Crypto e il mondo delle commissioni sulle transazioni on-chain: perché l'economia conta

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L'analisi delle commissioni di transazione è stata a lungo trascurata nell'area blockchain, con i primi articoli nella letteratura accademica pubblicati dal 2014 (Houy) in poi. Non è stata ancora una priorità di ricerca considerando che solo pochi articoli sono stati dedicati a questo campo. Ma le commissioni di transazione non devono essere trascurate per almeno due motivi. Il primo riguarda la loro importanza nel mantenimento degli incentivi alla sicurezza in un contesto di prova del lavoro. Il secondo motivo riguarda la natura stessa della relazione economica tra utenti, minatori e il protocollo stesso, come vedremo di seguito.

Ad oggi, la ricompensa del blocco Bitcoin è sufficiente per mantenere allineati gli incentivi dei minatori: guadagnano abbastanza soldi per mantenere una rete sicura. Tuttavia, il modo in cui le commissioni di transazione sono progettate è fondamentale quando la ricompensa del blocco tende verso lo zero o, come vedremo, quando la rete ha un throughput elevato. Forniamo in questo articolo una breve rassegna della letteratura e descriviamo anche la nostra visione di un possibile progetto per un mercato delle transazioni efficiente.

Competere per lo spazio di blocco e il rischio di guida libera

In Bitcoin, le commissioni di transazione sono impostate dagli utenti. Qualsiasi utente può teoricamente impostare la commissione a zero, sapendo che la sua transazione sarà probabilmente ritardata se altri scegliessero un valore positivo per le loro commissioni. Infatti, essendo agenti razionali, i minatori daranno sempre la priorità alle transazioni con le commissioni più elevate. Le transazioni verificate ma non ancora elaborate nel blocco in arrivo (ovvero confermate) vengono riunite in una "sala d'attesa" chiamata mempool. Poiché ogni blocco ha una dimensione limitata, gli utenti competono quindi per lo spazio (Huberman et al., 2017; Dimitri, 2019) in ciascun blocco, in modo che le commissioni raggiungano un prezzo di equilibrio per ogni intervallo di tempo. Le transazioni che non vengono elaborate vengono lasciate nel mempool, in attesa che i blocchi successivi vengano convalidati dai minatori.

Tuttavia, le blockchain simili a Bitcoin non sono prive di difetti se viste dal punto di vista delle commissioni di transazione. In primo luogo, non viene data priorità alla transazione (Aune et al., 2017) come in qualsiasi normale sistema di accodamento basato sull'erogazione di servizi standard "primo arrivato, primo servizio". La priorità viene pubblicizzata dagli utenti proponendo una commissione di transazione superiore alla media. I minatori di solito scelgono solo le transazioni che pubblicizzano la tariffa più alta. In secondo luogo, le commissioni potrebbero essere troppo basse per coprire le perdite subite dai pool minerari, in particolare quando il premio del blocco tende a zero (Carlsten et al., 2016; Huberman et al., 2017). Seguendo la stessa logica, le commissioni potrebbero diventare troppo elevate per un utente quotidiano della rete per compensare completamente la perdita del premio di blocco (Easley et al., 2019). Pertanto, le dimensioni ridotte del blocco comportano un elevato rischio di congestione nel sistema quando le transazioni confluiscono nel mempool più rapidamente di quanto siano convalidate dai minatori. Il tempo di attesa porta alla congestione della rete e quindi a commissioni più elevate.

Da un lato, la congestione della rete aumenta gli incentivi per i minatori ad assegnare la loro potenza di calcolo a determinati utenti su quella blockchain, e quindi minare una sicurezza coerente. D'altra parte, crea ritardi nell'elaborazione delle transazioni che possono dissuadere alcuni utenti dall'utilizzare la rete. A lungo termine, Bitcoin potrebbe aver bisogno di commissioni di transazione elevate per funzionare in modo corretto e sicuro (Lavi et al., 2017), un risultato che potrebbe tendere a vanificare lo scopo di un sistema di pagamento globale.

In questo contesto, studiare gli incentivi alla base delle commissioni di transazione delle reti PoW potrebbe essere importante per ottimizzare i progetti futuri. Consentire agli utenti di scegliere le proprie commissioni di transazione potrebbe non essere una soluzione ottimale. Esiste un prezzo di equilibrio per il quale tali commissioni sono sufficienti a garantire la sicurezza della rete, indipendentemente da quanti minatori stiano guadagnando in quel momento con il conio di nuove monete? Nelle attuali blockchain PoW, la risposta è chiaramente no. La dimensione del blocco limita il numero di transazioni che possono essere elaborate per ciascun intervallo di tempo.

In sintesi, agli utenti non dovrebbe essere consentito di impostare privatamente le proprie tariffe, al fine di evitare un tipico problema di free-rider (Auer, 2019). Le commissioni vengono impostate individualmente, mentre le transazioni vengono raggruppate nel blocco successivo. Ciò garantisce lo stesso livello di sicurezza per tutte le transazioni nel blocco, indipendentemente dal livello delle commissioni prese individualmente. Per dirla semplicemente, l'utente A ha un incentivo a "cavalcare liberamente", vale a dire pubblicare commissioni più basse fino a quando la sua transazione non viene inclusa nel blocco, quindi appoggiarsi su altri utenti che pubblicizzano commissioni di transazione più elevate. La conseguenza diretta è una diminuzione della sicurezza del sistema se tutti si comportano come l'utente A, riducendo le commissioni di transazione al punto che non è più economicamente fattibile per i minatori confermare le transazioni.

