실용형 토큰과 지분 증명: 플랫폼 고정 비용 지불의 혁신적 방식 분석
글: Noam Nisan
번역: Block unicorn
본문은 '지분 증명과 유틸리티 토큰을 갖춘 Web3 플랫폼'에 대해 논의한다. 이는 '블록체인 세계'에서 매우 일반적인 유형의 플랫폼이다. 각 용어의 의미를 간략히 설명하고, 표 1은 2023년 8월 초 기준으로 이러한 플랫폼 중 가장 큰 일부와 그들의 주요 '재무' 지표들을 나열한다.
표 1: 시가총액이 최소 30억 달러 이상인 지분 증명 시스템 및 유틸리티 토큰 (자료 출처: 2023년 8월 7일 stakingrewards.com에서 검색)
여기서 우리의 목적은 이러한 시스템과 그들의 토큰 경제 구조에 관한 단순하면서도 광범위한 원칙을 제시하는 것이다. 이를 우리는 "토큰 이코노믹스(token economics)"라고 부른다. 우리는 극도의 단순함을 추구하며, 특정 시스템마다 그 고유한 목표, 제약 조건 및 환경에 따라 더 복잡한 분석이 필요할 것이다. 그럼에도 불구하고 본문에서 제시하는 관점들이 이러한 문제들을 사고하는 데 유용한 방법이 되기를 바라며, 아마도 설계 초기 단계의 지침 역할도 할 수 있기를 기대한다.
우리가 다루는 시스템 유형
여기서 우리는 '지분 증명과 유틸리티 토큰을 갖춘 Web3 플랫폼'이라는 표현의 의미를 자세히 설명하고, 이러한 플랫폼이 사용자에게 일정한 실질적 가치를 제공해야 하며, 충분히 큰 규모로 성장해야 하며, 운영자들에게 보상을 제공해야 한다고 주장한다.
1.1. Web3 플랫폼
우리는 'Web3 플랫폼'이라는 용어를 어떤 신뢰할 수 있는 중심 기관 없이도 공동의 합의와 신뢰를 가능하게 하는 방식으로 온라인 서비스를 제공하는 모든 컴퓨팅 플랫폼을 지칭하기 위해 사용한다. 기본적인 예시로는 비트코인과 같은 암호화폐, 이더리움과 같은 디지털 경제 플랫폼, 이더리움의 가치를 높여주는 다양한 탈중앙화된 'L2' 계층, 또는 금융(DeFi) 전용의 특수한 탈중앙화 애플리케이션 플랫폼 등이 있다. 이러한 시스템의 핵심은 단일 회사, 기관 또는 정부의 정당한 행동이나 존재 여부에 의존하지 않고도 신뢰할 수 있는 방식으로 계속 작동해야 한다는 점이다. 기본적으로 단일한 신뢰 당사자는 다수의 소규모 조직들 사이의 합의로 대체된다.
물론 은행 및 금융과 같은 전통적이고 검증된 메커니즘을 회피하는 이러한 시스템의 바람직함이나 중요성을 의심할 수 있지만, 본문에서는 많은 사람들이 이런 시스템을 원하며, 일부 응용 분야에서 중심 기관에 의존하지 않는 것이 바람직하고 중요한 것으로 간주한다는 현실을 전제로 한다.
Web3 플랫폼이 제공하는 신뢰 수준은 시스템 신뢰를 지원하는 다수의 참여자들의 규모와 질에 명백히 좌우된다. 따라서 이러한 플랫폼들은 상당한 양의 네트워크 효과를 가진 피드백 루프를 갖는다. 즉 플랫폼이 성장할수록 그에 대한 신뢰가 높아지고, 제공되는 가치가 커지며, 더 많은 참여자가 유입되어 추가적인 성장을 촉진한다.
모든 Web3 시스템의 핵심 요구사항은 처음에는 성장하고, 이후에는 상당한 네트워크 효과를 제공할 수 있는 규모를 유지하는 것이다.
