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    一文看懂 Nervos CKB 的发行机制(比 Bitcoin 多迈了一步)

    2020-03-24 11:02

    相信很多人都听说过 Nervos CKB,知道它是一条定位于 laryer1 的安全去中心化的区块链,采用和 Bitcoin 类似的 PoW 作为共识算法, 可能还听说过 Nervos CKB 的经济模型很受热议,但是却不是很清楚其中的各种概念和逻辑,基础发行、二级发行、Nervos DAO、挖矿奖励动态调整等等。相比于 Bitcoin 每10分钟出块,固定出块奖励,且每 4 年减半,总量趋于 2100万的硬顶,Nervos CKB 看起来要复杂得多。


    别急,这篇文章应该能解答你的大部分困惑,为了便于读者理解,我们不妨参照 BTC 的发行逻辑,看看 Nervos CKB 到底是故弄玄虚还是确实比 BTC 多迈了一步。


    Bitcoin 的 2100 万发行硬顶


    大家都知道 Bitcoin 每10分钟出一个块,每个块的奖励从最初的 50 btc,每四年减半,直到 2140 年全部 btc 被挖出,当然奖励还包括块中各交易的手续费,PoW 共识算法受挖矿算力的影响会每 2016 个区块(也叫难度调整周期 Epoch)调整一下挖矿难度,以保证 10 分钟左右出一个块。


    Bitcoin 的运行逻辑简单清晰,很容易就能看明白。初始奖励 50 btc,每四年减半,2140 年奖励停止,之后矿工挖矿奖励就只有手续费,很明显挖矿出块奖励就是一个初始值为 50,公比为 1/2 的等比数列,这个数列的和是 20,999,999,980,约等于 2100 万,这也是 Bitcoin 2100 万硬顶说法的由来。


    2100 万的硬顶使得 Bitcoin 供给封顶,不会像国家信用货币那样人为增发,这种稀缺性为 Bitcoin 赢得了数字黄金的称谓,持有 BTC 可以对抗现实世界的通货膨胀,这也是很多人看好 Bitcoin 的原因。

    但是这其中其实是有一些问题值得讨论的,对于矿工来说,等到 2140 年之后 Bitcoin 的出块奖励为零,矿工只能靠交易手续费获利。如果交易费很低会使得矿工连电力成本都无法收回,反之如果交易费很高,那么就会抑制 Bitcoin 的交易和流动。也许不用到 2140 年,等再过几个减半周期,Bitcoin 的出块奖励降到 1 BTC 以下甚至更低时,这个问题就会变得很突出。


    Nervos CKB 的发行是无限通胀吗?


    为了搞清楚 Nervos CKB 是否是无限通胀,我们不妨先来看看 Nervos CKB 的发行曲线。Nervos CKB 的发行曲线由两部分组成:


    · 基础发行:奖励给矿工的有硬顶的代币发行,使用与比特币相同的发行曲线,约每 4 年减半。

    · 二级发行:常量发行,每个难度调节周期(Epoch)都会发行相同数量的 CKB。因为每个 Epoch 内的区块数量是动态调整的,所以每个区块的二级发行会是一个变量。


    基础发行


    对于基础发行,可以参考 Bitcoin,这部分比较容易理解,不过这里的奖励却不是固定的,为啥呢?原因跟 Nervos CKB 的共识算法有关,虽然同 Bitcoin 一样,都是 PoW,但是 Nervos CKB 相比 Bitcoin 做了一些改良:


    Nervos CKB 的出块时间不是固定的 10 分钟,而是根据网络中的孤块率做动态调整,在保证网络安全的同时,尽量缩短出块时间,提高出块效率。


    什么是孤块率呢?你可以简单理解为矿工为了争夺出块奖励,付出的无用功的比例,当网络中的算力很大时,很多矿工为了争夺出块奖励,都会拼命地计算难题,有竞争就有输赢,赢的矿工收获奖励,输的矿工白忙活一场,他计算得到的区块就被认为是孤块,即无效的区块。Bitcoin 之所以把出块时间设置为 10 分钟,就是给矿工足够的时间去竞争和同步区块,避免过多的孤块产生,使网络频繁分叉。


