一种比特币的协作最优挖矿模型

我们从博弈视角分析比特币挖矿，并提出一个最大化矿池与矿工利润的最优挖矿模型。该模型是一个两阶段 Stackelberg 博弈，每一阶段构成一个子博弈。阶段 I 中，矿池作为领导者分配供矿工消耗的计算力。阶段 II 中，矿工决定其功耗与分配。他们面临一个社会困境：必须在独自挖矿（从而优先个人偏好）与为集体利益参与矿池之间选择。模型依赖于一种基于模拟博弈的矿池协议，其中矿工竞争矿池赢得的奖励。阶段 I 子博弈与模拟协议博弈的解唯一且为稳定 Nash 均衡，而阶段 II 子博弈仅当矿工依据特定准则选择策略时才导致稳定协作均衡。我们结论认为，协作最优挖矿模型有潜力利好比特币去中心化与稳定性。主要在于，矿工面临的社会困境连同激励平衡确保了网络计算力在矿池与独立矿工间的某种分布，而博弈解中的均衡为系统提供稳定性。