1.2. 지분 증명
Web3 시스템의 보안성은 다수의 소규모 참여자들의 협력과 합의에 기반하므로, 각 Web3 시스템은 '시빌(sybil, 거짓 정체성)' 공격 저항이라는 핵심 과제를 해결해야 한다. 즉 겉보기에 거대한 공격 세력처럼 보이는 집단이 실제로는 하나의 통제 조직에 의해 위장된 여러 공격 집단인지 어떻게 확인할 것인가? 비트코인 네트워크 이후 초기 시스템들은 '작업 증명(proof-of-work)' 메커니즘을 사용하여 이 문제를 해결했다. 이 경우 시스템 보안을 지원하는 참여자들은 컴퓨팅 능력을 입증해야 했다. 비트코인이 보편화되면서 이러한 컴퓨팅 능력의 양은 전 세계 전력 사용량의 상당 부분을 차지할 정도로 증가했으며, 이는 지구 온난화에 무시할 수 없는 영향을 미쳤다.
실제 인간을 식별하는 '휴먼 프루프(human proof)'와 같이 다른 유형의 시빌 저항에 대한 제안들이 있지만, 현재 실제로 중요한 용도로 사용되고 있는 또 다른 선택지는 아마도 '지분 증명(proof-of-stake)'뿐이라고 할 수 있다. 이 시스템에서 참여자는 시스템의 '토큰'을 소유해야 하며, 그들이 보유한 토큰의 수량이 시스템 내에서 그들의 '신원'을 결정하는 기준이 된다. 구체적으로 시스템 내 프로토콜은 이해관계를 가진 다수의 참여자들(또는 아마도 다수 이상의 조직들)이 공동으로 동의함으로써 결정된다.
지분 증명과 작업 증명 시스템에 관한 문헌은 많지만, 아래는 경제학적 관점에서 지분 증명 시스템이 작동하는 전형적인 방식이다. 우선 플랫폼은 일정량의 토큰을 '발행(minting)'하고 어떤 방식으로든 이를 배분한다. 플랫폼 운영에 참여하기 위해 운영자는 토큰 시장에서 일부 토큰을 확보하고 이를 '스테이킹(staking)'해야 한다. 즉 시스템 내에서 정상적으로 운영될 때의 담보물로서 플랫폼에 이를 잠그는 것이다. 스테이킹된 토큰과 지속적인 플랫폼 운영 참여에 대한 보상으로, 일반적으로 플랫폼은 스테이커들에게 추가 토큰을 보상으로 제공한다(이후 그들은 공개 시장에서 이를 매각할 수 있다). 플랫폼 프로토콜에 따라 이러한 보상은 플랫폼 사용자가 지불하는 수수료에서 나오거나 새로 발행된 토큰에서 나올 수 있다. 보상이 새로 발행된 토큰에서 나오는 경우, 전체 토큰 공급량은 명백히 증가할 것이다(즉 토큰은 인플레이션 상태가 된다). 운영자에게 보상하는 또 다른 가능성은 시스템 사용자로부터 일정 부분의 가치를 추출할 수 있는 권한을 부여하는 것으로, 이는 일반적으로 '마이너 추출 가치(MEV)'라고 불린다.
지분 증명 플랫폼의 스테이커들은 사용자 수수료, 새로운 토큰 발행, 사용자로부터의 가치 추출, 혹은 이들의 조합을 통해 보상을 받아야 한다.
위 표에서 우리는 이더리움(시가총액 2000억 달러 이상)과 기타 여덟 개의 수십억 달러 가치의 플랫폼을 포함한 가장 큰 지분 증명 플랫폼들의 '토큰 이코노믹스' 데이터를 확인할 수 있다(작성 당시 약 50개의 플랫폼이 각각 1억 달러 이상의 평가를 받았다). 우리가 볼 수 있듯이, 스테이커들에게 제공되는 실제 보상률(연간 보상, 스테이킹 금액의 백분율 기준)은 2%~20%(APR) 범위에서 변화하며, 중앙값은 약간 5%를 넘는다. 토큰 인플레이션률을 고려해 조정한 실질 보상률은 0%~10% 범위에서 변화하며, 중앙값은 약 3%이다. 이러한 시스템에서 모든 토큰이 스테이킹되는 것은 아니며, 스테이킹 비율은 15%~70% 범위에서 변화하며, 중앙값은 약 50%에 가깝다. 본문의 목적 중 하나는 이러한 숫자들을 사고하는 원칙 있는 방법을 제시하는 것이다.
