a16z: Menjelajahi 8 Tantangan dalam Desain Mekanisme Blockchain

Penulis asli: Tim Roughgarden, kepala penelitian kripto di a16z

Terjemahan asli: 0x xz, Golden Finance

Mempelajari suatu bidang secara mendalam mengajarkan Anda untuk mengenali bahwa masalah di dunia nyata merupakan penyamaran yang buruk dari masalah yang dapat diselesaikan dengan baik. Misalnya, ketika saya mengajarkan dasar-dasar algoritma, siswa belajar cara mengenali masalah yang mengarah pada perhitungan jalur terpendek atau pemrograman linier.

Pencocokan pola semacam ini juga berfungsi dengan baik dalam desain mekanisme, semacam "teori permainan terbalik" yang menggunakan insentif untuk mencapai hasil yang diinginkan. Alat dan pelajaran dari desain mekanisme sangat berguna dalam teori lelang, desain pasar, dan teori pilihan sosial.

Crypto dan web3 penuh dengan masalah desain mekanisme. Orang mungkin berpikir bahwa banyak masalah dapat dipecahkan dengan menerapkan apa yang ada di buku teks, memberikan sentuhan baru pada ide-ide lama. Namun, tantangan dan keterbatasan unik dari protokol blockchain tanpa izin sering kali memaksa pemikiran ulang tentang dasar-dasar masalah yang tampaknya sudah selesai. Hal ini membuat desain mekanisme di web3 menjadi rumit. Namun, tantangan-tantangan inilah yang membuat desain mekanisme web3 menarik.

Dalam artikel ini, saya akan membahas beberapa tantangan yang dihadapi dalam desain mekanisme web3. Tantangan-tantangan ini mungkin sudah tidak asing lagi bagi pengguna kripto, tetapi pemahaman yang lebih mendalam tentang desain mekanisme akan memberikan perspektif baru kepada semua pembangun tentang mengapa memecahkan masalah-masalah ini begitu sulit. Bagi para perancang mekanisme, jika Anda berpikir tentang aplikasi baru, Anda mungkin tertarik dengan tantangan yang ditimbulkan oleh lingkungan tanpa izin.

Namun pertama-tama, apa itu desain mekanisme?

Bidang desain mekanisme berawal setidaknya pada tahun 1961, ketika William Vickrey, seorang ekonom di Universitas Columbia dan kemudian peraih Nobel, meresmikan lelang penawaran tertutup harga kedua. Format lelang ini digunakan sejak tahun 1797 ketika penulis Johann Wolfgang von Goethe menjual manuskrip puisi epiknya Hermann dan Dorothea dan umumnya digunakan oleh para kolektor perangko pada abad ke-19, tetapi tidak diformalkan oleh Vickrey hingga tahun 1961 dan sekarang sering disebut lelang Vickrey. Dalam model lelang Vickrey, penawar tertinggi menang, tetapi membayar tawaran tertinggi kedua. Lelang ini merangsang preferensi sebenarnya dari penawar dan memberikan barang tersebut kepada orang yang memperkirakan tawaran tertinggi.

Lelang Vickrey adalah desain elegan dan efisien yang telah diterapkan di dunia nyata, diadaptasi dan diperbarui sesuai dengan situasi baru, dengan praktik yang menginformasikan teori dan sebaliknya. Seperti lelang Vickrey, sejarah desain mekanisme sebagai disiplin formal adalah sejarah persimpangan antara teori dan praktik, keduanya mendalam dan indah.

Berbeda dengan teori permainan, yang menetapkan dimensi interaksi strategis dan mengeksplorasi hasil perilaku yang paling masuk akal, bidang desain mekanisme tidak dimulai dengan permainan, tetapi dengan hasil yang diinginkan. Tujuan dari desain mekanisme adalah merekayasa ulang beberapa bentuk permainan sehingga hasil yang diinginkan (yang dapat dicirikan oleh efisiensi, keadilan, atau perilaku tertentu) seimbang. Dalam kasus lelang Vickrey, tujuan utamanya adalah mendorong peserta untuk membayar jumlah maksimum yang bersedia mereka bayarkan tanpa memberi mereka penalti.

