DeFi算什麼？
編者按：本文來自鏈聞ChainNews（ID：chainnewscom）鏈聞ChainNews（ID：chainnewscom）
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，撰文： 王冠，區塊鏈行業研究員，曾參與聯合發起多個區塊鏈技術社區組織和公鏈項目，畢業於東南大學建築學院，經授權發布。
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一級標題最近DeFi 大熱，可稱現象級，很多人從經濟學和互聯網應用⻆度談了不少，本文中我試著提供一種基於計算理論的不同解釋。》。
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以太坊作為第二代公鏈代表項目。依照其白皮書願景，旨在利用區塊鏈技術在公共互聯網上實現一台具備圖靈完備計算能力的分佈式計算機，相較於前輩比特幣，最重要的升級是實現了圖靈完備的智能合約。那麼運轉五年至今，以太坊上已有大量智能合約部署，這台計算機是否真的具備了圖靈完備的計算能力，值得研究探討，或許是我們透徹理解以太坊生態的關礙所在。
參照通用圖靈機定義，如果把以太坊系統內各個地址ETH （以太幣） 狀態視作圖靈機字符表的一種編碼方式，雖未能從白皮書上找到嚴格的數學證明，我們暫且從眾將這種建立在ETH （以太幣） 這種編碼之上的智能合約視作是圖靈完備的，以便後續問題討論的簡化。
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圖靈完備相對論
先拋一個觀點：即使是一台相對系統內部計算圖靈完備的通用圖靈機，當其外部輸入數據和內部編碼之間映射關係存在隨機波動時，那麼使用該外部輸入數據計算過程所獲得的輸出也未必是圖靈完備的。
眾所周知，鏈下世界大多數經濟活動運轉在法幣系統上，各個經濟體的法定貨幣某種程度上也可視為該經濟系統內表示和傳遞價值的Token 。我們可以從各個交易平台的價格數據觀察到，法幣單位價格和鏈上ETH （以太幣） 單位價格之間的映射關係始終存在波動，並未實現天然的錨定。
這種現象究其原因涉及到很多維度，一個可能的主因是貨幣價值的信用來源不同。法幣信用來源於國家機器；而ETH （以太幣） 則比較奇葩，其信用來源是伴隨區塊鏈技術出現的一種創新形式：即通過分佈式的電力能量輸入（PoW 挖礦） ，以自組織的方式產生信用，一些具體的討論可參⻅《
大部分時間裡這兩個系統的信用映射關係的變化率是不等價的，所以才造成了價格的波動，同樣的波動現像還可以在各國貨幣匯率以及公司股價之間觀測到。更進一步看，即使是運行在以太坊上各個不同合約中的Token，其信用來源也同樣具有多樣性，典型如ETH （以太幣） 和USDT 信用來源的巨大差別，故這些Token 之間價格波動也是時刻存在的。
圖靈機本質上雖然是一個數學模型，但現實應用中要依託物理設備來實現，因為用於編碼的經典信息形式離不開物理載體，大部分計算機、礦機的集成電路和晶體管就作此用途。有別於一台經典計算機的物理形態，在以太坊系統內，有著不同的礦機（計算機） 類型參與合約的計算，雖然軟硬件存在差別，但各個礦機之間通過EVM （以太坊虛擬機） 輸出的計算結果卻具有一致性，所以EVM 從計算原理上也是這麼一台圖靈機，只是它虛擬的運行在區塊鏈上。
這個問題乍看難於理解，但我們還是可以從通用圖靈機的結構和計算原理入手討論：
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一條無限⻓紙帶，紙帶分成一個個格子，每個格子可以最多寫一個字符
一個讀寫頭，讀寫格子的指針，可以讀寫擦去格子中的內容，可以左右移動一個格子
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一個狀態寄存器，用於保存狀態，追踪整個機器的狀態（運行，停止）
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需要說明的是，在實際發生的情況中，波動導致的編碼混亂會影響圖靈機的各個模塊，在這裡我們只關注其核心定義模塊—— 機械運動的轉移函數，它規定了機器如何從一個格子走到下一格子，為了討論問題方便，我們這裡還需要對模型再做兩次簡化：