1.3. 유틸리티 토큰
여러 종류의 토큰이 있으며, 분류 방법도 다양하다. 본문에서는 경제적 용도에 따라 분류하는 데 관심이 있다. 이 분류는 세 가지 유형의 토큰을 포함한다: 결제 토큰, 유틸리티 토큰, 증권 토큰. 결제 토큰은 '화폐' 역할을 하기 위한 것으로, 일반적으로 교환 수단 및 가치 저장 수단의 형태이다. 대표적인 예로는 비트코인과 많은 스테이블코인이 있다. 증권 토큰은 발행자에게 법적 권리나 청구권을 제공하는 금융 도구이며, 금융 증권(예: 주식 또는 채권)과 같다.
유틸리티 토큰은 플랫폼에서 자동으로 일부 서비스를 얻는 데 사용되며, 사용자가 여기서 효용을 얻을 수 있게 한다. 가장 일반적인 경우, 유틸리티 토큰은 플랫폼 사용 수수료를 지불하는 데 사용되며, 플랫폼은 이러한 사용자들에게某种 서비스를 제공한다. 예를 들어 이더리움 블록체인은 이더리움의 '공중 컴퓨터' 장부에서 트랜잭션을 실행하는 서비스를 제공하는데, 이는 많은 사용자가 필요로 하는 서비스이며, 이에 상당한 수수료를 지불하려는 의사가 있다. 이더리움의 로컬 토큰 ETH는 이 서비스를 지불하는 유일한 수단이므로, 잠재적 이더리움 블록체인 사용자는 판매를 원하는 누군가로부터 먼저 ETH 토큰을 구매한 후, 이 토큰을 사용해 이더리움 블록체인에 지불해야 한다.
Web3 플랫폼을 순전히 '실용성' 기반으로 분석할 때, 그러한 시스템의 핵심 목표 중 하나는 사용자에게 가능한 한 많은 실질적 가치를 제공하는 것이 분명하다. 자연스럽게 Web3 플랫폼에 실용성을 제공하려면 충분한 신뢰와 개방성을 유지하면서 동시에 플랫폼에 특화된 다른 요구사항들을 만족시켜야 한다. 토큰을 소유하는 것은 필요한 신뢰 없는 협력을 실현하는 핵심 요소가 되며, 플랫폼을 실용성 측면에서 바라볼 때, 토큰의 목적과 그 토큰 이코노믹스는 실용성 제공이라는 목표에 봉사해야 한다. 우리는 여기서 명확한 '미시경제학적' 접근으로 토큰을 분석할 것이다.
분명히 대부분의 유틸리티 토큰들은 다른 기능도 가지고 있으며 어느 정도는 결제 토큰 역할도 할 수 있다. 예를 들어 사람들은 ETH의 현재 가치가 단지 이더리움 블록체인에서 트랜잭션을 실행하는 데 사용되는 실용성 외에도, 마치 비트코인처럼 가치 저장 및 결제 수단으로서의 용도 때문일 수 있다고 의심할 수 있다. 토큰의 가치 대부분 또는 적어도 상당 부분이 실용성 측면에서 오는 경우, 우리의 분석은 적절할 것이다.
미시 토큰 이코노믹스: 수수료와 사회적 복지
이 섹션에서는 플랫폼을 사용하기 위해 사용자가 지불해야 하는 거래 수수료에 초점을 맞춰 토큰의 미시경제학을 설명한다. 우리는 최적의 거래 수수료란 플랫폼이 거래를 실행하는 데 드는 한계비용(혼잡 비용이 있는 경우 포함)이어야 한다고 생각한다.
유틸리티 토큰을 갖춘 플랫폼은 정의상 사용자에게 어떤 서비스를 제공하므로, 해당 서비스의 시장이 형성될 것이며, 이 시장은 누구에게 서비스가 제공되고 얼마를 지불할지를 결정할 것이다. 본 절은 이러한 시장의 기본 분석을 제공한다.
단순성을 유지하는 것을 목표로 하며, 우리가 실용 기반 Web3 시스템의 기본 경제적 특징을 다룰 수 있을 정도로 가능한 한 단순하게 논의할 것이다. 특히 우리는 '정적(static)' 분석을 고수하며, 시간과 동적 문제를 피할 것이다. 이는 일반적으로 더 어렵지만 정적 상황과 동일한 원칙으로 다뤄야 한다고 생각한다.
