Förstå spelteorin bakom Ethereum

Sammanfattning: När människor investerar i kryptovaluta tänker de ofta på dess inneboende värde och potentiella prisrörelser. En annan viktig aspekt är spel teori, vilket skapar incitamenten i väldesignade blockkedjenätverk. I den här artikeln får du lära dig att se spelets "dolda regler".

---

Vad är spelteori?

Spelteori är en gren av tillämpad matematik som utforskar mänskligt beteende i konkurrensutsatta eller kooperativa miljöer. Den studerar hur människor reagerar i scenarier som kräver komplext beslutsfattande: samarbetar eller konkurrerar de?

Låt inte termen förvirra dig: spelteori handlar mer om matematik än om monopol. Konceptet användes från början inom ekonomi, men det har sedan dess utvecklats till andra discipliner, inklusive blockchain.

Spelteoretiska modeller används för att förutsäga spelares potentiella beteende inom ett system, såväl som de möjliga resultaten av deras handlingar. Dessa modeller kan användas av bland annat sociologer, psykologer och politiker.

Spelteorin särskiljer tre nyckelelement:

• Spelare: de strategiska aktörerna inom en miljö eller ett spel;
• Strategi: planen som alla "rationella" spelare skulle överväga baserat på spelreglerna och omständigheterna;
• utdelning: resultatet eller resultatet.

Andra element är informationen tillgängliga vid varje given punkt, och den sk jämvikt, vilket är punkten i ett spel där alla spelare har fattat sina beslut och ett resultat uppnås.

Även om vi kan observera spelscenarier över ett brett spektrum av mänskliga aktiviteter, är kryptovaluta en av de mest intressanta applikationerna.

Eftersom blockchain involverar interaktioner mellan noder eller blockvalidatorer i ett decentraliserat nätverk, är spelteori avgörande för att förutsäga hur dessa noder (dvs. personerna som kör dem) kommer att bete sig.

Spelteorin gör det möjligt för kryptovalutor – som Ethereum, när det flyttas till Proof of Stake – att undvika störningar och säkerställa blockkedjans tillförlitlighet.

Nash-jämvikten

I filmen A Beautiful Mind, Russell Crowe spelar matematikern John nash, som skapade en av de mest kända spelteorierna, nu kallad "Nash-jämvikten".

Som beskrivs i filmklippet ovan är det bästa resultatet av ett spel när det inte finns något incitament att avvika från en initial strategi. En individ kan inte få någon nytta av att ändra handling under spelet, förutsatt att andra spelare håller fast vid sina strategier. Ett spel kan ha flera Nash-jämvikter, eller inga alls.

I Nash-jämvikten är varje spelares strategi det bästa resultatet när man överväger andra spelares beslut. "Det bästa resultatet kommer från att alla i gruppen gör det som är bäst för sig själv, och gruppen."

Nash-jämvikten stipulerar att den optimala strategin för en spelare är att hålla sig till den initiala planen samtidigt som man känner till motståndarens strategi, och att alla aktörer bör behålla samma strategi. Om ingen ändrar sin strategi, även när de känner till de andra spelarnas strategi, då är Nash-jämvikten bevisad.

Fångarens Dilemma

Låt oss ta ett annat känt exempel: Fångens dilemma.

I detta imaginära scenario har två brottslingar (A och B) gripits av polisen och förhörs separat. Åklagaren som intervjuar brottslingarna försöker övertyga dem om att vittna mot varandra i utbyte mot ett reducerat straff.

Här är reglerna för "spelet":

• Om A vittnar mot B släpps han fri, och B grips för fem år, och vice versa.
• Om båda vittnar mot varandra grips de båda för tre år.
• Men om både A och B håller tyst och inte sviker varandra döms de bara till ett år i fängelse, med tanke på bristen på tillräckliga bevis.

Utbetalningsmöjligheterna ser ut så här:

	B förråder A	B är tyst
A förråder B	Både A och B fängslade i 3 år.	A släpps fri. B döms till fängelse i 5 år.
A förblir tyst	B försätts på fri fot. A är fängslad i 5 år.	Både A & B är fängslade i 1 år.

Det bästa scenariot individuellt för A (eller B) är att förråda och bli fri. Det skulle dock kräva att den andra personen håller tyst, och bristen på kommunikation gör det omöjligt att förutsäga vilket beslut den andra skulle fatta.

Inför en vinst skulle de flesta fångar troligen välja att agera utifrån egenintresse genom att förråda.

Men om båda brottslingarna sviker får de tre års fängelse, vilket inte är det bästa resultatet.