    当算力比挖矿难题的难度大的时候,很多矿工都解出难题来了,但只有一个矿工计算的块会被认为有效,其他矿工计算的块会被认为是孤块,可以看出,算力越大孤块越多,孤块率也就越高,于是这个时候 Nervos CKB 就会提高难度,减少孤块的产生,同时延长出块时间;反之则降低难度,缩减出块时间。


    可以看出,孤块越多,越容易出现分叉,对网络的安全威胁越大,所以当孤块增多时,Nervos CKB 就会增加难度,延长出块时间,保证区块链系统安全;当孤块比较少的时候,在区块链系统的安全得到充分保证时,Nervos CKB 则会降低难度,缩减出块时间。简言之,Nervos CKB 是在区块链系统安全和效率之间不断动态调整,在保证区块链系统安全的同时,充分发挥网络、算力等基础设施持续改善带来的潜能。


    由于网络的算力和难度值在不断地动态调整,所以一个难度调整周期中出块数量是动态变化的,对于 Nervos CKB 来说,每个难度调整周期的挖矿奖励是固定的,但是分到每个区块的奖励是不固定的。


    总结来说:Bitcoin 每个难度调整周期和区块的奖励都是固定的,Nervos CKB 每个难度调整周期的奖励是固定的,但是每个区块的奖励是不固定,原因是每个难度调整周期包含的区块数量是动态变化的。


    看到这里,你应该能明白其实 Nervos CKB 的基础发行跟 Bitcoin 是差不多的,也存在硬顶,基础发行的总量是 336 亿 CKB,每个四年奖励减半,每个难度调整周期的奖励是固定的,每个区块的奖励是不固定的。


    二级发行


    如果在 Nervos CKB 中只有基础发行而没有二级发行,那么 CKB 的总供应量将会存在一个硬顶,其发行曲线将会和比特币完全一样。但是为什么还要搞出一个二级发行呢?原因可以回到上文提到的 Bitcoin 面临的问题,对于 Bitcoin 网络安全最大贡献者矿工来说,当挖矿奖励持续下降很可能是无法接受的。


    Nervos CKB 的二级发行就是要解决上面的问题,对于 CKB 网络维护者矿工来说,即使基础发行不断降低甚至为零,由于二级发行的存在,矿工也依然可以持续获得奖励。对于普通的持币用户来说,只要他将 CKB 存入 Nervos DAO ,那么二级发行也会保证持续给他增发相应比例的 CKB,保证他和 Bitcoin 一样,不被二级发行持续稀释,存在一个硬顶。


    举一个简单的例子可能会更好理解,假设在二级发行时,所有 CKB 的 60% 用于存储状态(即用于开发并存储数据),所有 CKB 的 35% 被存放并锁定在 NervosDAO 的合约中,剩下的 CKB 中的 5% 保持流动性。那每次进行二级发行出块奖励的时候,60% 的二级发行会奖励给矿工,35% 的会进入 NervosDAO 按比例分配给锁定的代币(用户),最后剩下的 5% 既没有占用也没有锁币的部分是归交治理机制处理;在治理没有完善的方案前烧掉。


    这里要补充一下,存入 Nervos DAO 获得新发行的部分 CKB 的同时,需要付出的代价就是失去了一段时间的流动性,简言之,Nervos DAO 的存取最小周期是 180 Epcoh,约等于 30 天,也就是说你今天存入 Nervos DAO 的 CKB 最快也要 30 天后才能取出来。


    矿工可以持续为 CKB 网络提供安全保证,对于那些在 Nervos CKB 上开发而没有存入 Nervos DAO 的人来说,由于二级发行的存在,他们其实是在被不断地稀释,而这部分增发的 CKB 最后都给了矿工,这相当于开发者付给矿工持续维护系统安全的补偿金。对于普通持币用户来说,存入 Nervos DAO 保证他可以对抗二级发行产生的通胀。