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第一次簡化：雖然價格波動作為複雜系統的一種湧現，是一個隨機非週期性過程，但卻只有一個維度兩個方向，假設我們可以通過一種映射關係把所有模塊編碼混亂都轉化為圖靈機讀寫頭位移的隨機機械抖動；
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誇張的說，這種情況下， 泡水的圖靈機和猴子打字機又能有多少差別呢？有效的部分就只剩下對以太坊系統內部問題的計算了。比如在各項目發幣時（ICO） 作個Token 狀態的分佈式存儲工具，或者開發一些鏈上資產屬性的Fomo 遊戲。
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DeFi 上場，拯救泡水圖靈機
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和以太坊系統內部計算相比， 計算法幣世界的問題始終是誘人的，經濟體量、社會價值不可同日而語，利潤有多可觀，看看法幣世界金融行業就知一二。當然解決傳統金融的問題，也是尼克·薩博提出智能合約概念的初衷所在。有激勵就會有變化，大部分DeFi 項目在以太坊Layer 2 搭建的種種結構，本質上是試圖對抗（矯正） 這種隨機波動幹擾，拯救泡水的以太坊圖靈機。
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計算通信不分家，如果把價格波動視作通信過程中的信道背景噪音，不明原因無法準確消除時，乾脆把原信號功率放大再放大，以達到對抗波動幹擾，準確傳遞價格信息的目標。就好比兩個遊客在人群熙攘的廣場上對話，為了讓對方能清楚聽到自己說話的內容而刻意提高了音量。如此以來問題的確是可以解決，但是要多浪費些力氣，晚飯只好多吃一點。這裡面多花的力氣就是為了放大信號功率而額外付出的能量。
這個信號放大的過程在DeFi 里通過上鍊預言機和公眾質押池實現。由上鍊預言機負責把鏈下價格數據不斷「抓取」到鏈上合約中供進一步計算使用。多數DeFi 項目裡上鍊預言機節點本身需要質押ETH （以太幣） 對預言數據信用背書。
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受限於預言機節點質押資產總量，當其不足以產生足夠信用規模完成業務計算時。預言機節點所預言的價格數據信用，會經由一個公眾質押池進一步放大。公眾質押池對普通用戶開放參與，只要你相信預言機節點上鍊數據的真實性，並及時補倉質押ETH （以太幣） 以應對價格波動即可。當然這裡為了應對不可知的劇烈價格波動，一定是超額質押的，相當於提高了預言機的信號功率，也難免會造成一部分資產信用浪費。即便如此，由於數字貨幣價格波動劇烈，極端情況下這套機制還是會因為背景噪音過大而造成宕機，請參照3.12 行情。
對賭交易預言機
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項目一般形式是一組普通用戶可以開放參與的鏈上對賭合約。應對價格波動，由交易雙方向合約打入ETH （以太幣） ，換取合約中原生Token 表示的看跌看漲期權，同時根據算法產生出第三種相對錨定目標價格波動更小的合約內Token，當然作為整個計算過程的輸出，第三種Token 有時候是隱形的存在。
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信息論基礎，Thomas M. Cover 與Joy A. Thomas 著
根據羅夫·蘭道爾在《 不可逆性與計算過程中的熱量產生問題》文中對這種消除信息不確定性原理論證，目前我們可以理解到這種算法的能量（信用） 輸入水平和波動消除有相關性，但尚未⻅各DeFi 項目有嚴格完備的數學證明，所以這種計算方式精準度最終還是需要用DeFi 項目本身的生命週期來作評估。由於此類問題的複雜度有可能也已經和通用圖靈機一樣觸及了人類已知的複雜度上限，最終未必能夠找到數學上嚴格的證明，造物主大概也是用個體的生命週期來分佈式解決NP 困難問題的。
