从Harmony代币经济模型看PoS链经济模型设计

前言：在2019年有越来越多的PoS链上线，而在2020年会有更多的PoS链上线。一些PoS链，如Tezos和Cosmos的质押率都比较高，其中当前Tezos的质押率超过70%，那么，从链的安全角度，从链的生态发展角度，这种高质押率是最佳选择吗？同时，如何来思考链上的应用或协议（如DeFi）对代币资产的流动所产生的影响，它对链的安全会产生什么影响？什么样的PoS货币政策最合适？在蓝狐笔记看来，PoS的代币经济模型不仅与安全相关，也与整个网络生态的可持续发展相关，资产不仅关乎质押和交易，也涉及到链上的应用需求，且不仅在链内流通，也会跨链流通。这意味着PoS链代币经济模型要有全面的考虑，需要合适的动态货币政策才能保证足够的安全和生态的发展。本文作者是Harmony的联合创始人“兰荣坚”。

公链的代币经济模型和链本身一样很重要。好的代币经济模型既支持网络的安全性，也能实现可持续性。它可以让该公链网络的所有参与者，包括验证者、持币者以及用户等，都能获益，同时推动网络自身的发展壮大。

下面是关于Harmony的代币经济模型，包括增发率、费用市场、验证者收益率和目标质押比例。

Harmony的代币经济模型的焦点是瞄准一定的质押率来进行动态增发，从而为验证者提供可持续的长期收益，与此同时降低保护网络而付出的成本。（蓝狐笔记：只有动态增发才能适应市场的需求，防止质押者逃离，保证网络的安全）

本文将详细介绍支撑Harmony代币经济模型的参数选择。

确定目标质押率

• Harmony的目标质押率

Harmony认为，目标质押率的最佳选择是在35%以内。原因如下：

为了实现攻击，攻击者将不得不购买代币，并在抵押代币池中获得主导性的份额。不过，这种购买行为反过来会推高代币价格，并提高攻击成本。

高的攻击成本足以阻止任何尝试，尤其是攻击者还面临较为严厉的罚没制度，即恶意行为一旦发生，质押的代币会被没收。

相对较低的质押率，意味着较少的One代币处于抵押状态，能让剩余的更多One代币成为抵押品用于DeFi和Web3应用程序，或这些项目中的其他用途。

最重要的是，Harmony不用为安全付出超额成本，因为较高目标质押比例需要较高的代币增发率，才能为验证者维持合理回报。

从量化角度看，这一目标超出了实际价值。毕竟不可能确切地知道整个市场到底产生多少利益，整体来说，我们需要补偿验证者所面临的金融和技术风险。

货币政策机制目标是当质押率低时提高增发率，在质押率高时降低增发率。Harmony的公开电子表格提供了粒度分析：harmony.one/charts

对于从2022年开始的代币循环供应，Harmony制作了可视化图表，因为到这一时间点，总供应量的大部分会被解锁。具体可以在harmony.one/unlock上查看每月的代币解锁时间表。

• 跟其他项目的目标质押率的比较

Harmony认为，为了确保安全性，高质押率增加的价值并不能够调整增发所增加的成本。Cosmos和Polkadot分别选择了66%和50%的目标质押率。

Cosmos并未明确解释其选择66%目标质押率的原因，但这可能与BFT系统需要66%才能达成共识这一实例有关。Cosmos的初始发行率会是7%，但会根据达到66%目标质押率所需时间长短来进行调整。如果质押率保持在66%以下，其增发率将逐渐增加至20%，反之其增发率将逐渐降到7%。质押率每年最多调整幅度为13%。

Polkadot则选择了50%的目标质押率。它在质押、平行链和流动性方面按照3：2：1的比率进行分布。

Dash，Decred，EOS和Tezos等网络的质押参与率分别约为38%、51%、57%和72%。这些质押参与率相差较大，这通常是由于其增发率不同所导致的。

网络增发和通胀趋势

不同质押率的发行预测

• Harmony的增发率

上面提到，Harmony的代币目标质押率是35%，这将导致网络增发率在2022年达到3.3%，到2050年将下降至1.7%。假设Harmony网络满足这一目标质押率，那么，同一时期验证者的收益率将处在10.5％到4.1％之间。

Harmony认为这一质押率虽然较低，但足以确保网络的安全性，并且其发行量也不会过高。Harmony还认为，鉴于此增发时间表和目标质押率，验证者的收益率将会很有吸引力。具体会在下文中的“验证者总收益和净收益”部分详述。