Därför skulle den optimala lösningen vara att båda inte sviker, och bara får ett år istället för tre.

Föreställ dig att du är en av brottslingarna. Vad skulle du göra: vara tyst eller förråda din partner?

Spelteori, krypto och incitament

Spelteoretiska modeller som Prisoner's Dilemma är avgörande när man bygger ett decentraliserat ekonomiskt system som en blockchain.

När han designade bitcoin använde Satoshi Nakamoto en kombination av kryptografi och spelteori för att skapa ett system som inte behöver övervakas av en centraliserad enhet. Spelteorin säkerställer med andra ord att alla spelare är anpassade för att hålla nätverket säkert.

Användningen av spelteori i krypto har lett till begreppet kryptoekonomi, som kombinerar kryptografi – som används för att bevisa och autentisera tidigare händelser – med ekonomiska incitament, som används för att uppmuntra framtida beteende som kommer att gynna hela nätverket.

Kryptoekonomi handlar mycket om spelteori, eftersom den undersöker beteendet hos blockkedjenoder baserat på de incitament som protokollet ger, med hänsyn till de mest rationella och troliga besluten.

Till exempel är Ethereum blockchain designad som ett offentligt, decentraliserat nätverk av distribuerade noder: servrar som lagrar hela transaktionshistoriken. Varje nytt block som läggs till i kedjan måste komma överens om av alla noder, även om de inte kan lita på varandra (eftersom vem som helst kan snurra upp en skadlig nod).

Så, hur kan ett sådant decentraliserat system upptäcka och undvika dåliga spelare?

Hittills har Ethereum förlitat sig på Proof of Work (PoW) konsensusalgoritmen, som skyddar blockkedjan från skadlig aktivitet genom att använda kryptografiska mekanismer (dvs hårda matematiska problem) som gör gruvprocessen krävande och dyr.

Detta uppmuntrar gruvnoder att uppträda ärligt, eftersom de annars kan bli förbjudna, vilket slösar dyrbar energi och ansträngning. Som ett resultat når varje gruvarbetare det mest rationella beslutet att agera ärligt och bidra till säkerheten för blockkedjan.

När Ethereum övergår till Proof of Stake måste validerare satsa minst 32 ETH (cirka $50,000 XNUMX när detta skrivs) för att köra en nod. Om en validerare försöker skriva ett dåligt block till det nya Ethereum, istället för att slösa energi och elektricitet, förlorar de potentiellt sin insatta ETH.

Med både PoW och PoS, spelreglerna gör det i ditt bästa intresse att hålla spelet igång bra.

Hur spelteori säkrar blockkedjor

Spelteori är avgörande när man designar ett blockkedjesystem, med tanke på att blockkedjor inte har någon central auktoritet att hantera transaktioner. Istället måste användare lita på gruvarbetare eller blockvaliderare som samarbetar kontinuerligt för att lägga till nya block och få belöning för deras ansträngning.

Incitamenten – som att bli belönad ETH för att köra en Ethereum-valideringsnod – måste anpassa alla spelare. Du satsar Ethereum, och du tjänar Ethereum, vilket gör dig mer engagerad i att säkra värdet av Ethereum, i en självförstärkande loop.

I alla PoS-system är det dock möjligt att helt enkelt "köpa upp" majoriteten av nätverket i vad som kallas en 51% attack: du skulle då ha "röstkraft" att skriva vad du vill till blockkedjan.

Med dagens priser skulle det kräva Ethereum till ett värde av cirka 100 miljarder dollar, vilket är möjligt, eftersom den största Ethereum-plånboken rymmer $ 20 miljarder. Men när du slutför din 51%-attack, skulle investerare förlora tron ​​på Ethereum-nätverket, förmodligen förkasta en alternativ version, och dina 100 miljarder dollar skulle vara värdelösa.

Ethereum, återigen, räddas av spelteori!

Investerare Takeaway

Som John Nash inser i filmklippet ovan visar spelteori det bästa resultatet är när vi agerar båda i vårt eget intresse, och i gruppens intresse.

Tack vare en kombination av spelteori och kryptografi förhindrar PoW-konsensusalgoritmen all skadlig aktivitet från gruvnoder. Detsamma gäller för PoS-blockkedjor, som valideringsnoderna i det nya Ethereum.

Tack vare spelteoretiska modeller har alla ett incitament att hålla sig till reglerna. Det är ett spel där alla vinner.

För att få mer insikter om blockchain-teknik förklarad på vanlig engelska, prenumerera på vårt kostnadsfria nyhetsbrev för kryptoinvesteringar.