Kandungan
1 Pengenalan
Blockchain awam bergantung pada bukti kos peluang untuk keselamatan, di mana sumber yang hilang secara terbukti dalam pengeluaran blok meningkatkan keselamatan blockchain. Apabila berbilang blockchain berkongsi mekanisme konsensus, mereka bersaing untuk sumber daripada pengeluar blok. Kertas kerja ini membuktikan kewujudan keseimbangan peruntukan sumber antara blockchain yang bersaing, didorong oleh nilai fiat ganjaran yang ditawarkan untuk penyediaan keselamatan.
2 Keseimbangan Peruntukan Sumber
Keseimbangan ini mentakrifkan cara pelombong memperuntukkan sumber pengiraan antara blockchain yang bersaing berdasarkan keuntungan yang dijangkakan.
2.1 Formulasi Matematik
Syarat keseimbangan boleh dinyatakan sebagai: $\frac{R_1}{D_1} = \frac{R_2}{D_2}$ di mana $R_i$ mewakili ganjaran daripada rantai $i$ dan $D_i$ mewakili kesukaran perlombongan. Ini memastikan pulangan jangkaan yang sama per unit sumber yang dilaburkan.
2.2 Syarat Keseimbangan
Keseimbangan ini adalah tunggal dan sentiasa dicapai apabila pelombong bertindak secara tamak tetapi berhati-hati. Ini berbeza dengan andaian keseimbangan Nash yang memerlukan pengetahuan fungsi utiliti yang kompleks.
3 Analisis Penumpuan
Analisis syarat di mana peruntukan kadar hash menumpu ke titik keseimbangan.
3.1 Tingkah Laku Tamak vs Berhati-hati
Pelombong yang secara beransur-ansur melaraskan peruntukan sumber mereka berdasarkan perbezaan keuntungan kecil mencapai penumpuan stabil ke keseimbangan.
3.2 Dinamik Ayunan
Pelombong yang terlalu tamak yang dengan pantas mengagih semula sumber berdasarkan keuntungan segera menyebabkan ayunan peruntukan antara ekstrem.
4 Pengesahan Eksperimen
Pengesahan berasaskan empirikal dan simulasi bagi rangka kerja teori.
4.1 Keputusan Empirikal
Pematuhan kuat kepada keseimbangan diperhatikan antara pasangan BTC/BCH dan ETH/ETC, dengan pekali korelasi melebihi 0.85 dalam data peruntukan kadar hash harian dari 2018-2019.
4.2 Penemuan Simulasi
Simulasi blockchain menunjukkan syarat penumpuan yang tepat: pelombong berhati-hati mencapai keseimbangan dalam 50-100 blok, manakala pelombong tamak menunjukkan ayunan berterusan ±40% daripada peruntukan optimum.
5 Pelaksanaan Teknikal
Butiran pelaksanaan praktikal dan pendekatan algoritma.
5.1 Reka Bentuk Algoritma
Algoritma pencarian keseimbangan menggunakan pelarasan berkadar berdasarkan perbezaan ganjaran dengan faktor redaman untuk mengelakkan ayunan.
5.2 Contoh Kod
def allocate_resources(current_allocation, rewards, difficulties, damping=0.1):
# Kira nisbah keuntungan
profit_ratio_1 = rewards[0] / difficulties[0]
profit_ratio_2 = rewards[1] / difficulties[1]
# Kira pelarasan
total_profit = profit_ratio_1 + profit_ratio_2
target_allocation = profit_ratio_1 / total_profit
# Guna pelarasan redaman
new_allocation = (current_allocation * (1 - damping) +
target_allocation * damping)
return new_allocation6 Aplikasi & Hala Tuju Masa Depan
Oracle Nisbah Harga Tanpa Kepercayaan: Peruntukan keseimbangan menyediakan maklumat harga terpencar tanpa pengantara yang dipercayai. Peningkatan Keselamatan: Blockchain dengan nilai fiat yang lebih rendah boleh mengekalkan keselamatan melalui penjajaran keseimbangan yang betul. Aplikasi Rentas Rantai: Sambungan kepada kacukan PoW/PoS dan mekanisme konsensus berbilang algoritma. Penyelidikan Masa Depan: Model keseimbangan dinamik yang menggabungkan pasaran yuran transaksi dan derivatif staking.
7 Rujukan
1. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. S. Nakamoto, 2008.
2. Spiegelman et al. "Game-Theoretic Analysis of DAA." FC 2018.
3. Kwon et al. "Bitcoin vs. Bitcoin Cash." CCS 2019.
4. CycleGAN: Unpaired Image-to-Image Translation. Zhu et al., ICCV 2017.
5. Buterin, V. "Ethereum Whitepaper." 2014.
8 Analisis Asal
Penyelidikan ini memberikan sumbangan penting kepada ekonomi blockchain dengan mewujudkan syarat formal untuk keseimbangan peruntukan sumber. Pendekatan kertas kerja ini selaras dengan prinsip teori permainan yang dilihat dalam sistem berbilang agen, serupa dengan konsep dalam kerja CycleGAN Zhu et al. di mana rangkaian yang bersaing mencapai keseimbangan melalui latihan adversari. Formulasi matematik $\frac{R_1}{D_1} = \frac{R_2}{D_2}$ memberikan penyelesaian elegan kepada masalah persaingan sumber yang mempunyai implikasi praktikal untuk keselamatan blockchain.
Pengesahan empirikal menggunakan data blockchain sebenar (pasangan BTC/BCH dan ETH/ETC) mengukuhkan rangka kerja teori, menunjukkan pekali korelasi melebihi 0.85. Ketepatan ramalan ini adalah luar biasa dalam sistem terpencar dan mencadangkan bahawa tingkah laku pelombong mengikut corak ekonomi yang rasional walaupun dengan kerumitan ekosistem blockchain. Penemuan ini berbeza dengan pandangan Kwon et al. yang lebih pesimis mengenai penyelarasan pelombong, sebaliknya menunjukkan bahawa pasaran secara semula jadi mendorong sistem ke arah keseimbangan.
Dari segi teknikal, mekanisme redaman dalam algoritma peruntukan menyerupai pendekatan teori kawalan untuk mengelakkan ayunan, serupa dengan teknik yang digunakan dalam robotik dan sistem automatik. Penyelidikan ini membuka kemungkinan baru untuk aplikasi rentas rantai, terutamanya dalam bidang kewangan terpencar (DeFi) yang baru muncul di mana oracle tanpa kepercayaan sangat diperlukan. Seperti yang dinyatakan dalam penyelidikan Yayasan Ethereum mengenai sharding, keseimbangan peruntukan sumber boleh memaklumkan reka bentuk seni bina berbilang rantai di mana sumber keselamatan mesti diagihkan dengan cekap merentas rantai selari.
Batasan kertas kerja termasuk tumpuannya pada sistem dua rantai, meninggalkan persoalan terbuka tentang keseimbangan n-rantai. Kerja masa depan boleh meneroka bagaimana prinsip ini digunakan untuk sistem bukti kepentingan yang baru muncul dan mekanisme konsensus kacukan. Aplikasi kepada oracle nisbah harga amat menjanjikan memandangkan Masalah Oracle yang dikenal pasti dalam penyelidikan kontrak pintar, mencadangkan kerja ini boleh memberi impak signifikan kepada kebolehoperasian blockchain dan protokol komunikasi rentas rantai.