Peluang untuk desain mekanisme di Web3 sangat banyak. Misalnya, protokol blockchain mungkin ingin mencapai hasil di mana peserta protokol berperilaku dengan itikad baik (dan tidak menyimpang dari perilaku yang diharapkan). Atau, protokol mungkin ingin memperoleh informasi akurat tentang nilai transaksi untuk mengalokasikan ruang blok secara efisien ke transaksi yang paling berharga.

Masalah desain mekanisme seperti itu selalu menantang, tetapi tantangannya bahkan lebih unik dalam konteks blockchain.

1. Kurangnya kepercayaan

Tanpa pihak tepercaya yang menegakkan mekanisme tersebut, mendesain dalam ruang blockchain menjadi jauh lebih sulit.

Inti dari penggunaan protokol blockchain tanpa izin adalah Anda tidak harus memercayai satu entitas atau orang pun, Anda hanya perlu asumsi kepercayaan "rata-rata" bahwa cukup banyak node yang menjalankan protokol tersebut jujur.

Namun ironi dari banyak arsitektur blockchain adalah bahwa setiap kumpulan transaksi yang ditambahkan ke riwayat rantai untuk dieksekusi dalam mesin virtual yang dikelola oleh protokol merupakan hasil keputusan sepihak yang dibuat oleh satu node.

Tidak jelas apakah Anda dapat mempercayai simpul ini.

Inilah sebabnya lelang Vickrey jarang terlihat di dunia blockchain. Penerapan lelang Vickrey secara naif akan segera menimbulkan masalah manipulasi oleh produsen blok yang tidak tepercaya. Masalahnya adalah produsen blok dapat membuat tawaran palsu yang disebut "tawaran penipu" yang sedikit lebih rendah dari tawaran calon pemenang, sehingga memaksa pemenang untuk membayar hampir seluruh tawaran mereka (bukan tawaran tertinggi kedua yang sebenarnya).

Penawaran palsu dari produsen blok yang tidak tepercaya secara efektif menyebabkan lelang Vickrey kembali ke lelang harga pertama, yang merupakan salah satu alasan mengapa lelang harga pertama sangat umum di web3. (Cabang terbaru dari literatur desain mekanisme tradisional tentang mekanisme tepercaya juga mempertimbangkan desain lelang untuk juru lelang yang tidak tepercaya, tetapi dari perspektif yang berbeda.)

2. Kolusi

Alasan lain mengapa desain mekanisme blockchain sulit adalah karena dapat terjadi kolusi antara peserta blockchain. Misalnya, lelang harga kedua dapat dengan mudah dikolusi dengan pembayaran kompensasi. Alasannya sederhana: karena penawar yang menang membayar tawaran tertinggi kedua, penawar dapat menyuap penawar tertinggi kedua untuk menawar jauh lebih rendah.

Literatur akademis tentang desain mekanisme tidak terlalu mempermasalahkan masalah ini. Salah satu alasannya mungkin karena kolusi (terutama kolusi dengan pembayaran kompensasi) sulit dilakukan di dunia nyata. Setelah kolusi, pemenang dapat dengan mudah menolak untuk membayar suap, sehingga sulit untuk mendapatkan pembayaran kompensasi yang kredibel. (Seperti kata pepatah: Tidak ada keadilan di antara pencuri.)

Namun, dalam konteks blockchain, calon kolusi sering kali dapat menggunakan kontrak pintar untuk memberikan komitmen yang dapat diandalkan, sehingga kolusi dapat benar-benar berfungsi. Alasan kedua adalah kurangnya mekanisme untuk menekan dan mengompensasi kolusi pembayaran – mekanisme pengungkapan harga yang hanya memberikan kuotasi dan tidak ada yang lain.

Lebih buruk lagi, pengguna protokol berpotensi berkolusi tidak hanya satu sama lain, tetapi juga dengan produsen blok (yang tidak tepercaya) (setara dengan kolusi antara penawar dan juru lelang dalam lelang dunia nyata).