2.1. 플랫폼 목표와 사회적 복지
우리가 먼저 해결해야 할 질문은 플랫폼이 무엇을 최적화하려고 해야 하는가이다. 초기 반응은 '플랫폼 구축자들을 부유하게 만들기'일 수 있지만, 이 냉소적인 관점은 플랫폼 생태계에서 기대되는 참여자들의 행동을 무시하며 어떤 의사결정에 대한 제안도 하지 않는다. 우리는 정반대의 관점을 옹호한다: 플랫폼의 목표는 플랫폼이 '세상'에 제공하는 총 가치를 극대화하는 것이며, 경제학자들이 가끔 '사회적 복지 극대화'라고 부르는 것이다.
규범적인 관점에서 시작해보자: 플랫폼은 무엇을 최적화해야 하는가? 플랫폼을 한 회사로 보고 플랫폼의 토큰을 그 회사의 주식으로 본다면, 자연스럽게 '주주'들이 얻는 수익을 극대화하려고 할 것이다. 그러나 이 관점은 Web3 커뮤니티와 일치하지 않는데, 이들은 자신의 인프라를 회사로 보기보다는 사용자에게 공공 서비스를 제공하는 것으로 보는 것을 선호한다. 이더리움 블록체인이 좋은 예인데, 이더리움의 소유자들은 스테이킹하지 않을 때 이더리움 블록체인 운영에서 직접적인 이윤을 얻지 못한다. 앞서 언급한 증권 토큰과 유틸리티 토큰의 구분으로 돌아오면, 전자는 토큰(주식) 보유자의 수익 극대화와 잘 맞지만, 우리가 주목하는 후자는(주로 사용자를 포함하는) 플랫폼 생태계의 가치 극대화와 일치한다.
만약 위의 규범적 논의가 너무 순진하거나 거만하게 보인다면, 더 실용적인 관점을 고려할 수도 있다. 일부 참여자들이 토큰 보유자로서의 개인적 수익을 극대화하는 것처럼 덜 자선적인 목표를 갖고 있다고 가정하자. 장기적으로 그들은 어떻게 이를 달성할 수 있을까? 네트워크 효과는 모든 Web3 시스템에 내재된 추진력이므로, 플랫폼에게 가장 중요한 요소는 성장이다. 더 빠르게 성장하는 플랫폼은 살아남을 것이며, 전체 생태계에 더 많은 '사회적 복지'를 제공할 뿐 아니라 창시자와 토큰 보유자에게도 더 많은 수익을 가져다줄 것이다. 플랫폼이 성장하는 주요 방법은 플랫폼이 가능한 한 많은 실용성을 제공한다는 점을 보장하는 것이다. 이는 사용자가 직접적인 가치를 얻음으로써 플랫폼에 가입하도록 유도할 뿐 아니라, Web3 커뮤니티 내에서 중요한 더 나은 공적 이미지를 제공하는 '사용자 최적화'라는 메시지를 전달한다. 이러한 플랫폼 목표 모델의 적절한 비유는 회사보다는 국가에 더 가깝다. 목표는 다른 모든 이득을 희생시키며 주주 가치를 늘리는 것이 아니라, 궁극적으로 모든 참여자의 상황을 개선하는 전체 경제를 발전시키는 것이다. 이를 플랫폼의 일상 운영으로 번역하면, 결국 다시 사회적 복지 극대화라는 실질적인 목표에 도달하게 된다.
유틸리티 토큰을 갖춘 Web3 플랫폼의 실질적인 목표는 제공하는 사회적 복지를 극대화하는 것이어야 한다.
2.2. 어떻게 사회적 복지를 극대화할 것인가?
따라서 규범적이거나 실용적인 이유로 사회적 복지를 최적화하고자 한다면, 어떻게 해야 할까? 우선 분명히 플랫폼은 유용한 서비스를 제공해야 하므로, 이후 논의에서는 실제로 그런 서비스를 제공한다고 가정한다. 좀 더 구체적으로 들어가 경제 모델을 살펴보자. 우리가 말하는 유용한 서비스란 어떤 사람들에게 유용해야 한다. 이 '어떤 사람들', 즉 플랫폼에서 가치를 얻을 수 있는 사람들을 (잠재적) 사용자라고 부르자. 플랫폼이 제공하는 '서비스' 단위를 추상적으로 거래(transaction)라고 하자. 플랫폼 운영은 몇 가지 자원과 노력이 필요할 수 있으며, 이러한 자원과 노력을 제공하는 사람(또는 회사)을 운영자라고 부르자.
