赖加密网络来实现大规模采用，以及可持续和以用户为中心的增长。因此，区块空间将成为元界的核心商品。

区块空间商品

我们在全球范围内建立了庞大的市场，以确保我们有稳定的粮食和能源生产来维持我们社会的发展。那么，元界的基础商品区块空间会出现什么样的市场呢？

从根本上说，块空间是跨多个用户共享计算层和状态的代表单元；区块链作为对该状态的更改和添加的记录而存在，并且加密网络作为区块空间的生产和使用的市场。

用户发出附加费用的交易表明他们需要购买区块空间以改变网络的全局状态，参与共识的节点运营商（矿工、验证者等）通过产生由这些状态变化组成的区块空间来为网络提供安全性。虽然这听起来很简单，但区块空间市场动态却相当复杂。

一方面，块空间具有隐含的时间值。在以太坊区块空间——谁得到什么以及为什么，我们讨论了为什么未来区块空间本质上不如现在的区块空间有价值。作为一个人为的例子，试图在链上货币市场中存入货币的用户宁愿锁定当前利率，而不是锁定可能会或可能不会更低的未来利率。同样，试图购买 NFT 的用户宁愿在交易被其他人抢购之前完成交易。

从历史上看，这个时间价值是通过网络费用来量化的，并且区块生产者默认包含基于包含最高费用的交易。这也意味着用户被激励为更紧急的交易支付更高的费用，这可能导致矿工可提取价值（MEV）等现象。

即使是尝试将全局时钟添加到区块链的解决方案，例如 Solana 的历史证明，它使用串行散列来为进入网络的交易添加时间戳，它们的链中仍然具有隐含的时间价值。与基于费用的模型相比，基于序列的包含模型受延迟的影响更大；那些希望他们的交易包含在时钟网络上的记录时间的人将优化有利的网络拓扑以及与大型节点运营商的物理和数字接近度，以确保他们的交易得到优先考虑。这与传统高频交易中争夺靠近交易所的原则是一样的。

同样，对于供应商（共识节点运营商）来说，现在物化的区块空间比未来更有价值。

共识生产者的利润计算为共识激励和节点运营成本之间的差额。节点运营商获得的奖励容易波动：现货价格、交易费用和发现区块的概率都是奖励不确定性的因素。不同的网络有不同的激励机制来支付节点运营商，这进一步增加了复杂性。

运行一个节点的成本也大相径庭，因为不同的网络通常对作为验证者的参与有截然不同的要求。工作量证明网络由采矿硬件市场、廉价可靠电力等驱动。相比之下，运行 Proof-of-Stake（POS）ETH2.0 节点的考虑取决于最小的电力消耗和抵押所需的资金。

我们可以进一步将供应方分解为运营支出和资本支出成本。对于需要在基础层进行更高级别计算的网络，资本支出往往很高。除了比特币和以太坊挖矿之外，其他示例还包括 Arweave 和 Filecoin，验证者通过扩展存储容量和 RAM 以进行快速处理、Solana 历史证明节点因涉及串行散列而获得高计算要求，以及任何零知识。GPU 和其他能够进行快速线性运算的处理单元可以显着加快证明计算的速度。

然而，重要的是要注意，考虑到状态膨胀等因素，每个网络的节点都会产生一些资本支出，这些资本支出最终可能会在本质上重复出现。资本支出可能会偏高，并且通常会随着时间的推移而偿还。

至于运营支出，矿工以电力和维护成本的形式产生运营支出。质押验证者会以质押要求和代币的形式产生 OpEx。对于其他共识算法，OpEx 成本介于令牌密集型和物理资源密集型之间。

几乎每个共识算法都将阻止生产的权利视为一个概率函数，该函数由节点运营商的验证能力与全局验证能力的份额加权。这意味着运营商要保持一定的出块概率，就需要相应地提高网络“验证能力”的权益。例如，如果其他验证者突然决定再抵押 5,000 个 ATOM 以保持 10% 的出块概率，那么一个拥有 1,000 个 ATOM 的 ATOM 验证者与整个网络中总共抵押 10,000 个 ATOM 的 ATOM 将需要再购买 500 个 ATOM。其他流行的 PoS 网络也是如此，例如 Terra、Avalanche 和 Near。实际机制可能存在细微差异（即 Avalanche 对委托给节点的总可能金额的上限与其他网络不同）。

