传统上，记录是由中央实体维护的。分布式账本技术(DLT)为我们提供了一种记录信息的激进替代方案。DLT有可能像14世纪意大利发明的复式记账法一样具有突破性。它可能会彻底改变金融交易记录和所有权数据。
区块链是一种特殊类型的分布式账本，由去中心化的、通常是匿名的代理组编写，而不是已知的中心化方。通过使分类帐公开可见和可验证，达成共识。理想情况下，分类账应该:
- 正确记录所有资料;
- 要有成本效益;和
- 完全分散，避免权力集中。
在中本聪(2008年)的开创性白皮书之后，区块链技术的许多创新都旨在从中央当局或垄断机构手中夺取权力。不幸的是，区块链社区对去中心化世界的乌托邦愿景并非没有巨大的代价。在最近的研究中，我们指出了一个“区块链三难困境”——任何分类账都不可能同时完全满足图1中所示的三个属性(Abadi和Brunnermeier 2018)。特别是，去中心化有三个主要成本:资源浪费、可伸缩性问题和网络外部性效率低下。我们首先讨论区块链的应用范围，然后详细说明正确性、成本效率和去中心化之间的权衡。
图1三难困境
区块链技术的应用
迄今为止，区块链技术主要用于记录加密货币的交易，最著名的是比特币。不过，区块链的应用范围要广得多。例如，一些公司目前使用区块链来跟踪复杂供应链的交付。消费者的信用历史和供应商的评级可以记录在区块链上，就像阿里巴巴(Alibaba)和亚马逊(Amazon)等集中式中介机构如今在其电子平台上所做的那样。在金融市场中，区块链被提议作为分类账来跟踪股票所有权，执行抵押品转让，并在银行间市场结算支付。即使是旨在降低区块链权威的政府，也提出了基于区块链的解决方案来维护土地登记。
开始鼓励诚实
为了理解区块链三难困境，有必要理解为什么去中心化、匿名编写的区块链需要浪费计算资源。这是区块链三项成本中最重要的一项。鉴于基本上任何人都可以在公共区块链上写作，因此需要一个共识算法来确定真实的历史，以排除可能不兼容或欺诈的报告。
Nakamoto(2008)提出的这个问题的聪明解决方案是迫使区块链编写者执行一个计算成本高昂的操作，以便在区块链上记录信息并验证其他人的报告(即对账本的有效性进行“投票”)。在最常见的共识算法(称为工作量证明(PoW))下，矿工必须通过暴力解决计算问题，以便在区块链上放置一个区块，并投票支持前面的区块。因此，矿工的“投票权”受到她的计算资源的限制，所以系统仍然是民主的。PoW算法允许自由进入，而不需要一个集中的实体来分配投票权。
免费进入对区块链作家的激励有深刻的影响。传统的集中式中介机构被鼓励不进行欺诈，因为当不当行为被发现时，它们将失去自己的特许经营价值。也就是说，他们受到了激励动态通过他们预期的未来利润。一个中心化的中介机构只有在一次性扭曲账本的好处超过失去未来利润的成本时，才会有作弊的动机。区块链作家没有特许经营价值，因为免费进入意味着他们的租金被进入者竞争掉了。PoW提供的激励完全是静态区块链的作者会权衡一次性攻击的收益和区块链的写作成本，也就是说，支付给诚实的区块链作者的费用流。例如，加密货币矿工将进行“双重花费”攻击的成本与可靠的双重花费的数量进行比较。因此，通过账本编写者的自由输入来去中心化会导致计算资源的大量浪费，正如区块链三难困境所表明的那样。
免费入口还涉及到区块链的第二个成本，即可扩展性问题。如果区块链用户不相信任何实体能够如实报告区块链的内容，则该用户必须完整地存储区块链。即使对于吞吐量有限的区块链，存储成本也很快变得繁重。例如，比特币区块链每秒只处理7笔交易，大小超过250GB。简而言之，区块链使用得越多，维护真正去中心化记录的成本就越高。
