Bitcoinin kannustinjärjestelmä ja rationaalinen yksilö
Hugo Nguyenin essee Bitcoinin perusteista
Toisin kuin työntodiste ja julkisen avaimen salaus, Bitcoinin kolmas rakennuspalikka ei perustu matematiikkaan, vaan ihmisen käyttäytymiseen. Erityisesti Bitcoin tukeutuu taloudellisten kannustinten järjestelmään ja ihmisiin, jotka vastaavat näihin kannustimiin tehdäkseen voittoa.
Tämä kuulostaa hieman pelottavalta ja jyrkältä siirtymältä pois nykyajan teknologian, kuten tietokoneiden tai tekoälyn, vahvalta matemaattiselta perustalta. Jos olemme oppineet jotain historiasta, se on, että ihmiset eivät ole järin ennustettavia. Olemme loppujen lopuksi biologisia olentoja, jotka on valmistettu “märästä” aineesta. Emme ole kuin “kuivia”, kylmäsydämisiä koneita, jotka voivat laskea asiat oikein tai johdonmukaisesti. Muutamme mieltämme hetkessä. Tämän lisäksi kinastelemme jatkuvasti ja saavutamme tuskin koskaan samanmielisyyttä mistään.
Miten siis voimme perustaa teknologian oikullisen ihmisen käyttäytymisen varaan? Bitcoinin kymmenvuotinen olemassaolo on osoitus siitä, että kenties voimme, ja tämä osa Bitcoinia on yhtä innovatiivinen kuin työntodiste ja julkisen avaimen salauksen käyttö, joita tarkastelimme jo aiemmissa kirjoituksissa.
Bitcoinin kannustinjärjestelmä perustuu oletukseen, että ihmiset ovat rationaalisia toimijoita. Jos ihmiset ovat rationaalisia, heitä kannustetaan osallistumaan louhintaan, ostamaan ja säilyttämään Bitcoinia. Rationaalisuuden käsite on uskomattoman tärkeä, mutta sitä pidetään usein itsestäänselvyytenä, joten siihen on syytä syventyä tarkemmin.
Taloudellinen rationaalisuus
Taloustieteessä rationaalisuuden tai taloudellisesti rationaalisen yksilön käsitteestä on käyty suurta keskustelua. Tästä huolimatta taloustieteilijät ovat edelleen erimielisiä täsmällisestä määritelmästä. Taloudellisen rationaalisuuden ytimessä on kuitenkin keskeinen ajatus siitä, että ihmiset toimivat maksimoidakseen odotetun hyödyn. Toisin sanoen, kun ihmiselle esitetään useita vaihtoehtoja, he valitsevat sen, joka heidän mielestään tekee heistä onnellisemman, toisin sanoen maksimoi nettohyödyn, joka on yhtä suuri kuin kokonaishyöty vähennettynä kokonaiskustannuksilla. Tätä kutsutaan odotetun hyödyn teoriaksi (engl. expected utility theory, EUT).
Gabriel Cramer ja Daniel Bernoulli keksivät idean 1700-luvulla. Sen merkitys on kasvanut aikojen saatossa merkittävästi. Nykyään odotetun hyödyn teoria hallitsee taloustieteellistä ajattelua ja sitä käytetään laajalti monissa taloudellisissa malleissa ja tosielämän politiikkatoimissa.
1900-luvun loppupuolella alkoi kuitenkin syntyä epäilyksiä: Käyttäytyvätkö ihmiset todella taloudellisesti rationaalisten yksilöiden tavoin, kuten odotetun hyödyn teoria kuvasi?
Kun valinnat ja seuraukset ovat selkeät ja mitattavissa, optimaalisten päätösten tekemiseen ei liity kovin montaa ongelmaa. Mutta kun valinnat ovat monimutkaisia, seuraukset vähemmän selkeitä, vähemmän mitattavissa, päätöksemme voivat olla selvästi epäjohdonmukaisia. Joten ehkä ihmiset ovat rationaalisia, mutta rajoitetun tietämyksen ja omien kognitiivisten rajoitusten takia olemme rationaalisia vain tiettyyn pisteeseen saakka.