下面介绍Harmony的增发率是如何根据质押率变化而进行调整的，以及它们是如何随着时间推移而自然降低的。

这一结构旨在逐步实现零增发，因为随着网络壮大和越来越多应用构建于网络上，交易费会增加，无须持续增发。在35％的质押率下，2022年的初始收益率为10.6％。

这是基于每一个分片区块的18个ONE代币激励、每增加或减少1%的质押，区块奖励也会随之减少或增加0.4个ONE代币。尽管发行率呈线性变化，但发行率与质押率成反比的事实将使收益率呈指数方式变化。由于质押率在较低水平的情况下变得非常有吸引力，这反过来将使得质押率不太可能处于太低的水平。

• 跟其他PoS公链增发率的比较

我们保持1%到3%的增发率，在这个质押率之下，Harmony长期可持续发展。相对于许多其他已知网络，这将使协议在确保安全的同时，拥有较低的增发率。我们的模型低于比特币当前的3.71%发行率，低于以太坊当前的4.5%发行率，并且远低于类似zCash这样的协议，其42%的发行率可能会破坏其代币的价值。

如上表所示，Polkadot和Cosmos的发行率都将更高。

以太坊2.0的增发率将低于Harmony，但我们认为它们的增发率仍低于理想水平，这可以从验证者在早期遇到的收益率问题来证明（或者他们将只占质押中微不足道的一部分）。

收益率的动态调整

基于质押比例的增发率线性调整

• Harmony基于质押比率的收益率调整

如上所述，Harmony的目标质押率是35%，偏离目标（35%）每1%的质押参与率，区块奖励将会每个分片调整0.4枚ONE代币。表现较差时，即低于35%的目标质押率时，即使质押率进一步小幅下跌，也将激励验证者采取行动，捕获这些回报。较低目标质押率的好处是，收益率的增长并不以大量发行为代价。

表现较好时，即质押率上升，一旦80%的代币被质押，这一爬坡可以使得协议逐渐接近0%增发率。一个好的协议会带来一个繁荣市场，这一理想的状况就会发生。反过来，这又鼓励了更多的代币被质押，从而提高安全性。

• 与其他公链的收益率比较

1.以太坊2.0的代币发行机制

以太坊2.0的发行率完全基于其所质押的ETH数量，而不是供应量的百分比。增发率随着质押率的增长而增长，但其增速较慢，导致收益率会相应下滑。

以太坊2.0的发行率

2.Polkadot的代币发行机制

Polkadot的货币政策是在满足目标质押率为50%的情况下最大化增发，然后当质押率出现偏差时，增发率就会下降。

Harmony认为，当质押率下降时，不增发带来的好处十分有限，反而会带来更多的麻烦。首先，当质押率变化时，收益率的变化却不一致。此外，一旦质押率超过目标比例，收益率就会急剧下降，造成不必要的收益不稳定。

3.Cosmos的代币发行机制

Cosmos的代币发行机制并不是基于66%的变化，而是基于达到66%的时间长短。这一年度变化限制在13%浮动范围，上限为20%，下限为7%。

尽管这种结构在方向上与harmony的模型相似(质押越多，发行率越少，质押越少，发行率反而越高)，但调整机制却有很大不同。由于增发率的调整完全是基于总质押是高于66%还是低于66%，所以即使质押在一段较长的时间内保持65%不变，增发率也会有很大的变化。合并这种不稳定性似乎不合适。

费用市场

Harmony的gas费市场类似于以太坊的标准首价拍卖。不过，Harmony也在仔细考虑实施EIP 1559中所述收费模式的好处。这种收费模式可以让用户对面临的费用更为确定，并防止超额支付，同时还提供了一种销毁代币的机制来抵消超发。

未来，Harmony计划实行仓储费模式。该模式的细节将在未来准备好之后公布。

首价拍卖是当前最成功的协议（包括比特币和以太坊）的标准费用市场模式。这种方法的优点是记录简单且可靠。

双重签名的线性罚没

• harmony的线性罚没机制

当启用双重签名时，最低罚没率可达2%。这与同一区块的双签名者的数量成线性关系(例如，如果2/3验证者是双签名，则罚没66%)。被罚没的代币，一半被销毁，一半奖励给上报者。后者用来激励用户监督网络上的恶意行为。