叉的竞争
区块链还允许作者自由进入之外的第二种竞争。区块链的一个显著特征是它们可以“分叉”——希望改变区块链规则的社区子集可以随时开始根据这些规则添加区块。那些坚持旧规则的人会认为这些新区块是无效的。因此，区块链将一分为二——那些采用新规则的人将扩展一条区块链，而那些坚持旧规则的人将忽略那条区块链，并建立另一条区块链。这种分叉的一个突出例子是比特币现金。当比特币社区的一部分人想要增加每个区块的最大交易数量时，比特币现金作为比特币区块链的一个分支诞生了。
通过分叉一个已经建立的区块链，社区的一部分可以创建一个竞争的账本。这种类型的竞争，我们称之为“分叉竞争”，有一个显著的特性——已建立的分类账上的所有信息都被移植到新的分类账上。在我们的论文中，我们认为这种类型的信息可移植性，本质上是完全竞争在分类帐(Abadi和Brunnermeier 2018)。相比之下，集中式账本的用户被固定在它上面，因为切换到不包含相同信息的竞争账本的成本很高。鼓励在单一账本上进行协调的网络外部性放大了这种锚定，使竞争账本难以成功。
虽然分叉竞争加强了分类账之间的竞争，但就像作家的自由进入一样，它也不是没有缺点。分叉竞争是区块链第三成本的直接原因，即网络外部性效率低下。区块链分支之间的切换容易导致不稳定和不协调。随着时间的推移，区块链可能会分裂成几个不同的分支，从而无法充分利用网络外部性。事实上，两个最大的加密货币区块链——比特币和以太坊——已经经历了分叉，社区的大部分人已经放弃了现有的区块链。
所有权与占有
人们经常认为，区块链有潜力完全解决发达国家和发展中国家的所有权跟踪问题(华尔街日报2018)。区块链技术经常被忽视的一个方面是，虽然区块链在执行转账方面很出色所有权在美国，他们绝不保证转让占有(Abadi和Brunnermeier 2018)。例如，在住房市场中，房屋的所有者是房契上有名字的人，而房屋的所有人是居住在其中的人。契据的购买者需要确定她对房子的所有权将被强制执行。广义上讲，区块链可以记录义务。惩罚那些不履行义务的人则是另一回事。虽然很难为区块链编写者提供静态激励来约束账本的用户，但集中式中介机构的激励可以适当地对齐——如果集中式中介机构未能履行义务，中介机构的声誉可能会受损。
虽然在某些应用程序(如加密货币)中，执行不是问题，但在其他几个(特别是金融)应用程序中却是问题。需要强制执行的区块链的典型例子是土地注册处——从瑞典到印度，世界各地都提出了基于区块链的系统，在所有情况下，政府似乎都将深入参与强制执行所有权。强制执行和政府支持的需求有可能严重削弱分叉竞争的好处。也许最好的办法是，有信誉的实体在必要执行时也要保留记录。
结论
区块链的三难困境凸显了设计账本时的关键经济权衡。由单一实体管理的传统账本，放弃了理想的去中心化功能。集中式账本编写者被激励如实报告，因为他不希望危及自己未来的利润和特许经营价值。区块链可以通过两种类型的竞争来消除中心化中介提取的租金:作者的自由进入和分叉竞争。然而，权力下放是以效率为代价的。免费进入完全侵蚀作家的未来利润和特许经营价值。账本的正确性必须依赖于工作证明提供的纯静态激励。分叉竞争促进了分类账之间的竞争，但可能导致不稳定并产生过多的分类账。此外，当政府需要大量的法律执行才能使区块链正常运作时，去中心化的理想可能无法实现。
参考文献
Abadi, J和M Brunnermeier(2018)，“区块链经济学，普林斯顿大学，模仿。
Nakamoto, S(2008)，”比特币:点对点电子现金系统”。
华尔街日报(2018)，“区块链如何终结贫困”，1月18日。