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因為對抗波動的計算過程中耗費了能量，對應所耗能量的表示Token 也應在系統中被擦除，具體表現為參與博弈各方資產應該有罰沒銷毀。如果系統內所有的數值都一直都在增加，我也很難理解這個過程的計算結果是可信的。引申一下，總覺得以太坊系統手續費應該伴隨計算從系統中銷毀掉，而非直接參與二次流轉讓所有ETH 持幣者買單，這樣一台運轉的圖靈機狀態如何算是複位？畢竟不能習慣性的認為以太坊和比特幣系統經濟體激勵邏輯完全等價。
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應該還有其它形式消除波動的DeFi 模型，也有把上述兩種方案混用的，因為項目實在太多太多了，體驗又反人類，未能學習列舉之。
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從計算理論⻆度，曾經火爆的ICO 只能算是完成了區塊鏈的ERC20 格式數據存儲，算不上使用以太坊進行了完整的計算。很多項目發幣以後，大規模鏈上轉賬（可視為某種計算過程） 也就發生了一兩次，然後大多數項目Token 就進入了中心化交易所。中心化交易所是區塊鏈宇宙的信息黑洞，裡面發生的運算一致性不好說，利用這種類型經濟體Token 完成任何有價值的完備性計算便更加困難。
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拓展開來，其實此類模型並不局限在區塊鏈領域，具備著一定的普遍性。在傳統經濟領域，把英鎊視為圖靈機黑盒來計算美元的問題，如果沒有匯率交易來平衡兩種貨幣價值信息關係的波動，計算也無法得到正確的輸出。
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假設你已經接受了計算的價值，讓我們談談計算的極限。如果把以太坊PoW 挖礦過程視為把真實的物理能量引入區塊鏈，導致其係統內以自組織方式形成的耗散結構更有序。那麼系統相對法幣經濟體的信用就是這種有序網絡結構熵和法幣經濟體本身網絡結構熵的差值。而DeFi 通過消耗以太坊系統內這種有序結構熵完成計算，同時不可避免的導致以太坊系統熵增，那麼DeFi 能夠計算問題的信用規模就受限於以太坊系統本身信用，所有DeFi Token 信用總量是以太坊信用總量子集。在生物圈，能量隨營養級逐級傳遞過程中，平均效率為10%~20%。非常好奇這個效率在以太坊到DeFi 生態中究竟比例如何，我只能說肯定超不過100% 。
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另外也正因為這唯一的公共信道，有些吹泡泡的項目，反而會故意放大波動，通過製造噪音，幹擾計算謀利，也許支持加密計算的智能合約最終能夠解決此類問題，目前無解。
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最後談談本文立論的一朵烏雲，在行文之初，我們默認了，相對於系統內各個地址ETH （以太幣） 狀態而言，以太坊的智能合約是圖靈完備的。但實際情況是，除了外部電力輸入，以太坊作為區塊鏈公鏈，並沒有更多外部世界強制力能有效滲透入其係統內部對計算做修正或乾擾。這種通過自組織實現的圖靈完備，就像受到慣性力影響的圖靈機，如果系統不能保證足夠的能量輸入冗餘，其計算結果的可靠性仍是存疑的，當然也並非完全不能做有效計算，只是證明過程會更加複雜，計算中能夠承載的信用規模也會隨之減小。
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舉一個例子，伴隨著計算，以太坊系統有序度損失，用來表示系統價值的ETH Token 為什麼還增加了。感覺是DeFi 吃完飯沒給錢，抹抹嘴走了，然後所有ETH Token Holder 一起代買單，總感覺以太坊交易手續費還是要銷毀才對。
關於DeFi 能夠帶給以太坊系統的價值，目前看來也還含糊不清。我這裡缺少數據統計研究，只有一個簡單的整體性指標。就是無論中間怎麼傳導，最終一定要以太坊系統整體在挖礦活動中「吃」到了更多的電力（能量） ，使得系統有序度進一步提高，而網絡結構熵減。這種挖礦能耗的增加和DeFi 活躍正相關性越大越好，如若不然，就很可能是引發系統更快崩潰的「正反饋」，而非促進系統更有序的「創新」。
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發散一下
發散談幾個腦洞大點的問題。