Toisin sanoen ihmiset ovat rationaalisia vain silloin, kun matematiikka on suhteellisen yksinkertaista. Tämä on ajatus “rajoitetusta rationaalisuudesta”, jonka Herbert Simon esitti 1950-luvulla.
Daniel Kahneman ja Amos Tversky havaitsivat, että irrationaalinen käyttäytyminen on oikeastaan melko yleistä ja ei-satunnaista. He loivat tämän ajatuksen ympärille niin sanotun prospektiteorian kuuluisassa vuoden 1979 julkaisussaan. Prospektiteoria kuvaa useita ihmisen käyttäytymisen systeemisiä vinoumia — kuten tappioiden välttämisen (engl. loss aversion) — mikä saa meidät usein toimimaan irrationaalisesti.
Prospektiteoriasta tuli perusta uudelle käyttäytymistaloustieteen tutkimukselle. Se ohjasi tutkijat myös kohti parempaa taloustieteen tekemisen tapaa: esittämään teorioita, jotka perustuvat vähemmän abstrakteihin, normatiivisiin ajatuksiin, ja enemmän kovaan näyttöön ja dataan.
Rationaalinen käyttäytyminen: biologiset lähtökohdat
Me olemme selviytymiskoneita — robottiajoneuvoja, jotka on ohjelmoitu sokeasti säilyttämään geeneinä tunnettuja itsekkäitä molekyylejä.
Ennustaminen monimutkaisessa maailmassa on uskalias yritys. Jokainen selviytymiskoneen tekemä päätös on uhkapeliä, ja geenien tehtävänä on ohjelmoida aivot etukäteen niin, että ne tekevät keskimäärin kannattavia päätöksiä. Evoluution kasinossa käytetty valuutta on selviytyminen, tiukasti ottaen geenin selviytyminen, mutta monissa tapauksissa yksilön selviytyminen on kohtuullinen arvio.
- Richard Dawkins [1]
Rationaalisuuden juuret voivat olla myös biologiassa, varsinkin jos tarkastellaan kelpoisimman selviytymistä geenin tasolla, ei yksilön tasolla [2]. Tätä kutsutaan itsekkään geenin teoriaksi (engl. The Selfish Gene Theory), jonka ovat kehittäneet muun muassa John Maynard Smith, W. D. Hamilton ja Richard Dawkins. Itsekkään geenin teoria olettaa DNA:n olevan tärkein tiedonsiirtoväline sukupolvien välillä ja ajan myötä populaatio siirtyy kohti evolutionaarisesti vakaata strategiaa.
Koska maailmassa on hyvin rajallinen määrä resursseja ja koska jokainen meistä on biologisesti viritetty säilymään hengissä ja siirtämään geenimme, meidän on pakko kilpailla saatavilla olevista resursseista. Tämä tarkoittaa, että muiden asioiden pysyessä yhtäläisinä:
- Kun on mahdollisuus hankkia voittoja (aineellisia tai aineettomia), oletusarvoinen toimintatapamme on tarttua mahdollisuuteen maksimoidaksemme selviytymismahdollisuutemme tulevaisuuden epävarmuuden vuoksi.
- Kun kaksi tai useampi tällainen mahdollisuus ilmenee, tartumme siihen, josta saamme enemmän voittoa sillä edellytyksellä, että voitot voidaan arvioida tarkasti. Myös tällöin pätee se, että maksimoimme selviytymismahdollisuutemme tulevaisuuden epävarmuuden vuoksi.
Tämä on verrattavissa odotetun hyödyn teoriaan, mutta se on vain muotoiltu evoluution näkökulmasta.