Perlindungan terhadap jenis kolusi terakhir adalah salah satu motivasi utama untuk membakar sebagian biaya transaksi dalam mekanisme biaya transaksi EIP-1559 Ethereum. Tanpa "membakar" (atau menahan pendapatan ini dari produsen blok), produsen blok dan pengguna akhir dapat berkolusi melalui pembayaran kompensasi dan menghindari harga cadangan yang coba diberlakukan mekanisme tersebut.

3. Kita tidak bisa hanya mengandalkan aturan hukum

Masalah kolusi jelas bukan hal baru. Masalah ini telah mengganggu berbagai mekanisme di dunia nyata selama berabad-abad, tetapi jika Anda melihat literatur desain mekanisme, Anda mungkin akan terkejut melihat betapa sedikitnya masalah ini ditangani. Literatur memang membahas secara langsung insentif aktor individu untuk memanipulasi mekanisme secara sepihak, tetapi biasanya masalah ini diselesaikan dengan beberapa gagasan yang tidak dikenal tentang "aturan hukum." Misalnya, para peserta dalam mekanisme tersebut mungkin menandatangani kontrak hukum yang menetapkan bahwa mereka tidak akan berkolusi. Jika kolusi terdeteksi, hal itu akan dibawa ke jalur hukum. Perancang mekanisme dapat membantu dengan membuat mekanisme yang membuatnya relatif mudah untuk mendeteksi kolusi.

Ada rahasia yang tak terucapkan dalam banyak literatur desain mekanisme: ketergantungan pada aturan hukum. Meskipun kita tidak dapat mengatakan bahwa tidak ada aturan hukum dalam ranah protokol blockchain tanpa izin—kita sering melihat penegak hukum berhasil mendakwa kejahatan pada blockchain tanpa izin—tingkat aturan hukum jauh lebih sedikit daripada dalam aplikasi desain mekanisme tradisional.

Jika Anda tidak dapat mengandalkan aturan hukum di luar mekanisme, maka menjadi tanggung jawab perancang untuk menyelesaikan masalah di dalam mekanisme tersebut. Pendekatan ini lazim dalam keputusan desain mekanisme di ruang blockchain. Khususnya dalam protokol Ethereum, banyak sekali contoh, mulai dari pembakaran pendapatan biaya dasar EIP-1559 hingga pemotongan validator yang berperilaku tidak baik dalam protokol konsensusnya.

4. Ruang desain yang lebih besar

Ruang desain dalam web3 lebih besar daripada yang biasa digunakan oleh perancang mekanisme. Oleh karena itu, perancang harus memikirkan ulang semua masalah yang ada. Misalnya, banyak mekanisme melibatkan pembayaran, yang dalam aplikasi desain mekanisme tradisional akan dilakukan dalam mata uang fiat seperti dolar AS. Banyak protokol blockchain memiliki mata uang asli mereka sendiri, dan mekanisme dalam protokol tersebut mampu memanipulasi mata uang ini.

Bayangkan jika Anda menulis artikel desain mekanisme tradisional dan bagian dari deskripsi mekanisme Anda adalah: Cetak sejumlah mata uang baru dan distribusikan ke sejumlah peserta. Di luar konteks blockchain, ini menggelikan. Namun, ketika Anda berbicara tentang desain mekanisme dalam konteks protokol blockchain, Anda benar-benar dapat melakukan ini. Protokol mengendalikan mata uang, jadi bagian dari mekanisme protokol dapat mencetak token atau membakar token.

Ini berarti bahwa beberapa desain yang tidak mungkin dilakukan tanpa mata uang asli menjadi mungkin. Misalnya, bagaimana Anda memberi insentif kepada penambang Bitcoin untuk menjalankan protokol sebagaimana dimaksud? Melalui imbalan inflasi: mencetak koin baru (Bitcoin) untuk memberi insentif kepada produsen blok ini. Tanpa mata uang asli, desain seperti itu tidak akan mungkin dilakukan.