이 모델링 수준에서 사회적 복지 극대화의 기본 문제는 플랫폼이 어떤 거래에 서비스를 제공해야 하는가로 귀결된다. 사용자가 거기서 가치를 얻더라도 거래에 서비스를 제공해서는 안 되는 두 가지 이유가 있다. 첫째, 거래를 서비스하는 비용(노력과 자원)이 사용자에게 제공하는 가치보다 높을 수 있는데, 이 경우 서비스 제공은 전반적으로 부정적인 결과를 낳는다. 둘째, 플랫폼은 용량 제한을 가질 수 있으며, 거래 수요가 제공 가능한 범위를 초과하면 가장 '가치 있는' 거래를 선택하고 다른 거래는 무시해야 한다. 분석을 진행하기 위해 이러한 상황의 매우 단순한 경제 모델을 깊이 파고드는 것이 유용할 것이다.
2.3. 기본 경제 모델
우리 상황의 본질을 포착하는 기본 경제 모델을 설명해보자. 플랫폼이 서비스를 제공받고자 하는 여러 거래 i=1,2,…,N이 있다고 하자. 각 거래 i에는 그것을 시작하는 사용자가 있으며, 이 사용자는 거래에 vᵢ의 가치를 부여한다. 또한 거래에는 한계비용 cᵢ가 있으며, 플랫폼(운영자를 통해)이 그 거래를 서비스하기 위해 발생하는 비용이다(이미 서비스 중인 다른 거래 외에).
고전적 경제 이론에서 상품 단위의 한계비용은 일반적으로 이미 생산된 다른 단위의 수량 함수(증가 또는 감소하는 한계비용)이지만, 우리 경우엔 플랫폼이 특정 용량 제한에 도달할 때까지 거래 비용이 고정되었다고 보는 것이 안전할 수 있다(일정한 고정 운영 비용을 감안할 때).
사회적 복지 극대화란 ∑i∈S (vᵢ-cᵢ)가 플랫폼 용량 범위 내에서 가능한 모든 거래 집합 중에서 최대가 되도록 서비스되는 거래 집합 S를 선택하는 것을 의미한다.
이 모델에서 우리는 어떤 거래에 서비스를 제공해야 할까? 플랫폼의 용량 제한에 도달하지 않았다면, (vᵢ-cᵢ) 값이 양수인 거래, 즉 vᵢ > cᵢ인 거래에 서비스를 제공해야 한다. 이를 어떻게 실현할 수 있을까? 서비스 관련 비용 cᵢ는 플랫폼이 계산(또는 적어도 추정)할 수 있다고 가정할 수 있지만, 거래 가치 vᵢ는 해당 거래에 관심 있는 사용자에게 주관적이므로 오직 그 자신만이 알고 있다.
따라서 이를 실현하는 기본 경제학적 기술은 다음과 같다: 사용자에게 서비스 거래와 동등한 거래 수수료, 즉 cᵢ를 부과한다. 이 경우 사용자는 자신의 개인적 가치 vᵢ가 비용을 초과할 때만, 즉 vᵢ > cᵢ일 때만 거래를 실행할 것이다. 이를 '한계비용 가격 책정'이라 부르며, '경제학 101' 강의에서 소개되는 기본 사실이다. 사회적 복지를 극대화하기 위해 단위의 가격은 단위를 제공하는 '한계비용'과 같아야 한다.
Block unicorn 주석: 이 모델에서 우리는 많은 사용자가 시작하는 거래를 다룬다. 각 거래는 사용자가 부여한 가치와 플랫폼 서비스 비용을 가진다. 경제 이론에서는 일반적으로 상품의 한계비용이 이미 생산된 다른 수량에 의해 결정된다고 보지만, 여기서는 각 거래의 비용이 플랫폼이 특정 용량 제한에 도달할 때까지 고정되었다고 가정한다.
사회적 복지의 극대화란 가능한 모든 거래 중에서 플랫폼 용량에 맞는 거래 집합을 선택하여 총 사용자 가치에서 서비스 비용을 뺀 값을 최대화하는 것을 의미한다. 간단히 말해, 플랫폼은 용량 제한을 보장하면서 사용자가 얻는 총 가치에서 플랫폼 서비스의 총 비용을 뺀 값을 최대화하도록 서비스할 거래를 선택해야 한다.