Todellisuudessa voittojen mittaaminen on subjektiivista ja siirrettävissä yksilöiden välillä vain yhden mittayksilön (engl. unit-of-measurement, UoM) puitteissa, kuten dollari- tai kultahinnoissa. Esimerkiksi vangin dilemman tapauksessa mittayksikkö on vankilassa vietettävien vuosien lukumäärä. Vaikeuksia syntyy, kun ei ole johdonmukaista mittayksikköä tai mittayksikköä ei ole helppo muuntaa, esimerkiksi minkä rahan arvoinen on yksi vankilassa vietetty vuosi?
Joten rationaalisuus, vaikka se onkin koodattu geenin tasolla, on todennäköisesti hyvin karkea heuristiikka. Geenit eivät loppujen lopuksi voi parantaa maailmallista tietoa yhtäkkiä paremmin saatavilla olevaksi tai vähentää maailmaan luonnostaan liittyvää monimutkaista matematiikkaa. Mutta geenit voivat varmistaa perustason korkean voittoprosentin strategian: ohjelmoida meidät hankkimaan resursseja resursseiltaan rajallisesta maailmasta. Saatat päätyä ottamaan enemmän kuin tarvitset, mutta on parempi erehtyä ottamaan ehkä jopa jotain tarpeetonta kuin katua varmasti ottamatta jättämistä seuraavana päivänä.
Bitcoinin kannustinjärjestelmä
Edellä olemme todenneet, että ihmisen käyttäytyminen, vaikka se on oikullista ja kärsii järjestelmällisistä vääristymistä, on todennäköisesti rajoitetusti rationaalista, joka on koodattu geenien tasolla. Mitä yksinkertaisempi ongelma ja matematiikka, sitä todennäköisemmin teemme optimaalisen, rationaalisen päätöksen.
Bitcoinin kannustinjärjestelmä kuuluu enimmäkseen tähän luokkaan. Mikä on Bitcoinin kannustinjärjestelmä?
(a) Kiinteä tarjonta: Bitcoineja ei voi koskaan olla enempää kuin 21 miljoonaa kappaletta
(b) Louhintatuki: Uusia bitcoineja syntyy joka kerta, kun louhija löytää voittavan, kelvollisen lohkon. Uusien tuotettujen bitcoinien määrä supistuu geometrisesti niin, että uusien tuotettavien bitcoinien määrä vähenee puoleen 210 000 lohkon välein tai noin joka neljäs vuosi. Kirjoittamishetkellä (joulukuu 2018) lohkopalkkio on 12,5 bitcoinia per lohko.
(c) Siirto- eli transaktiomaksut: Käyttäjät sisällyttävät siirtomaksut siirtopyyntöihinsä maksuina louhijoille näiden tapahtumien käsittelystä. Siirtomaksut noudattavat tarjonnan ja kysynnän markkinavoimia. Kun lohkot ovat täynnä, siirtomaksut ovat korkeita. Ja kun lohkot ovat puolestaan tyhjiä, siirtomaksut ovat alhaisimmillaan.
Tarkastellaan lyhyesti erikseen jokaista osatekijää ja katsotaan, miten rationaalisuus vaikuttaa näiden kannustimien toimintaan.
(a) Kiinteä tarjonta on Bitcoinin ensisijainen taloudellinen kannustin. Jos Bitcoin onnistuu, se on kaikkein niukin olemassa oleva omaisuuserä koskaan — paljon niukempi kuin edes kulta tai timantit. Jos ihmiset ovat rationaalisia ja muiden asioiden pysyessä yhtäläisinä, ihmisten pitäisi mieluummin suosia niukinta mahdollista arvon säilyttäjää, kun tarjolla on useita omaisuuseriä.