5. Mata uang asli mungkin membawa masalah lain

Alasan sebelumnya menyoroti kekuatan mata uang asli. Anda dapat melakukan dua hal dengan mata uang asli: pembuatan mata uang (cara protokol Bitcoin mencetak Bitcoin baru untuk memberi insentif kepada penambang) dan pembakaran token (cara mekanisme biaya transaksi Ethereum EIP-1559 membakar ETH untuk melawan kolusi). Mata uang asli mengintai bahaya yang tidak ada dalam desain mekanisme tradisional: keputusan desain ekonomi mikro dapat memiliki konsekuensi ekonomi makro.

Dalam desain mekanisme tradisional, tidak ada alasan untuk khawatir tentang kekuatan ekonomi makro. Lelang tradisional tidak memiliki dampak yang berarti pada jumlah uang beredar atau tingkat inflasi di Amerika Serikat. Ini adalah tantangan yang sama sekali baru bagi bidang desain web3. Masalah apa yang mungkin terjadi? Izinkan saya memberi tahu Anda dua contoh, satu tentang pencetakan Bitcoin dan satu tentang pembakaran ETH.

Karena penggunaan hadiah blok — memberi insentif kepada penambang dengan mencetak koin baru — Bitcoin terpaksa mengalami inflasi. Oleh karena itu, Bitcoin juga harus memiliki kebijakan moneter yang sesuai untuk menentukan tingkat inflasi dan bagaimana inflasi berkembang seiring waktu. Satoshi Nakamoto juga menetapkan batas pasokan tetap sebesar 21 juta Bitcoin. Karena ada batas tetap pada jumlah Bitcoin, tingkat inflasi harus mendekati nol.

Jika tingkat inflasi benar-benar nol, apa yang harus digunakan untuk memberi insentif kepada penambang agar terus menjalankan protokol dan menyediakan keamanan untuk Bitcoin? Diharapkan biaya transaksi akan menutupi imbalan blok yang hilang, meskipun kemungkinan terjadinya hal ini cukup kecil. Sudah diketahui umum bahwa jika biaya transaksi mendekati nol, maka protokol Bitcoin akan mengalami masalah keamanan yang besar.

Ilmuwan komputer Princeton Miles Carlston, Harry Kalodner, Matthew Weinberg, dan Arvind Narayanan menunjukkan perbedaan lain antara biaya transaksi dan imbalan blok dalam sebuah artikel. Sementara imbalan blok sama untuk setiap blok (setidaknya antara "pembagian" imbalan blok yang berurutan), biaya transaksi dapat bervariasi menurut urutan besarnya — yang pada gilirannya memperkenalkan ketidakstabilan teori permainan baru ke dalam protokol. Dalam hal ini, keputusan ekonomi makro untuk menetapkan batas pasokan memiliki konsekuensi ekonomi mikro yang negatif bagi protokol dan pesertanya.

Sama seperti pencetakan hadiah blok merupakan kekuatan inflasi untuk Bitcoin, pembakaran biaya transaksi dalam EIP-1559 merupakan kekuatan deflasi untuk Ethereum. Dalam protokol Ethereum (yang menggunakan hadiah validator inflasi), ada tarik-menarik antara kedua kekuatan ini, dengan deflasi sering kali menang. ETH sekarang menjadi mata uang deflasi bersih, konsekuensi ekonomi makro dari keputusan desain yang dimotivasi secara mikroekonomi dalam mekanisme biaya transaksi protokol.

Apakah deflasi baik atau buruk bagi protokol Ethereum? Pemegang ETH menyukai deflasi karena, jika semua hal lain sama, token mereka menjadi lebih berharga seiring berjalannya waktu. (Memang, produk sampingan ini mungkin yang pada akhirnya mempengaruhi opini publik untuk beralih ke mekanisme biaya transaksi EIP-1559.) Namun, istilah deflasi membuat takut para ekonom makro yang terlatih secara klasik, mengingat stagnasi ekonomi Jepang pada tahun 1990-an.