Possibili soluzioni e la strada da percorrere

Siamo in grado di risolvere la maggior parte di questi problemi 1) avendo un throughput molto più elevato rispetto a qualsiasi altra rete basata su blockchain PoW e 2) adottando un approccio diverso alle commissioni di transazione, al fine di ottenere tutti i benefici degli effetti di rete. Prenderemo poi in considerazione il secondo punto.

Anche se avere una rete di transazione decentralizzata ad alto rendimento risolve il trilemma della scalabilità, comporta altri problemi. Nella maggior parte degli articoli che sostengono una modifica dei protocolli di consenso PoW, la teoria delle aste viene utilizzata per ottimizzare le commissioni di transazione (Lavi et al., 2017). Un altro approccio è quello di collegare le tasse con la quantità di spazio di archiviazione garantita dai minatori (Chepurnoy et al., 2019).

Sebbene queste soluzioni possano funzionare in ambienti in cui gli utenti competono per lo spazio di blocco, è improbabile che possano funzionare nel nostro. In effetti, la capacità della nostra rete di elaborare molte transazioni spingerebbe le commissioni di transazione verso lo zero, se le commissioni dovessero essere selezionate attraverso qualsiasi tipo di asta. Se lasciati alle forze di mercato, gli utenti, sapendo che la loro transazione verrà elaborata, sceglierebbero collettivamente una commissione ottimale che tende allo zero, come suggerirebbe qualsiasi analisi teorica del gioco. Pertanto, le commissioni di transazione in stile asta devono essere escluse.

Un altro punto da considerare è l'influenza degli effetti della rete trasversale. Il protocollo può essere visto come una piattaforma in cui si incontrano domanda e offerta per transazioni globali. I minatori (ovvero l'offerta) desiderano commissioni di transazione elevate, mentre gli utenti vogliono commissioni basse. Questo conflitto di interessi deve riflettersi non solo nel prezzo, ma anche nella sua struttura (Rochet & Tirole, 2006) [1]. Questo è un problema ben noto nei cosiddetti mercati a due facciate. Come già accennato, nel progetto attuale di Bitcoin, gli utenti sono più o meno liberi di determinare le proprie commissioni. Nell'attuale sistema, gli interessi non sono allineati, poiché gli utenti tenderanno a cavalcare liberamente, incidendo così negativamente sulla sicurezza generale del protocollo. A nostro avviso, la commissione dovrebbe seguire un meccanismo più basato sul mercato. La funzione di prezzo varia in base all'offerta e alla domanda delle transazioni, senza che l'utente sia in grado di impostare una commissione inferiore, a condizione che sia pronto ad attendere l'elaborazione della sua transazione.

Dietro le tende, l'installazione è piuttosto complessa, ma in pratica si è rivelata molto intuitiva. Al fine di comprendere meglio la struttura dei prezzi delle commissioni di transazione su catena, è necessario analizzare la struttura dei prezzi di questi tipi di reti. Nel nostro caso, seguiamo un gioco di accodamento (Kendall, 1953; Bhat, 2015) in un mercato a due facciate (Rochet & Tirole, 2006). Abbiamo bisogno di una struttura dei prezzi adeguata per incentivare sia gli utenti che i minatori sulla rete.

Come è stato affermato, la congestione dovrebbe essere inferiore rispetto alla congestione sulle blockchain PoW esistenti. Tuttavia, anche con un volume elevato, è probabile che si verifichi una certa congestione e che alcuni costi di ritardo rimangano parzialmente (Huberman et al., 2017). Inoltre, preso in modo indipendente, un frammento può teoricamente essere sovraccaricato ad un certo punto della sua storia. Proponiamo un meccanismo basato sul mercato, al fine di riflettere queste situazioni.

Il prezzo dinamico regola le commissioni di transazione al fine di rispondere alle fluttuazioni della domanda e dell'offerta. In caso di congestione della rete, l'aumento dei prezzi può risolvere alcuni problemi economici livellando la curva della domanda (Cohen et al., 2016). Questa funzione dovrebbe garantire un approccio basato sul mercato nei confronti delle commissioni di transazione, un approccio in cui i prezzi in aumento per ridurre i costi di ritardo svolgono un ruolo centrale. E esattamente come il sistema utilizzato in Uber, l'utente può "ribaltare" il pool di mining, dimostrando così che ha costi di ritardo più elevati e che desidera che la sua transazione venga elaborata il prima possibile.

Il framework ottimizzerà i tempi di attesa per i suoi utenti, garantendo ai minatori un costo minimo, anche quando la competizione per lo spazio dei blocchi è bassa. In altre parole, il prezzo minimo dovrebbe coprire almeno i costi per transazione sostenuti dai minatori. Tali economie sono utilizzate da app che vanno in giro come Uber o Lyft e hanno dimostrato di essere abbastanza efficienti.