(b) Louhintatuki on väliaikainen kannustin, mutta se oli olennainen Bitcoinin käynnistämiseksi. Bitcoin, kuten useimmat verkot, kärsi muna vai kana -ongelmasta: Miksi muutaman ensimmäisen ihmisen pitäisi osallistua aloittelevaan verkkoon, kun tuskin kukaan muukaan osallistuu? Verkon tukeminen puhtaasti voittoa tavoittelemattomilla vapaaehtoisilla olisi kestämätöntä. Bitcoin ratkaisi tämän ongelman antamalla varhaisille omaksujille suuremmat palkkiot tuen muodossa. Jos ihmiset olisivat rationaalisia ja arvioivat Bitcoinilla olevan mahdollisuuksia menestyä, tuen tulisi toimia riittävän vahvana kannustimena Bitcoinin louhintaan liittyvien alkuvaiheen riskien ja epävarmuuksien voittamiseksi. Tuki osti Bitcoinille aikaa, kunnes siitä tuli riittävän vahva suojautumaan ulkoisilta hyökkäyksiltä. Tämä oli myös oikeudenmukaisin tapa jakaa bitcoineja: niitä annettiin niille ihmisille, jotka uskoivat projektiin eniten ja myötävaikuttaneet sen menestykseen silloin kun kukaan muu ei. Käynnistysvaiheen jälkeen louhintatuella ei kuitenkaan ole merkitystä pitkällä aikavälillä.
(c) Siirtomaksut ovat Bitcoinin toinen todellinen kannustin. Kuten todettiin, pitkällä aikavälillä Bitcoinin on poistettava louhintatuki kokonaan, jotta se ei riko (a)-kohdan niukkuuskannustinta. Kuten Satoshi totesi: “Muutaman vuosikymmenen kuluttua palkkiosta tulee liian pieni, siirtopalkkioista tulee tärkein korvaus solmuille.”
Jos siirtopalkkiot ovat riittävän korkeat ja ihmiset ovat rationaalisia, pitäisi olla olemassa terve louhintateollisuus verkon turvallisuuden varmistamiseksi. On syytä huomata, että koska siirtopalkkiot ovat erittäin muuttuvainen tekijä — mikä on jyrkässä ristiriidassa kiinteän tarjonnan ja kiinteän inflaatioaikataulun kanssa — matematiikka, joka liittyy siirtomaksujen tavoittelun vaihtoehtoiskustannusten laskentaan, on monimutkaisempaa. Bitcoinin siirtymistä siirtomaksupohjaiseen malliin ei ole koestettu, ja jää nähtäväksi, tapahtuuko siirtymä sujuvasti.
Niinpä osoittautuu, että Bitcoinin kestävyys riippuu suuresti ihmisen rationaalisesta käyttäytymisestä. Tämä on kriittinen asia ja näkökohta, jossa Bitcoin on kultaa huonompi, joka edellinen kestävä rahakanta. Jos ihmiset päättävät lopettaa kullan käytön rahana (kenties irrationaalisesti) kulta pärjää kyllä. Sitä olisi edelleen luonnossa, ja se voisi palata rahaksi vuosisatoja myöhemmin. Jos ihmiset päättävät lopettaa Bitcoinin käytön tai louhinnan (kenties irrationaalisesti), se täytyy käynnistää myöhemmin uudelleen tai sitä ei enää ehkä onnistuta käynnistämään koskaan uudelleen.
Vastineena tästä ala-arvoisuudesta, Bitcoin on ylivoimainen kultaan verrattuna lähes kaikilla muilla toivottavan rahahyödykkeen mittareilla mitattuna, esimerkiksi siirrettävyys ja kuljetettavuus.
Sivuhuomautus: kehittämiskannustin
Lienee syytä sanoa muutama sana kehittämiskannustimesta, koska Bitcoin on ohjelmisto ja vaatii aktiivista kehittämistä ja ylläpitoa [3]. Koska kyse on enemmän resurssien kohdentamisesta kuin itse digitaalisesti niukan rahan luomisesta, voit vapaasti ohittaa tämän osion. Kehityskannustin yleensä on riippumaton Bitcoinin yllä kuvastusta kannustinjärjestelmästä.