Siapa yang benar? Secara pribadi, saya tidak menganggap mata uang fiat yang berdaulat sebagai analogi yang tepat untuk mata uang kripto seperti ETH. Jadi, apa analogi yang tepat? Ini masih menjadi pertanyaan terbuka yang perlu ditelusuri lebih lanjut oleh para peneliti blockchain: Mengapa mata uang deflasi dapat menjadi mata uang kripto yang mendukung protokol blockchain, tetapi bukan mata uang fiat yang mendukung negara berdaulat?

6. Jangan abaikan tumpukan yang mendasarinya

Salah satu hal yang ingin kita capai dalam ilmu komputer adalah modularitas dan abstraksi yang bersih, yang memberi kita kemampuan untuk memercayai bagian-bagian dari suatu sistem. Saat merancang dan menganalisis satu bagian dari suatu sistem, Anda mungkin perlu mengetahui fungsi yang dihasilkan oleh bagian-bagian lain dari sistem tersebut. Namun idealnya, Anda tidak perlu mengetahui bagaimana fungsi ini diimplementasikan secara tersembunyi.

Kita belum mencapai kondisi ideal ini dalam protokol blockchain. Meskipun pembangun dan perancang mekanisme mungkin ingin fokus pada lapisan aplikasi, mereka tidak dapat mengabaikan cara kerja lapisan infrastruktur dan detailnya.

Misalnya, jika Anda merancang pembuat pasar otomatis, Anda harus mempertimbangkan kemungkinan bahwa produsen blok yang tidak tepercaya bertanggung jawab atas pemesanan transaksi. Atau, jika Anda mempertimbangkan untuk merancang mekanisme biaya transaksi untuk rollup (L2), Anda harus membayar tidak hanya untuk konsumsi sumber daya L2, tetapi juga untuk semua biaya yang dikeluarkan oleh protokol L1 yang mendasarinya (misalnya, menyimpan calldata).

Dalam kedua contoh tersebut, desain mekanisme yang efektif untuk satu lapisan memerlukan pengetahuan terperinci tentang lapisan lainnya. Mungkin, seiring dengan semakin matangnya teknologi blockchain, kita akan memiliki pemisahan yang jelas dari berbagai lapisan. Namun, kita tentu belum sampai di sana.

7. Memerlukan bekerja dalam lingkungan komputasi yang terbatas

Komputer di langit yang diimplementasikan oleh protokol blockchain adalah lingkungan yang dibatasi secara komputasional. Desain mekanisme tradisional hanya berfokus pada insentif ekonomi dan mengabaikan masalah komputasional (misalnya, mekanisme Vickrey-Clark-Groves yang terkenal tidak layak untuk masalah alokasi yang sangat kompleks).

Ketika Nisan dan Ronen mengusulkan desain mekanisme algoritmik pada tahun 1999, mereka menunjukkan bahwa kita memang memerlukan semacam ketertelusuran komputasional agar mekanisme memiliki makna praktis di dunia nyata. Oleh karena itu, mereka mengusulkan untuk membatasi perhatian pada mekanisme komputasi dan komunikasi yang berskala dengan sejumlah fungsi polinomial (bukan eksponensial) dari parameter masalah.

Karena mesin virtual protokol blockchain melakukan komputasi yang sangat sedikit, mekanisme on-chain harus sangat ringan — waktu polinomial dan komunikasi diperlukan tetapi tidak cukup. Misalnya, kelangkaan adalah alasan utama mengapa pembuat pasar otomatis sepenuhnya mendominasi Ethereum DeFi, daripada solusi yang lebih tradisional seperti buku pesanan terbatas.

8. Masih dalam tahap awal

Biasanya, ketika orang mengatakan web3 masih dalam tahap awal, mereka mengacu pada peluang investasi atau adopsi. Namun, dari sudut pandang ilmiah, kita bahkan lebih awal dari itu. Ini akan semakin sulit — meskipun peluangnya sangat besar.