• 其他公链的罚没机制

拥有双重签名行为的罚没机制对于减少网络上的恶意行为很重要。像Cosmos、以太坊2.0以及Tezos也有罚没机制。

在Cosmos上，它有5%的惩罚，去除绑定的验证者21天内不能重新绑定，并且验证者将被永远监禁。

在以太坊上，验证者的一部分保证金等于是验证者被罚款金额的三倍。

在Tezos上，用于烘焙的512 XTZ(每区块)或用于背书的64 XTZ的保证金会被没收。

离线导致投票权泄露

• Harmony中验证者离线惩罚机制

Harmony会对离线验证者进行惩罚，因为这样会影响网络的安全性。如果连续不在线三个小时，¼验证者投票权就会泄露，12小时后所有的投票权会完全泄露。

因此，如验证者处于脱机状态，那么随时间推移，它将失去投票权。当验证者在离线12小时后失去所有投票权时，他们至少将失去在这12小时内所能获得的奖励。

• 跟其他公链的离线惩罚的对比

其他协议也有类似的处罚。例如EOS，如果24小时内没有生成区块，则该区块生成者会从共识中删除。在Tezos中，如果一位烘焙师错过最后5个周期(15天)，则该烘焙师将被监禁1个周期。

在Cosmos中，如果验证者离线，在最后的10k区块(16个小时)中错过了95%的区块，就会有0.01%的罚款，验证者会被判监禁10分钟。

以太坊2.0也开发了部分罚没功能，如果其他验证者使用的集中式服务商出现问题，比如AWS，每个人都会受到轻微的惩罚。

以太坊2.0的罚没机制还包括：如果一个验证者离线18天，但最后还是完成出块，那么只是区块奖励被没收，但如果不完成出块，60.8%的质押金额会被没收。

代币质押解锁期

• Harmony的代币质押解锁机制

Harmony代币的质押解锁时间为7天。在发送代币提取请求后，验证者和委托者需要等待7天，之后其质押的代币才会进入流通。

Harmony相信这是一个很好的时间机制，如果提取行为是恶意的，那么，它能为代币持有者提供足够的时间去识别恶意行为，并且采取行动，防止自己质押的代币被取走。与此同时，又不会对想提取资金的正常参与者造成阻碍。解锁时间主要用于对抗不必要的攻击。

• 不同公链的质押解锁期对比

EOS、Tezos、Cosmos以及Polkadot的质押退出周期，目前分别是3天、15天、21天和12周。据我们所知，以太坊2.0并没有一个固定的退出周期，但很可能会有一个。

验证者的总收益和净收益

• Harmony验证者的总收益率

Harmony验证者的总收益率会根据质押量的变化而发生变化。由于增发率是根据One代币固定的发行量而调整的(根据质押百分比)，而不是保持一个固定的比率，因此增发率会逐渐下降。

Harmony验证者年度回报率预测

我们预计Harmony上的大多数验证者将使用云，因为它的入门门槛最低，且比自己提供的硬件速度更快。以AWS为例，考虑到它是最普遍的云服务商，在计算、存储和网络成本上，使用AWS的t3 small instance和Harmony自己对网络使用情况的估计，运行每个节点的平均月成本为50美元。考虑到这个成本、当前的价格和我们的模型，我们提供了如下范围的净收益。

这些收益基于35%的质押率，在2022年初，这意味着中位数水平的验证者平均持有270万个代币。可以看到随着时间的推移，这些收益率是如何逐渐下降的。举个具体例子，2032年35%的质押率意味着每个验证者会有400万个代币。

随着ONE代币价格的上涨，净收益将增加，并逐渐接近总收益。然而，盈利能力并不是过分依赖于ONE代币的高价。下面我们提供了一个表，显示了基于云的质押者在各种代币价格下的净收益率，假设有300万个代币被质押。

• 跟以太坊、Cosmos以及Polkadot收益率的比较 
  

跟以太坊2.0进行对比，Harmony为验证者提供基于他们新提议的预期毛收益率。质押率是基于预计2022年初的ONE总供给量为11.5亿。ETH验证者的收益率要低得多，而且更依赖于网络gas费用。

 Cosmos的收益将根据总质押代币超过或低于66%的目标时间而有所不同。Cosmos的收益率将略高于Harmony，但它的代价是发行量大幅增加。Polkadot的验证者收益率也将高于Harmony，这也是以增发为代价的。

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