Toisin kuin louhijoilla, kehittäjillä ei ole suoraa taloudellista kannustinta Bitcoinin suojaamiseen ja kehittämiseen. Sen sijaan Bitcoin-ohjelmistokehitys perustuu vapaaehtoiseen avoimen lähdekoodin ohjelmistojärjestelmään, jossa kehittäjät, jotka ovat lähimpänä Bitcoinin kypherpunk-eetoksen kanssa, ovat motivoituneita tekemään töitä sen parissa vapaa-ajallaan. Tämä saattaa vaikuttaa tehottomalta, ja ehkä Bitcoinin kannustinjärjestelmän tähänastisen menestyksen vuoksi useat vaihtoehtoiset kryptokolikot ovat yrittäneet ratkaista tämän ongelman lisäämällä protokolliinsa kehittämiskannustimen.
Protokollien sisäinen kehittämiskannustin on kuitenkin erittäin haastava. Syynä on se, että poikkeaa suuresti Bitcoinin alkuperäisestä kannustinjärjestelmästä, jossa on joitakin hyvin erityisiä ominaisuuksia:
- Yhteinen tavoite voidaan määritellä matemaattisesti: louhijoille maksetaan tarkisteesta, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin nykyinen vaikeustavoite.
- Yhteinen tavoite on laskennallisesti todennettavissa: louhijan työ kohti tavoitetta on edullisesti kenen tahansa todennettavissa ja louhijat palkitaan vasta todentamisen jälkeen.
Tämä tekee Bitcoinin kannustinjärjestelmästä automaattisen. Toisin sanoen, se ei tarvitse ihmisen väliintuloa toimiakseen, ja se voi toimia turvallisesti protokollan kiinteinä sääntöinä. Protokollien sisäiset kannustimet ovat yleensä järkeviä, jos tavoitteet voidaan määritellä matemaattisesti ja todentaa laskennallisesti.
Kehittämistavoitteet ovat kuitenkin usein erittäin epäselviä [4], eivätkä ne ole matemaattisesti määritettyjä tai laskennallisesti todennettavissa. Esimerkiksi tyypillinen kehitystavoite on skaalata Bitcoin käsittelemään kaksinkertainen määrä liikennettä heikentämättä verkon yleistä turvallisuutta tai Bitcoinin olennaisia ominaisuuksia. Mielipiteet kuitenkin eroavat jyrkästi siitä, mitä “verkon turvallisuus” tai Bitcoinin “olennaiset ominaisuudet” tarkoittavat. Näitä tavoitteita, vaikka ne jotenkin saavutettaisiin, on vaikea edullisesti todentaa tai varmentaa. Viime kädessä tämä tarkoittaa, että nämä tavoitteet vaativat subjektiivisia inhimillisiä arvioita. Niinpä ne ovat huonoja ehdokkaita sisällytettäviksi protokollaan, mutta tästä huolimatta lisäävät yleiskustannuksia olematta välttämättä lainkaan hyödyllisiä. Kehittämiskannustin on parempi käsitellä ketjun ulkopuolella.
Yhteenvetona todettakoon, että toisin kuin muut Bitcoinia edeltäneet teknologiat, niin ihmisen käyttäytyminen on osa sen liikkuvia ydinosia. Se on ensimmäinen laatuaan.
Bitcoinin riippuvuus ihmisen käyttäytymisestä olettaa epäsuorasti ihmisten olevan rationaalisia toimijoita. Tämä rationaalisuusoletus saattaa rikkoutua tietyissä tilanteissa, kuten silloin, kun tietoa on tarjolla rajoitetusti tai kun vaihtoehtoiskustannuslaskennasta tulee liian monimutkaista. Tai sellaisen buddhalaismunkkien yhteisössä, joka on syntymässään opetettu hylkäämään aineellinen hyvä. Tai kuvittele maailma, jossa resursseja on tarjolla äärettömän runsaasti: on todennäköistä, että siellä elävät olennot kehittyvät käyttäytymään tavoilla, jotka eivät perustu kilpailuun tai hyödyn maksimointiin [5].