사회적 복지를 최적화하기 위해 거래 수수료는 한계비용으로 설정되어야 한다. 이는 사용자의 순 효용과 사회적 복지를 일치시킨다.
혼잡 상황에서는 '한계비용'이 서비스하려는 거래가 다른 서비스받지 못한 거래에 미치는 영향도 고려해야 한다. 이 경우 거래 수수료는 거래의 직접 비용 cᵢ뿐만 아니라 '혼잡 비용'도 고려해야 한다. 즉 다른 사용자에게 초래되는 사회적 복지의 순손실이다. 가장 단순하고 흔한 경우에 이것이 어떻게 작동하는지 살펴보자.
단일 차원 GAS 모델: Web3 시스템의 용량 제약을 설명하는 가장 단순하고 흔한 모델이다. 각 거래는 시스템 자원 사용량을 나타내는 크기 si를 가지며(이더리움의 용어를 빌리면 이는 거래가 사용하는 GAS라고 할 수 있음), 시스템은 총 자원(GAS)의 용량 K를 가진다. 따라서 ∑i∈S si ≤ K라면 거래 집합 S는 실현 가능하며, 사회적 복지 극대화는 이 제약 하에서 ∑i∈S(vi-ci)를 최대화하는 것을 의미한다. 또한 이 모델에서 거래 실행 비용은 크기에 비례한다고 간주되며 cᵢ=αsᵢ(α는 어떤 글로벌 상수)이다.
일반적으로 이 최적화 문제를 해결하는 효율적인 알고리즘이 없지만(이는 고전적인 배낭 문제이기 때문), 잘 알려진 탐욕적 근사 알고리즘이 있다. 즉 vᵢ/sᵢ를 감소하는 순서로 거래를 정렬하고, 다음 거래가 용량 제한을 초과하거나 vᵢ
Block unicorn 주석: 위에서 논의된 모델은 매우 단순하며 자연스럽게 실제 플랫폼의 많은 측면을 무시한다. 그러나 우리 단순 모델의 주요 경제적 교훈은 매우 일반적인 상황에서도 계속 유지되어야 한다. 사회적 복지를 극대화하기 위해 거래 수수료는 한계비용과 같아야 한다. 혼잡이 있을 경우 거래 수수료는 '혼잡 비용'도 포함해야 한다.
2.4. 거래 수수료 메커니즘
사회적 복지 극대화를 보장하는 필수 수수료를 이미 확인했지만, 플랫폼이 실제로 이러한 수수료를 징수할 수 있도록 구체적인 메커니즘을 정의해야 한다. 이러한 메커니즘은 플랫폼의 사용자와 운영자가 모두 자신의 효용을 최적화하려는 합리적이고 '전략적'인 방식으로 행동할 것이며, 진정한 사용자나 가짜 사용자 간의 운영자들의 공모도 가능하다는 점을 고려해야 한다.
사용자는 항상 전략적 행동을 할 것으로 가정해야 하지만, 운영자가 자신의 행동에 여지가 있을 때만 운영자의 전략적 행동을 걱정하면 된다. 즉 다른 운영자가 그들의 행동이 규정된 프로토콜에 부합하지 않는다는 것을 '포착'할 수 없다는 의미다.
여지가 없는 운영자는 일종의 일괄 지불인 '블록 보상'을 통해 계속 참여하도록 유도하면 된다.
여지가 있을 때, 예를 들어 운영자가 어떤 거래를 수락할지 결정할 때, 플랫폼 프로토콜은 운영자가 기대하는 방식대로 행동하도록 유도해야 한다. 놀랍게도 단순한 메커니즘조차도 균형점에서 원하는 수수료를 달성할 수 있다.
입찰 지불 메커니즘: 비트코인의 '입찰한 만큼 지불하세요(Pay-your-bid)'를 예로 들면, 이는 어떤 거래를 수락할지 결정하는 가장 단순한 메커니즘 중 하나이며, 왜 이것이 한계비용(혼잡 비용 포함)을 근사적으로 징수하여 사회적 복지를 근사적으로 최적화할 것으로 기대되는지 살펴보자. 기본 메커니즘은 다음과 같다. 특정 시점(블록)에서 단일 운영자(채굴자)가 어떤 거래가 포함될지 결정할 수 있다.
