主要重點
博弈論研究理性代理如何做出決策，當他們的選擇相互影響時。它用於設計加密經濟學，這是一個將經濟激勵應用於區塊鏈協議設計的領域。
囚徒困境是一個經典的博弈論模型，說明了為何理性個體可能不會合作，即使合作為每個人帶來更好的結果。
比特幣的工作量證明共識利用博弈論使誠實挖礦成為參與者最理性的策略，透過經濟成本來抑制攻擊。
權益證明系統使用質押和削減來實現類似的激勵對齊，使不誠實行為對驗證者經濟上不理性。
像納什均衡、最大可提取價值 (MEV) 和驗證者經濟學等概念顯示，博弈論持續影響區塊鏈的設計和安全性，直至2026年。
介紹
博弈論是應用數學的一個分支，研究理性代理如何做出決策，當這些決策相互影響時。最初在經濟學中開發，以模擬企業和市場的行為，但其應用現在跨越政治學、生物學、社會學和技術等領域。
在加密貨幣的背景下，博弈論扮演著基礎性角色。區塊鏈是沒有中央權威的分散系統。為了安全運作，它們必須設計成參與者即使在不誠實行為理論上可能會獲益的情況下，也被激勵去誠實行事。這種密碼學與博弈論的交集是加密經濟學的基礎。
什麼是博弈論？
博弈論模型描繪理性決策者之間的互動，稱為「玩家」，每個玩家都試圖最大化自己的結果。"遊戲"是任何情況，在這種情況下，每個玩家的結果不僅取決於他們自己的選擇，還取決於其他玩家的選擇。
一個核心概念是納什均衡，以數學家約翰·納什的名字命名。納什均衡是一種情況，其中沒有玩家可以通過改變其策略來改善其結果，給定其他玩家的行為。它代表一種穩定狀態，並不一定是對所有人來說最佳的結果，但是一個沒有個人理由偏離的點。
重要的是要區分納什均衡和主導策略。主導策略對於玩家來說是最優的，無論其他人怎麼做，而納什均衡僅在假設其他人遵循特定策略的情況下成立。在區塊鏈設計中，協議旨在創造納什均衡，使誠實行為在大多數參與者也誠實的假定下成為最佳反應。
經濟學家和研究人員使用博弈論來預測行為、設計激勵系統並理解為何協調問題會出現。這些工具對於設計健全的區塊鏈協議至關重要。
囚徒困境
囚徒困境是最廣泛研究的博弈論模型之一。它描述了兩個個體在面臨合作和自我利益之間的選擇時，每個人的理性選擇導致對雙方都更糟的結果。
經典的場景涉及兩名嫌疑犯被逮捕並分開拘留。每個人可以選擇保持沉默或作證對方。如果兩人都保持沉默，則他們各自會獲得短期刑期。如果一個人作證，而另一個人保持沉默，則作證的人會獲得自由，而另一個人則會獲得長期刑期。如果兩人都作證對方，他們都會獲得中等刑期。
對於每個人來說，理性的選擇是作證，因為作證是更好的選擇，無論另一個人怎麼做。但如果兩人都這樣想，他們最終都會獲得中等刑期，這比他們如果都保持沉默所獲得的結果要糟糕。
這一困境說明了一個協調問題：個別理性的決策可能會產生集體上不理想的結果。區塊鏈協議設計者利用博弈論來構建激勵，使得個別理性的選擇也是集體有益的選擇。
博弈論與加密貨幣
比特幣被設計為一個概率性的拜占庭容錯 (BFT) 分散系統。與需要即時絕對最終性的經典確定性BFT不同，比特幣通過中本共識實現概率BFT：交易在鏈中埋藏越深，其安全性就越高。這意味著即使某些參與者行為惡意，只要大多數哈希算力由誠實的礦工控制，系統仍能正確運行。
挑戰在於：如何讓不知道或不信任彼此的節點網絡就共享的交易歷史達成一致？系統如何防止不誠實的行為者操縱這一歷史以獲取自身利益？
答案在於建立協議，使得誠實行為成為最理性的策略，即使從純粹的自利角度來看也是如此。設計確保攻擊的成本超過任何潛在的收益，而遵守規則的參與者則會持續獲得獎勵。
工作量證明與誠實的激勵
比特幣使用工作量證明 (PoW) 作為其共識機制，基於中本共識。礦工競爭解決計算上昂貴的難題。贏家將下一個區塊添加到區塊鏈並獲得區塊獎勵。這一過程需要在硬體和電力上進行重大投資。
博弈論邏輯很簡單。遵守規則的誠實礦工隨著時間獲得定期獎勵。試圖作弊的礦工，例如試圖進行51%攻擊或雙重花費，必須控制超過一半的網絡哈希算力，並面臨失去所有投資資源而不獲得任何獎勵的風險。對於任何缺乏壓倒性資源的理性行為者，攻擊的期望值都是負的。