Referenze

Auer, R. (2019). Oltre l'economia del giorno del giudizio "Proof-of-work" nelle criptovalute, BIS Working Papers n. 765.
Aune, RT, Krellenstein, A., O'Hara, M., & Slama, O. (2017). Impronte su una blockchain: perdite di informazioni e trading in registri distribuiti, The Journal of Trading, 12 (3), 5–13.
Bhat, ONU (2015). Un'introduzione all'accodamento
Teoria: modellazione e analisi in applicazioni, Springer Seconda Edizione.
Caillaud, B. e Jullien, B. (2003). Pollo e uova: concorrenza tra i servizi di intermediazione Fornitori, RAND Journal of Economics, 34 (2): 309–28.
Carlsten, M., Kalodner, H., Weinberg, SM e Narayanan, A. (2016). Sull'instabilità del Bitcoin senza ricompensa a blocchi, Atti della conferenza ACM SIGSAC 2016 sulla sicurezza informatica e delle comunicazioni - CCS'16.
Chepurnoy, A., Kharin, V. e Meshkov, D. (2019). Un approccio sistematico alle commissioni di criptovaluta, in A. Zohar, I. Eyal, V. Teague, J. Clark, A. Bracciali, F. Pintore, M. Sala (a cura di) Crittografia finanziaria e sicurezza dei dati Workshop internazionali FC 2018, BITCOIN , VOTING e WTSC, Nieuwpoort, Curaçao, 2 marzo 2018, Revised Selected Papers Berlin: Springer 19-30.
Cohen, P., Hahn, R., Hall, J., Levitt, S. e Metcalfe, R. (2016). Utilizzo dei big data per stimare il surplus del consumatore: il caso di Uber, documento di lavoro NBER n. 22627
Dimitri, N. (2019). Commissioni di transazione, limite di dimensione del blocco e aste in Bitcoin. Libro mastro, 4.
Easley, D., O'Hara, M., Basu, S. (2019). Dall'estrazione mineraria ai mercati: l'evoluzione delle commissioni di transazione Bitcoin. Journal of Financial Economics, Vol 134 (1), pagg. 91-109.
Houy, N. (2014). L'economia delle commissioni di transazione Bitcoin. Documento di lavoro SSRN.
Huberman, G., Leshno, J. e Moellemi, C. (2017). Monopolio senza monopolista: un'analisi economica del sistema di pagamento Bitcoin, Columbia Business School Research Papers n. 17-92.
Kendall, DG (1953), Processi stocastici che si verificano nella teoria delle code e loro analisi mediante il metodo delle catene integrate di Markov, Annales of Mathematical Statistics, 24 (3), 338-354.
Lavi, R., Sattath, O. e Zohar, A. (2017). Riprogettazione del mercato delle commissioni di Bitcoin, arXiv: 1709.08881
Rochet, JC. E Tirole, J. (2006). Mercati bilaterali: un rapporto sui progressi, RAND Journal of Economics, 37 (3): 645–67.

[1] Le commissioni di transazione possono essere considerate come un mercato a due facciate, in cui gli incentivi dei minatori dipendono dalla risposta degli utenti alla struttura dei prezzi. Come affermato da Rochet & Tirole (2006): “Definiamo un mercato a due facce come uno in cui il volume delle transazioni tra utenti finali dipende dalla struttura e non solo dal livello complessivo delle commissioni applicate dalla piattaforma. L'utilizzo o le spese variabili di una piattaforma incidono sulla volontà delle due parti di negoziare una volta sulla piattaforma, e quindi le loro eccedenze nette da potenziali interazioni; l'adesione alla piattaforma o gli addebiti fissi a loro volta condizionano la presenza degli utenti finali sulla piattaforma. " Vogliamo ridurre al minimo le commissioni di transazione per attirare la maggior parte degli utenti e allo stesso tempo massimizzare la velocità con cui i minatori elaborano le transazioni, che richiedono commissioni di transazione elevate. È una tipica configurazione dei prezzi su due lati (Caillaud & Jullien, 2003; Rochet & Tirole, 2006). Se le commissioni di transazione sono troppo alte, gli utenti passano su altre reti, troppo basse, i minatori non prenderebbero immediatamente le transazioni. In breve, dobbiamo fissare il prezzo per incentivare comportamenti opposti, al fine di interiorizzare gli effetti della rete trasversale.

Vinod Manoharan è un imprenditore di tecnologia e fondatore e CEO di Jax Multiversal Holdings, una società di partecipazione il cui portafoglio comprende società di giochi online, gateway di pagamento e società tecnologiche Blockchain. Manoharan è anche il fondatore di JAX.Network, una startup tecnologica in Ucraina, focalizzata sulla tecnologia Blockchain e più specificamente, risolvendo il famigerato Trilemma della scalabilità Blockchain.

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Immagine in primo piano: Shutterstock / Goccia di luce

Fonte: https://dailyhodl.com/2020/06/29/crypto-and-the-world-of-on-chain-transaction-fees-why-economics-matter/