这种波动会导致验证者奖励的额外波动，并可能导致不可预见的运营支出成本，因此一些网络激励措施有利于加速争夺网络权益的主导份额（超出多数攻击网络的能力），例如在 Solana 的分布式通胀系统中：

随着网络效用规模的扩大，节点运营商的健康增长增加了网络的安全预算，使其能够抵御破坏共识的攻击。理想情况下，运行节点的成本应该被产生共识的收入所抵消。然而，正如我们在The Alchemy of Hashpower中解释的那样，共识生产者经历了四个原型市场阶段，其中一些可能会使生产者倒闭。

区块空间生产和消费的结构性质表明，区块空间商品市场强烈需要隔离潜在风险。我们将这些称为共识资本市场。

共识资本市场

区块空间的原始金融工具形式今天已经存在；算力指数、gas 代币和 Staking 衍生品都是建立共识资本市场的各种尝试。然而，算力指数/期货和天然气代币未能获得显著的流动性，这些市场对买卖双方来说往往是不透明和繁重的。

在其他情况下，需求从未实现，因为天然气代币等资产定价的困难使得链上和中心化交易所的流动性供应变得混乱。

质押衍生品在释放质押者的原则以参与其他活动方面取得了巨大成功，但并未为区块空间生产者的需求提供完整的解决方案。

ETH 发送到 ETH 2.0 质押合约

在没有完整的对冲解决方案的情况下，验证者面临来自网络资产的风险（由于他们的股份）和区块空间有关的波动风险需求（费用）。通过抵押衍生品，PoS 网络上的验证者将出售其抵押资产的代币表示，以换取他们想要计价的任何资产（即 PoS 验证者将出售其抵押的 ETH 以换取稳定币），以对冲与费用相关的风险。质押资产的价值等于基础网络资产加上对未来网络费用应计的预期，持有质押资产意味着面临验证未来现金流的波动性。以市场价格出售资产“ 锁定 ” 了这些未来现金流的固定价格（由质押资产和标的资产的价格差异表示）。

由于验证者需要与市场进行交易以进行这种对冲，因此他们会引发大量的价格风险，因为当他们想要再次接触网络活动或解锁他们的股份时，他们需要以市场价格购买质押资产。鉴于质押资产通常与标的资产紧密平价交易，验证者最终无法完全对冲风险，因为Delta（对冲值）风险敞口。注重成本的验证者需要额外的工具，他们希望在不需要成为活跃交易者的情况下将风险降至最低，尤其是在动荡的市场中。

理想情况下，在为块空间生产构建对冲时，它应该满足以下两个属性：

1. 隔离网络活动风险（通过网络量化的区块空间需求费用）。

2. 隔离网络资产价格风险（外部市场的函数）。

这两个要求在基于交换的安排中得到满足。

可以在下面找到 Alkimiya 构造的高级图。它反映了在传统商品市场中发现的能源交换：买方向生产者（在这种情况下，矿工/网络验证者）支付固定的稳定币支付，在合同期间归属，而生产者根据验证支付所有奖励同一时间段内的某个指标（特定于共识算法）。

在此期间，合约买家以网络费用和区块补贴的形式获得潜在的区块空间需求，而验证者将自己与网络活动和资产价格风险隔离开来。

我们将指数广泛地归类为单位索引时间内的验证能力单位。在工作量证明挖掘中最常讨论的索引是每秒哈希值。对于以太坊 2.0 Proof-of-Stake，这可能看起来像每个 epoch 的 ETH 质押（所选验证者可以提出区块的时间段）。

