[论文解读] Digital Social Contracts: A Foundation for an Egalitarian and Just Digital Society

Luca Cardelli, Liav Orgad+3 more|arXiv (Cornell University)|May 13, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 14被引用 5

一句话总结

本文提出数字社会契约——一种在数字领域中自愿、基于代码的协议，通过将社会规范和规则编码为可执行程序，使平等、自治的社会成为可能。该文使用转移系统和一种社会契约编程语言（SCPL）对这些契约进行形式化，展示了其通过符合‘代码即法律’原则的可证明正确、去中心化的实现，来建模民主治理、共享经济和公平货币网络的能力。

ABSTRACT

Almost two centuries ago Pierre-Joseph Proudhon proposed social contracts -- voluntary agreements among free people -- as a foundation from which an egalitarian and just society can emerge. A \emph{digital social contract} is the novel incarnation of this concept for the digital age: a voluntary agreement between people that is specified, undertaken, and fulfilled in the digital realm. It embodies the notion of "code-is-law" in its purest form, in that a digital social contract is in fact a program -- code in a social contracts programming language, which specifies the digital actions parties to the social contract may take; and the parties to the contract are entrusted, equally, with the task of ensuring that each party abides by the contract. Parties to a social contract are identified via their public keys, and the one and only type of action a party to a digital social contract may take is a "digital speech act" -- signing an utterance with her private key and sending it to the other parties to the contract. Here, we present a formal definition of a digital social contract as agents that communicate asynchronously via crypto-speech acts, where the output of each agent is the input of all the other agents. We outline an abstract design for a social contracts programming language and show, via programming examples, that key application areas, including social community; simple sharing-economy applications; egalitarian currency networks; and democratic community governance, can all be expressed elegantly and efficiently as digital social contracts.

研究动机与目标

• 通过用去中心化、自愿的平等参与者协议取代自上而下的垄断控制，解决数字平台中的权力失衡问题。
• 将启蒙时代社会契约理论的实际应用转化为一种基于编程语言和形式化方法的可执行框架，以适用于数字社会。
• 通过确保平等参与、抵抗Sybil攻击以及可验证的合规性，使民主、公平且自治的数字社群成为可能。
• 设计一种编程模型——社会契约编程语言（SCPL），使用户能够在分布式、异步环境中指定并强制执行集体规则。
• 证明核心社会功能——治理、资源共享和货币发行——可以优雅且形式化地表达为数字社会契约。

提出的方法

• 将数字社会契约形式化为一个转移系统 SC = (S, l₀, T)，其中状态表示代理的历史，转移通过数字言语行为编码动作。
• 定义一种社会契约编程语言（SCPL），其中代理通过使用公钥身份的签名消息（数字言语行为）异步通信。
• 设计一个编译器 AtoD，将社会契约（SC）映射到分布式系统（SCDS），确保逻辑契约与其实现之间的语义等价性。
• 使用消息存储来追踪代理历史与共享对角线（全局账本）之间的差异，从而基于消息的可用性实现可靠的输入转移。
• 通过从 SCDS 状态到 SC 状态的严格同态 f，证明编译器 AtoD 的正确性，表明 SCDS 正确地实现了 SC。
• 利用双语相似性，将无限状态空间可能地缩减为有限表示，从而实现高效且可扩展的编译。

实验结果

研究问题

• RQ1 社会契约理论如何通过一个形式化、可执行的模型在数字时代具体实现？
• RQ2 数字社会契约能否以一种确保权力均等分配、防止Sybil攻击并强制实现公平结果的方式实现？
• RQ3 高层次的社会契约规范与低层次的分布式实现（作为程序）之间存在何种正式关系？
• RQ4 数字言语行为——签名消息——如何作为自治数字社会中交互的基本单元？
• RQ5 在多大程度上，治理、资源共享和货币发行等核心社会功能可以被建模为具有可证明正确性的数字社会契约？

主要发现

• 数字社会契约被正式定义为一个转移系统 SC，其中每个代理的状态捕获其动作和消息的历史。
• 编译器 AtoD 将任何社会契约 SC 映射到一个分布式系统 SCDS，通过严格同态证明 SCDS 正确地实现了 SC。
• SCDS 中的消息存储精确捕捉了代理历史与全局对角线之间的差异，从而支持可靠的输入转移。
• 形式化模型确保只有契约允许的动作才能被执行，防止非合作或故障行为。
• 该框架通过优雅且可证明正确的 SCPL 程序，支持民主治理、共享经济和公平货币网络等关键应用。
• 该方法通过要求真实、密码学绑定的身份，实现‘一人一票’机制，并减轻Sybil攻击的影响。