    下面我们不妨用两个图说明一下对于 Bitcoin 一上线就持有 1 BTC 占当时 Bitcoin 总流通量的比例随时间变化的曲线图,以及对于 Nervos CKB 一上线就将 1000 CKB (由于 Nervos DAO 存在最低存入金额限制,故采用 1000 CKB 来说明,但不影响最终的结论)存入 Nervos DAO 的用户来说,其所持有的 CKB 本息和占当时整个流通量随着时间变化的曲线图:

    注:由于本人画图书法水平有限,上图不是很美观,但是不影响最终的分析和结论


    由上图可以看出,对于 Bitcoin 的最早期持有者来说,其所持有的 BTC 占总流量通量的比例存在一个极限值,就是 1:2100万,虽然 Bitcoin 在不停增发,但是所占比例存在一个硬顶。


    同样的,对于存入 Nervos DAO 1000 CKB 的持币用户来说,随着时间的流逝,其所占当时 CKB 总流通量的比例无限趋近于 1000 / 1.75N,而未存入 Nervos DAO 的持币用户,随着时间流逝,其所占当时 CKB 总流通量的比例无限趋近于零。也就是说 Nervos DAO 可以保证普通持币用户不被无限稀释,也存在硬顶。


    上图中的 0.393N 表示主网上线时创世块释放的总流通量,其中 N = 336 亿 CKB,换言之主网上线前有部分 CKB 被销毁(25% 在主网上线时就被销毁)或者锁定(包括私募部分锁定、团队锁币等),具体的销毁和锁定比例可以参考[Ready for Liftoff: Token Sale Summary and Mainnet “Lina” Launch](https://medium.com/nervosnetwork/ready-for-liftoff-token-sale-summary-and-mainnet-lina-launch-6bedad7e4bea#)或者参考下图:

    总结来说,二级发行和 Nervos DAO 可以保证普通持币用户不会被后续的发行持续稀释,且所占总流通量存在硬顶,同时保证矿工一直可以获得奖励,从而保证 Nervos CKB 整个网络的安全。所以对于存入 Nervos DAO 的持币用户不存在被无限通胀的情况,而对于未存入 Nervos DAO 保持流动性的持币用户来说,确实存在被不限通胀的情况。


    小结


    一个好的经济模型应该尽量照顾到系统中所有参与者的利益,对于一条区块链来说,参与的角色归结起来大概有三类:开发者(各种 Layer2 和 DApp 等)、矿工和持币用户,开发者由于占用了 CKB 的存储进行二次开发,相当于在利用 CKB 平台创业,他在分享 CKB 平台创业获利的同时,需要付出的代价就是其所持有的 CKB 被二级发行不断稀释,而这部分增发的 CKB 最终会给到维护 Nervos CKB 系统稳定安全的矿工,矿工持续获得奖励(包括基础发行和二级发行)就会更有动力维护 Nervos CKB 的安全与稳定。


    对于将 CKB 存入 Nervos CKB 的持币用户来说,他也不会被不断增发的 CKB 稀释。当然对于没有存入 Nervos CKB 的持币用户来说,他会被不断稀释,但是好处是他拥有流动性带来的机会收益。比如哪天 CKB 价格出现大幅波动,存入 Nervos DAO 的用户可能无法立马交易,但是保持流动性的持币用户就可以立马交易获利。


    Nervos  CKB 的发行机制包含基础发行和二级发行,基础发行在 Bitcoin 的基础上做了改良,以孤块率来动态调整出块时间和奖励,兼顾系统安全和效率,同时动态调整可以自适应不断改善的网络、算力等基础设施。


    二级发行和 Nervos DAO 可以保证普通持币用户不会被后续的发行持续稀释,且所占总流通量的比例存在硬顶,同时保证矿工一直可以获得奖励,从而保证 Nervos CKB 整个网络的安全。总之 Nervos CKB 的二级发行尽管一直持续,但是对于矿工和存入 Nervos DAO 的持币用户来说,都能保证他们的利益不受损。


    来源:扬帆区块链     作者:段扬扬