운영자가 어떻게 선택되는지는 중요하지 않으며, 단지 하나가 선택되고 프로토콜이 그 결정이 합의가 될 가능성이 높도록 보장하면 된다. 사용자는 자신의 거래에 대해 입찰을 제시하며, 선택된 운영자는 원하는 입찰의 어떤 하위 집합(주어진 용량 내에서)을 수락하고 수락된 모든 거래에 대해 입찰액을 징수할 수 있다.
장기적으로 균형점에 도달하면 무엇이 기대되는가? 우리가 상황을 거래 공간에 대한 경제 시장으로 본다면, 시장이 균형에 도달하기를 바랄 것이며, 이러한 균형 상태에서 수수료는 한계비용과 같아야 하고 사회적 복지는 극대화되어야 한다.
GAS 모델의 균형: 다시 단일 차원 자원 모델로 돌아가자(복잡하다고 느껴진다면 아래의 Block unicorn 파란색 글씨 주석 참조). 이 모델에서 각 거래 i는 가치 vᵢ, 크기 sᵢ를 가지며, 비용은 크기에 비례하여 cᵢ=αsᵢ이고, 블록의 총 용량은 K로 제한된다. 이제 각 거래 소유자는 입찰 bᵢ를 제시한다. 거래를 수락할지를 결정하는 운영자를 기억한다면, 입찰 bᵢ를 받은 운영자는 ∑i∈S bi를 최대화하는 입찰 집합 S(정수 제약 무시)를 수락할 것이며, 이는 bᵢ/sᵢ 비율이 가장 높은 입찰 집합을 수락하고 블록 용량이 꽉 찰 때까지 계속한다는 것을 의미한다.
입찰 역학이 입찰자가 장기적으로 자신의 거래가 수락되기 위한 최저값 bᵢ를 찾아 입찰하도록 유도할 것으로 기대되며, 이때 bᵢ≤vᵢ이어야 한다. 그렇지 않으면 그들은 bᵢ를 지불하기를 원치 않을 것이다. 이러한 가정 하에 도달하는 균형은 bᵢ/sᵢ 비율이 충분히 높은 입찰자들이 '균형 가스 가격' p로 입찰하고, 가치가 낮은 입찰자들은 더 낮은 값으로 입찰하는 상태가 될 것이다.
즉, 각 vᵢ≥psᵢ인 입찰자는 bᵢ=psᵢ로 입찰하고, vᵢ
혼잡이 없는 경우, 즉 vᵢ≥cᵢ=αsᵢ인 거래들이 블록 용량을 채우지 못하는 경우를 처리하기 위해, 시스템은 프로토콜의 일부로 최소 가스 가격 p*≥α¹³를 규정해야 한다.
Block unicorn 주석: 이 모델 하에서 사용자는 서비스를 위한 최대 지불 의사금액이 서비스에 대한 자신의 평가액보다 높을 때 그 금액을 입찰가로 설정할 것으로 기대된다. 운영자는 자신의 총수입을 극대화하기 위해 입찰/크기 비율이 가장 높은 거래를 선택하는 경향이 있다. 이러한 균형 상태는 가장 가치 있는 거래가 선택되고 한계비용이 적절히 보상됨으로써 사회적 복지를 최대한 높이는 결과를 낳는다.
입찰-지불 메커니즘의 인센티브 호환성 측면에서 우리는 이 메커니즘이 얼마나 빠르게 그리고 어느 정도까지(적어도 근사적으로) 이러한 균형 상태에 도달하는지, 그리고 사용자가 시스템을 적절히 입찰하기 위해 알아야 할 마법 같은 파라미터 p*를 어떻게 찾는지에 관심이 있을 수 있다. 이더리움에서 사용되는 EIP-1559와 같은 더 복잡한 수수료 메커니즘은 입찰 과정을 더 투명하게 만들어('메커니즘 디자인' 용어로 '인센티브 호환성'을 달성) 시스템을 사회적 복지를 극대화하고 수수료를 한계비용과 같게 만드는 효율적인 균형 상태로 직접 이끌 수 있다¹⁴. 이러한 메커니즘을 설계하는 방법에 관한 지식은 이미 많이 축적되어 있으며¹⁵, 이는 더 복잡하고 현실적인 상황에도 적용 가능하다.
사용자로부터의 가치 추출(MEV): 이제 메커니즘이 운영자가 사용자 거래로부터 일부 가치를 추출할 수 있게 할 때 발생하는 '숨겨진 수수료'를 고려해보
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