這創建了一個納什均衡，在大多數網絡遵循規則的情況下，誠實挖礦成為每個礦工的最佳反應。然而，重要的是要注意，誠實挖礦並不是主導策略。如果大多數哈希算力是惡意的，個別礦工的最佳反應將是加入攻擊聯盟而不是誠實挖礦。因此，比特幣的安全性依賴於大多數哈希算力保持在誠實的手中。
博弈論研究還識別了更微妙的攻擊向量。自私挖礦，首次由Eyal和Sirer於2014年描述，顯示出擁有僅25%網絡哈希率的挖礦池可以通過戰略性地隱藏挖掘的區塊而不是立即廣播來獲得不成比例的優勢。這一發現挑戰了比特幣安全需要簡單多數的常見假設，並影響了協議設計和挖礦池行為。
權益證明與驗證者經濟學
現代區塊鏈網絡越來越多地使用權益證明 (PoS) 作為其共識機制。以太坊於2022年9月完成了對PoS的轉型。驗證者不需要消耗計算能量，而是鎖定 (質押) 加密貨幣作為擔保，並根據其質押比例被選中來驗證交易。
PoS中的博弈論邏輯通過一種稱為削減的機制運作。如果驗證者行為不誠實，例如簽署兩個相互衝突的區塊，他們的質押資金的一部分或全部可能會被摧毀（削減）。這使得不誠實行為直接且即時地產生成本。
到2024年和2025年，研究人員和開發者將這些觀念擴展到如最大可提取價值 (MEV) 的領域，驗證者可以通過重新排序區塊內的交易來提取額外價值。管理MEV現在是一個活躍的加密經濟研究領域，像MEV-Boost這樣的協議以及設計良好的提案者-建設者分離 (PBS) 提案旨在更公平地分配MEV，並減少驗證者以有害於用戶的方式行為的激勵。
重新質押協議允許驗證者同時用相同的質押資產保護多個網絡，這引入了額外的博弈論複雜性：驗證者在多個系統中面臨分層的激勵和削減條件。這些發展顯示了博弈論如何隨著區塊鏈技術的演進而不斷演變。
常見問題
博弈論簡單來說是什麼？
博弈論研究理性人如何做出決策，當結果依賴於他人的行為時。它有助於預測行為並設計系統，例如區塊鏈，在這些系統中，良好行為受到激勵，而不良行為則受到抑制。
為什麼博弈論對比特幣重要？
比特幣沒有中央權威來強制誠實行為。博弈論是其運作的原因：誠實挖礦的設計使其比試圖欺騙網絡更具利潤。攻擊比特幣的成本超過對於理性行為者的任何現實獎勵，假設大多數哈希算力保持誠實。
區塊鏈中的納什均衡是什麼？
在區塊鏈背景下，納什均衡是所有參與者都誠實行為的狀態，因為在其他參與者繼續遵循規則的情況下，沒有個人可以通過轉向不誠實策略來改善自己的結果。比特幣的工作量證明和以太坊的權益證明都旨在創造圍繞誠實參與的穩定納什均衡。然而，誠實行為不是主導策略，如果大多數網絡被攻擊者控制，均衡將會崩潰。
削減如何使用博弈論？
削減是權益證明系統中的一種懲罰機制，如果驗證者行為不誠實，將摧毀其質押資金的一部分或全部。這應用博弈論通過使不誠實行為的預期成本大於任何潛在收益，因此理性的驗證者選擇遵循規則。
什麼是加密經濟學？
加密經濟學是研究加密技術和經濟激勵如何協同工作以保護和治理區塊鏈系統的學科。它借鑒博弈論、機制設計和經濟學來分析網絡中參與者的行為及協議規則如何影響這些行為。
結語
博弈論不僅僅是一個抽象概念。它嵌入在每個主要區塊鏈網絡的設計中。從比特幣的工作量證明激勵到以太坊的削減條件，共識算法設計者依賴於博弈論來創建系統，使誠實參與成為理性的選擇。
隨著區塊鏈的演變，博弈論的應用也在不斷變化。像MEV、重新質押和跨鏈安全等話題引入了新的激勵複雜性。理解博弈論的基本知識有助於理解為什麼區塊鏈是這樣構建的，以及它們的安全性質如何源於經濟設計而不是集中式的執行。要深入了解這些機制在協議層面的運作，請參見我們有關區塊鏈共識算法的文章。
進一步閱讀
挖礦池解釋
什麼是區塊鏈三難問題？
提案者-建設者分離 (PBS)
什麼是加密貨幣挖礦及其運作方式？
什麼是哈希率？
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