Manfaat bekerja di bidang penelitian yang matang diterima begitu saja oleh semua orang. Ada model dan definisi yang diterima. Ada konsensus tentang pertanyaan yang paling penting. Ada koordinasi kritis tentang cara mengukur kemajuan. Ada kosakata umum dan basis pengetahuan publik yang besar. Ada juga jalur menuju percepatan, termasuk buku teks yang ditinjau dengan baik, kursus daring, dan sumber daya lainnya.

Pada saat yang sama, dalam banyak aspek ruang blockchain, kita belum mengetahui model dan definisi yang "tepat" untuk berpikir jernih dan membuat kemajuan pada masalah-masalah penting. Misalnya, apa konsep terpenting dari insentif kompatibilitas dalam konteks protokol blockchain? Apa saja lapisan-lapisan tumpukan web3? Apa saja komponen Nilai Ekstraksi Maksimum (MEV)? Ini semua adalah pertanyaan terbuka.

Bagi mereka yang tertarik dengan sains blockchain, bidang ini masih belum matang dan menjadi tantangan tersendiri. Namun, terlibat sejak dini — sekarang — juga menghadirkan peluang yang unik.

Desain mekanisme selalu menjadi alat yang berguna pada lapisan aplikasi Internet – seperti lelang iklan waktu nyata, atau desain pasar dua sisi yang lazim di sebagian besar aplikasi konsumen daring saat ini, mulai dari perdagangan elektronik hingga pembelian kelompok.

Namun dalam web3, desain mekanisme juga menginformasikan keputusan desain tentang infrastruktur itu sendiri.

Coba ingat kembali tahun 1970-an dan 1980-an, saat protokol perutean Internet masih dibahas dan dirancang. Sejauh pengetahuan saya, tidak ada seorang pun yang ahli dalam desain insentif dan mekanisme yang terlibat. Kalau dipikir-pikir, sekarang kita sadar bahwa orang-orang seperti itu dapat memberikan informasi yang berguna untuk desain tersebut. Sementara itu, di web3, dengan dirilisnya whitepaper Bitcoin asli, mekanisme insentif menjadi bagian dari diskusi sejak awal.

Kebingungan seputar model, definisi, dan metrik keberhasilan yang tepat untuk web3 sebenarnya memberi tahu kita bahwa kita berada di zaman keemasan. Generasi mahasiswa dan ilmuwan masa depan akan iri pada kita karena berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat, dengan kesempatan untuk membentuk lintasan teknologi ini. Jadi, meskipun mungkin tidak banyak buku teks di bidang ini, suatu hari nanti akan ada, dan apa yang akan dijelaskan oleh buku-buku tersebut adalah pekerjaan yang sedang kita lakukan sekarang.

Artikel ini bersumber dari internet: a16z: Menjelajahi 8 Tantangan dalam Desain Mekanisme Blockchain

Terkait: Ekologi Komunitas | Pelajari empat hal penting dari laporan kuartal pertama TRON tahun 2024 dalam satu artikel

Messari, organisasi riset data kripto terkemuka, baru-baru ini merilis laporan TRON Q1 untuk tahun 2024. Laporan tersebut menunjukkan bahwa TRON telah berkinerja baik dalam hal pendapatan protokol, deflasi TRX, DeFi TVL, dan stablecoin. Pada kuartal pertama, pendapatan protokol TRON meningkat sebesar 7,2% bulan ke bulan, mencapai rekor tertinggi sebesar US$128,1 juta, menempati peringkat ketiga di antara semua jaringan blockchain, kedua setelah Ethereum dan Bitcoin. Pendapatan protokol berasal dari TRX yang dibakar oleh pengguna untuk mendapatkan sumber daya dan membayar biaya. Laporan tersebut menunjukkan bahwa TRX terus mempertahankan deflasi pada kuartal pertama, dan sirkulasinya turun dari 88,2 miliar menjadi sekitar 87,7 miliar. Jaringan TRON adalah salah satu dari sedikit jaringan L1 yang deflasi. Dalam hal DeFi, TRON juga berkinerja baik. Laporan tersebut menunjukkan bahwa TRON DeFi TVL…