矿池最先被监管？论外部激励和全新架构

作者：NEST爱好者_九章天问

随着区块链世界的不断发展，挖矿规模越来越大，难度也越来越高，早期传统小型矿工的 SOLO 挖矿 模式退出市场，取而代之的是集成了分布式矿工算力的矿池： 一些分散的矿工将矿机算力委托给专业机构管理，定期结算挖矿收益。 矿池的产生一度遭到很多去中心化原教旨主义者的质疑，但当大家充分理解了分叉的意义后，这些质疑也就不了了之了，我们未来会专门写一篇文章讨论分叉。

虽然去中心化的顾虑打消，但矿池另外一个问题却一直没有被论及： 违背矿工利益的外部激励问题！这在以太坊上将越来越受到重视。

所谓外部激励，是和内部激励对应的概念。在论及这个概念前，先明确矿工和矿池方的关系： 这是一个在传统法律体系内，非常明确的委托代理关系，矿工是委托人，矿池是代理人。在委托代理关系内，代理人应当在约定范围内最大化委托人的利益，不能利用代理之便，做任何利益转移或者最大化自身利益（而没有最大化委托人利益）的事情。 这一原则虽然清晰，但真正执行却很难，需要一些机制设计，即解决激励相容的问题：代理人最大化自身利益和最大化委托人利益是一致的。

基于委托代理关系，我们再来讨论矿池的内部激励和外部激励。 所谓内部激励，即委托代理双方约定的，在合同范围内的价值目标及其分配。 以挖矿而言，内部激励就是最大化挖矿收益，包括挖到的ETH，以及打包交易获得的ETH。由于一般矿池是从总的挖矿收益内获得一定比例的分成，所以这一合同安排理论上是 激励相容 的，即矿池只有最大化矿工的利益，才能最大化自身的利益，或者最大化自身的利益，自然也就最大化了矿工利益，这是目前我们分析到的，内部激励的相容性。

但在以太坊上，情况可能会有变化，这个变化就是 DEFI 的出现。

我们在前面一篇矿工的风险中提及，虽然矿工不能改变交易，但存在选择性的打包交易的可能。 而某些DEFI对于交易的优先顺序存在利益分配上的偏差，打包越早，或者只有某一笔交易被打包，则获得利益越大。

这个时候，矿池就可能存在利用自身算力优势，为关联交易进行安排的可能了。而这种安排并没有彻底损害矿工的利益，因为矿工还是会获得最大的挖矿收益，或者略低一点点的挖矿收益，即矿池完美的践行了内部激励，却通过打包交易的安排，在DEFI里获得了其他收益。 这部分收益并不是在矿工的合同里约定，甚至无法约定的，这就是外部激励。

最近经常有人提到一个词语 front-running ，即是上文说的矿工抢先安排某笔交易打包， 已经被DEFI行业视为一种风险，最可能利用这种优势的就是矿池 。如果矿池因此获得了收益，这个收益的归属应该如何确定？我前面提到，矿池和矿工是一种传统的委托代理关系，这一收益严格意义上就应该归属矿工！现在的问题在于， 如果矿池不公开其打包策略，任何人依据链上数据无法倒推出矿池是否获得了外部激励，矿工无法举证！这存在一个信任的黑洞。

然而，矿池如果公开了策略并严格执行，虽然可以避免外部激励的问题，却又容易被某些 恶意攻击者针对 ，比如堵塞攻击的策略就很明确了，或者反过来外部激励的收益被攻击者攫取（说明下游DEFI的设计要规避类似front-running的架构），甚至还有其他更为严重的攻击方案，让链上应用开发者防不胜防。

这样矿池就出现了一对矛盾：公开策略——遭受攻击，不公开策略——信任黑洞。

我们提出一种合理的矿池架构：开放式随机策略安排。

根据内部激励的有效性，设计数种合理的打包策略，并公开该策略，这些策略都是最大化矿工利益的，差异是打包的顺序或者组合方式。然后基于一些硬件的随机源以及软件的随机算法，将他们组合成一种混合策略（概率分布的策略集），同时保存随机源的原始数据，以备矿工随时验证。 这种方案让攻击者无法有效的捕捉到打包策略，并且对于所有的矿工而言，极大的降低了矿池获得外部激励的可能，即填补了信任黑洞。 当然，如果矿池不严格执行这一流程，依然可以强行获利，那证据和监管就可以派上用场了。

矿池因为完全符合传统法律系统的设定，其监管的理论依据非常充分，未来一定是公链系统最为敏感的模块， 也是最容易被纳入监管的模块 。这是整个公链有序发展的必然，我们提出的矿池架构，相信迟早会出现。