该指数对于验证验证者是否交付其承诺的奖励份额特别重要。我们的设计允许验证者列出承诺任何指数达到其最大可用资源的合约，即以太坊上拥有 10 Th/s 的矿工可以列出承诺奖励指数高达 10 TH/s（10万亿次计算） 的合约（只要所有指数的总和他们所有的合约都等于这个金额）。举个例子，如果同一个 ETH 矿工向 15 天的合约出售价值 1 Th/s 的奖励，而全球哈希率在同一时期保持在 1,000 Th/s 左右，我们预计验证者将提供大约 0.1该时间段内区块奖励的百分比（在考虑随机性、矿池费用、合约交易费用等因素之前）。

这些合约的另一个重要组成部分是为合约支付的固定款项，其任何潜在因素(时间、网络资产价格、全球验证能力等)对应于区块生产价值的波动，从而对应于在合约创建时所支付任何互换合约的固定价值。为这些互换合约定价是一个复杂的主题，因此我们将在以后的文章中更深入地探讨定价模型。

进一步的应用

我们通过对冲供应商的生产成本，将共识资本市场的需求置于情境中。然而，如果不考虑买家的需求，就不会存在强大的市场。虽然对原始形式的区块空间的需求非常明显，但对上述基于交换的结构的需求可能看起来不那么明显。然而，这种掉期的使用具有超越简单猜测的重要前景。

一方面，交换提供了一种有趣的新原语，可以将其纳入更复杂的 DeFi 结构中。随着 Ribbon Finance 和 Friktion Labs 等平台的成功，很明显，人们对简单、直观的金融产品的需求非常强烈，这些产品使最终用户能够自动永久地接触一系列不同的金融策略，如备兑期权。到目前为止，这些策略或结构化产品都没有使用户能够直接接触到区块空间的价值。作为一个具体的例子，在代币空投、NFT 铸币厂或市场波动且链上活动普遍较高的日子里，区块空间的价值通常会大幅上涨。通过交换集成产品投资区块空间允许买家对事件驱动的网络拥塞进行定向押注，并从这些预期事件中获利。

一般来说，这种掉期的另一个令人兴奋的应用是费用稳定的机会。对于与加密网络集成的多个平台和服务，例如 Coinbase 或类似交易所，最终用户在使用所述平台与区块链交互时，通常必须在平台费用之上支付网络费用。对于许多服务而言，这可能会损害用户体验并使平台有时无法使用。相反，如果这些服务知道它们平均占用多少块空间，他们可以以固定价格购买相当于该验证能力百分比的交换。

该服务仍然为相关交易支付网络费用，但由于他们有有效的掉期合约，最终将这些网络费用重定向到他们自己的固定支付，然后他们可以简单地向最终用户报出固定费用以支付他们为支付的款项掉期。例如，如果 Coinbase 知道它一直在平均占用以太坊 1% 的区块空间，它可以购买相当于全球哈希率 1% 的交换。Coinbase 仍然支付与其交易相关的 gas 费用，但预计 1% 的网络奖励（包括这些费用加上区块补贴的一些保证金）将返还给它，这应该可以支付购买 1% 区块空间的成本。最终用户只支付购买掉期的费用，这是固定的。

结论

随着加密网络的使用——以及对区块空间的扩展需求——变得越来越普遍，参与激励计划通过共识成为区块空间生产者的吸引力将会增长。这意味着几乎肯定需要一个健康和强大的市场来对冲区块空间生产，因此共识资本市场将变得像它们所建立的网络一样无处不在。

通过为区块空间生产者创造更可靠的收入保障和对冲区块空间生产固有的波动性的途径，共识资本市场有望降低作为网络验证者的准入门槛，从长远来看，有助于这些领域的持续去中心化网络。

每个网络都有不同的经济考虑，我们在这里介绍的是共识互换的一般框架；Alkimiya 正致力于在各种网络中开发这些产品，以及在它们之上产生现金流的产品。我们之前还发布了关于在 Alkimiya 进行工作量证明挖矿的共识交换是什么样子的文档和研究。在未来的研究和发布中，我们将深入研究具体的网络结构，包括但不限于普通的股权证明（ETH 2.0，Cosmos）、存储、ZK 验证、Solana 等。