Tästä huolimatta on vahvaa näyttöä sen puolesta, että me ihmiset olemme jossain määrin rationaalisia tai ainakin rajoitetusti rationaalisia. Juuri tähän rajoitettuun rationaalisuuteen Bitcoinin selviytyminen perustuu. Bitcoin tarvitsee rationaalisia toimijoita verkkonsa käynnistämiseksi. Bitcoin tarvitsee järkeviä toimijoita ostamaan kestävän ja toimivan rahan arvolupauksen, HODLaamaan hinnalla millä hyvänsä ja näin kasvattamaan sen hintaa. Bitcoin tarvitsee rationaalisia toimijoita osallistumaan louhintaan ja ylläpitämään verkkoa seuraavien 100–1000 vuoden ajan. Voimmeko me ja tulevat sukupolvet pysyä rationaalisina aina ja ikuisesti? Vai olisimmeko tyhmiä ja luopuisimme ajatuksesta ennenaikaisesti, riippumatta siitä, kuinka kestävältä ja toimivalta se kuulostaakin?
Erityinen kiitos Murad Mahmudoville, Nic Carterille ja Steve Leelle heidän äärimmäisen arvokasta palautteestaan.
[1] Geenin itsekkyys, Richard Dawkins. Suomenkielinen painos on ollut loppuunmyytynä jo vuosia, mutta 40-vuotisjuhlapainos on saatavilla esim. Amazonin kautta
[2] “Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että ahneudella on geneettinen perusta. On mahdollista, että ihmiset, joilla on lyhyempi versio häikäilemättömyysgeenistä (AVPR1a), saattavat käyttäytyä itsekkäämmin.” (Wikipedia). Katso myös Nature-lehdessä julkaistu artikkeli ja kasvavaan genotaloustieteen alaan liittyvä artikkeli.
[3] Äskettäin löydetty konsensuskriittinen ohjelmistovirhe, jonka tunnus on CVE-2018–17144, korjattiin nopeasti. Jos sitä oltaisiin hyödynnetty, joitakin Bitcoin-solmuja olisi voitu huijata hyväksymään lohko, joka kasvattaisi tarjontaa yli 21 miljoonan bitcoinin rajan. Tämä tapahtuma osoittaa ohjelmistokehityksen vaikean luonteen kehitystiimin laadusta huolimatta (lue Jimmy Songin analyysi tästä tai oma analyysini ohjelmistovirheestä täältä). On myös mahdollista, että Bitcoin-protokolla luutuu joskus tulevaisuudessa, mikä vähentää aktiivisen kehittämisen tarvetta, ellei kokonaan poista tätä (toisin sanoen kriittiset virheet on ehkä vieläkin korjattava)
[4] Ohjelmistovaatimusten sumea luonne ja vaikeudet kirjoittaa tarkkaa “speksiä” ovat ohjelmistoteollisuuden hyvin tunnettuja haasteita.
[5] Huomaa, että tästä viimeisestä esimerkistä voidaan esittää, että tämä käyttäytyminen ei oikeastaan ole irrationaalista tässä yhteydessä. Käytämme tässä yhteydessä kuitenkin “rationaalisuutta” löyhästi tarkoittaen hyödyn maksimointia, ei välttämättä sitä, että se perustuu logiikkaan tai järkeen.
Suomennos Hugo Nguyenin (Twitter) kirjoittamasta artikkelista “Bitcoin’s Incentive Scheme and the Rational Individual”. Artikkeli on julkaistu alun perin Mediumissa 24.12.2018.
Hugo Nguyen on työskennellyt Litecoinin kehittämisen parissa Litecoin Foundationissa. Hänellä on yli 10 vuotta kokemusta ohjelmistokehitystä. Hän vietti yli seitsemän vuotta vanhempana ohjelmistokehittäjänä. Nykyisin hän työskentelee mobiilikehittäjänä YCombinatorista ponnistaneen Scribdin palveluksessa.
Kirjoituksen on suomentanut Thomas Brand (Twitter).
