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Game-Theoretic Analysis of Transaction Selection in DAG-Based Distributed Ledgers

本文采用博弈论框架,通过推导纳什均衡下的最优交易选择策略,证明在基于有向无环图的分布式账本中,协作费用共享机制相较于随机费用分配和朴素选择启发式方法,能够产生更优的吞吐量与验证者奖励。

原作者: Sebastian Müller, Alexandre Reiffers-Masson

发布于 2026-05-12
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原作者: Sebastian Müller, Alexandre Reiffers-Masson

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

想象一个繁忙的数字市场,其中一群独立工作者(称为验证者)竞相将有限数量的物品(称为交易)装入各自的送货卡车(称为区块)。每件物品都贴有一个价格标签(即手续费)。目标是将尽可能多的高价值物品装入车内以赚取最多收益,但有一个陷阱:如果两名工作者装入了完全相同的物品,就会造成“交通堵塞”或冲突。在此系统中,冲突会浪费空间和资金,因为每件物品只需交付一次。

本文运用博弈论(研究战略决策的学科)来探讨这些工作者在不互相沟通的情况下,如何最明智地选择物品。作者比较了系统在发生冲突时分配手续费的两种不同方式。

以下是他们研究发现的简要说明,使用了简单的类比:

两种支付规则

研究人员测试了当多名工作者选择同一物品时,资金如何分配的两种不同“家规”:

  1. “幸运赢家”规则(随机手续费分配 - RFA):

    • 运作方式: 如果三名工作者选择了同一件昂贵物品,只有一人能获得全额奖金,且完全随机选出。其余两人一无所获。
    • 类比: 想象一场抽奖。如果你和两位朋友都购买了同一奖项的彩票,只有一人能中头奖,其他人则空手而归。
    • 结果: 这引发了一场“争先恐后”。每个人都试图抢先夺取最昂贵的物品,希望能成为幸运赢家。然而,这导致了大规模的冲突。所有人都争夺那几件高价值物品,留下许多较便宜的物品无人问津,并在重复物品上浪费了大量卡车空间。
  2. “百家饭”规则(协作手续费共享 - CFS):

    • 运作方式: 只要至少有一名工作者选择了某件物品,该物品的手续费就会在所有工作者之间平均分配,无论实际上是谁选择了它。
    • 类比: 想象一场百家宴。如果有人带了一道菜,桌上的每个人都能分到一份。无论谁带来的,大家都共享这顿饭。
    • 结果: 这彻底改变了策略。既然即使别人选择了物品你也能获得报酬,你就不必如此激烈地争夺昂贵物品。你乐于选择各种物品的组合。这减少了交通堵塞(冲突),因为工作者们自然地分散开来以覆盖更广的范围。

“明智”策略(纳什均衡)

在博弈论中,纳什均衡是指每个人都根据他人的行为采取最佳行动的状态。任何人单方面改变策略都无法获得更多收益。

作者利用数学计算了在两种规则下,理性工作者应如何确切地选择物品。他们发现:

  • 在“百家饭”(CFS)规则下: 最明智的策略能带来最高的总收益(手续费吞吐量),并包含多样化的物品组合。这是运营市场最高效的方式。
  • 在“幸运赢家”(RFA)规则下: 最明智的策略会导致混乱的争抢。虽然让人们自由选择看似公平,但数学表明,这实际上导致总收益减少,并在重复物品上浪费了大量空间。

令人惊讶的转折:“按比例”与“明智”

本文还考察了一种人们在不进行复杂数学计算时可能使用的“天真”策略:按比例选择。即工作者根据物品的昂贵程度进行选择(例如,选择 100 美元物品的频率是 10 美元物品的 10 倍)。

  • 发现: 在“幸运赢家”(RFA)情境下,这种简单的“按比例”策略实际上表现优于复杂的、数学上完美的“明智”策略。
  • 原因? 在 RFA 博弈中,“明智”策略因过于纠结于避免冲突而变得过于谨慎。简单的“按比例”方法则具有足够的侵略性,能在不过度计算数学的情况下获取价值。

核心结论

  • 如果你追求最大利润和效率: 请使用**协作手续费共享(CFS)**规则。它鼓励工作者进行合作(即使无需沟通),并将卡车装满多样化且高价值的货物。
  • 如果你使用“幸运赢家”(RFA)规则: 该系统本质上效率低下。即使是最聪明的参与者最终也会陷入交通堵塞。在这种情况下,简单的“按价格选择”规则实际上比试图计算完美的博弈论策略更好的捷径。

作者得出结论:对于未来的数字账本(如加密货币中使用的账本),设计旨在鼓励共享(CFS)的支付规则,远优于设计旨在鼓励自由竞争(RFA)的规则。

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