Die Spieltheorie ist grundlegend für die Entwicklung von Kryptowährungen und ist einer der Gründe, warum Bitcoin über ein Jahrzehnt hinweg gedeihen konnte, trotz zahlreicher Versuche, das Netzwerk zu stören.
Was ist Spieltheorie?
Im Wesentlichen ist die Spieltheorie eine Methode der angewandten Mathematik, die verwendet wird, um menschliches Verhalten basierend auf rationaler Entscheidungsfindung zu studieren. Das „Spiel“ ist als interaktive Umgebung gestaltet, sodass die Spieler dazu tendieren, rational zu handeln, wenn sie auf die Spielregeln oder den Einfluss anderer Spieler reagieren.
Das Konzept wurde ursprünglich in der Wirtschaftswissenschaft entwickelt, um das Verhalten von Unternehmen, Märkten und Verbrauchern zu untersuchen, wird jedoch jetzt auch in anderen Studienfeldern umfassend angewendet. Daher können Modelle der Spieltheorie als Werkzeug verwendet werden, um das potenzielle Verhalten interagierender Akteure und die möglichen Ergebnisse ihrer Handlungen unter vordefinierten Umständen zu untersuchen. Die Modelle können auch in der breiten Untersuchung von Politik, Soziologie, Psychologie und Philosophie angewendet werden.
Das Gefangenendilemma
Das Gefangenendilemma ist eines der bekanntesten Beispiele für ein Modell der Spieltheorie. Es veranschaulicht ein Szenario, in dem 2 Kriminelle (A und B) nach ihrer Festnahme verhört werden. Jeder Kriminelle wird in einem separaten Raum verhört und kann nicht mit dem anderen kommunizieren.
Der Staatsanwalt versucht, die Kriminellen zu überzeugen, gegeneinander auszusagen, um ihre Anklage zu reduzieren. Wenn A gegen B aussagt, wird er freigelassen und B wird für 3 Jahre verhaftet (und umgekehrt). Wenn jedoch beide einander verraten und gegeneinander aussagen, werden sie beide für 2 Jahre verhaftet. Schließlich, wenn sowohl A als auch B sich entscheiden, nicht zu verraten und still zu bleiben, werden sie aufgrund eines Mangels an ausreichenden Beweisen nur zu 1 Jahr Gefängnis verurteilt.
Daher hätten wir die folgenden möglichen Ergebnisse (basierend auf ihrer individuellen Entscheidung):
B verrät | B bleibt still | |
|---|---|---|
A verrät | Beide für 2 Jahre ins Gefängnis. | A ist frei. B ist für 3 Jahre ins Gefängnis. |
A bleibt still | B ist frei. A ist für 3 Jahre ins Gefängnis. | Beide für 1 Jahr ins Gefängnis. |
Offensichtlich ist das beste Szenario für A (oder B), zu verraten und freigelassen zu werden, aber das würde erfordern, dass der andere still bleibt, und es gibt keine Möglichkeit, vorherzusagen, welche Entscheidung der andere treffen würde. Angesichts einer Belohnung würden viele rationale Gefangene wahrscheinlich wählen, im eigenen Interesse zu handeln und den anderen zu verraten. Aber wenn sowohl A als auch B verraten, würden sie 2 Jahre im Gefängnis bleiben, und das ist nicht wirklich das beste Ergebnis. Daher wäre die beste Option für sie als Paar, still zu bleiben und nur 1 Jahr statt 2 zu bekommen.
Das Gefangenendilemma hat viele Varianten, aber diese einfache Geschichte veranschaulicht die Idee, Modelle der Spieltheorie zu verwenden, um menschliches Verhalten und mögliche Ergebnisse basierend auf ihrem rationalen Entscheidungsprozess zu untersuchen.
Spieltheorie und Kryptowährungen
Wenn sie auf Kryptowährungen angewendet wird, spielen Modelle der Spieltheorie eine wichtige Rolle bei der Gestaltung eines sicheren und vertrauenslosen Wirtschaftssystems, wie es das von Bitcoin ist. Die Schaffung von Bitcoin als byzantinisch fehlertolerantes (BFT) System ist das Ergebnis einer harmonischen Verbindung von Kryptographie und Spieltheorie.
Die Verwendung der Spieltheorie im Kontext von Kryptowährungen hat das Konzept der Kryptoökonomie hervorgebracht, das im Wesentlichen das Studium der Wirtschaftlichkeit von Blockchain-Protokollen und der potenziellen Konsequenzen, die das Design dieser Protokolle aufgrund des Verhaltens der Teilnehmer mit sich bringen kann, umfasst. Es berücksichtigt auch das Verhalten von „externen Akteuren“, die nicht wirklich Teil des Ökosystems sind, aber möglicherweise dem Netzwerk beitreten, um es von innen heraus zu stören.
Mit anderen Worten, Kryptoökonomie untersucht das Verhalten der Netzwerknoten basierend auf den Anreizen, die durch das Protokoll bereitgestellt werden, und berücksichtigt die rationalsten und wahrscheinlichsten Entscheidungen.
Da die Bitcoin-Blockchain als verteiltes System konzipiert ist - mit vielen Knoten, die an verschiedenen Standorten verteilt sind - muss sie auf die Zustimmung dieser Knoten hinsichtlich der Validierung von Transaktionen und Blöcken angewiesen sein. Diese Knoten sind jedoch nicht wirklich in der Lage, einander zu vertrauen. Wie kann ein solches System also böswillige Aktivitäten vermeiden? Wie kann eine Blockchain verhindern, von unehrlichen Knoten gestört zu werden?
Eine der wichtigsten Eigenschaften des Bitcoin-Netzwerks, die es vor böswilligen Aktivitäten schützt, ist der Proof of Work-Konsensalgorithmus. Er verwendet kryptographische Techniken, die den Mining-Prozess sehr kosten- und ressourcenintensiv machen, was eine stark wettbewerbsfähige Mining-Umgebung schafft. Daher incentiviert die Architektur von PoW-basierten Kryptowährungen die Mining-Knoten, ehrlich zu handeln (damit sie nicht das Risiko eingehen, die investierten Ressourcen zu verlieren). Im Gegensatz dazu wird böswillige Aktivität entmutigt und schnell bestraft. Die Mining-Knoten, die unehrliches Verhalten zeigen, werden wahrscheinlich viel Geld verlieren und aus dem Netzwerk ausgeschlossen. Folglich ist die wahrscheinlichste und rationalste Entscheidung, die ein Miner treffen kann, ehrlich zu handeln und die Blockchain sicher zu halten.
Abschließende Gedanken
Die allgemeine Anwendung der Spieltheorie besteht darin, zu modellieren und zu untersuchen, wie Menschen sich verhalten und Entscheidungen auf der Grundlage ihres rationalen Denkens treffen. Daher sollten Modelle der Spieltheorie immer bei der Gestaltung verteilter Systeme, wie bei Kryptowährungen, berücksichtigt werden.
Dank einer ausgewogenen Kombination aus Kryptographie und Spieltheorie war der Proof of Work-Konsensalgorithmus in der Lage, die Bitcoin-Blockchain als dezentrales Wirtschaftssystem zu schaffen, das hochgradig resistent gegen Angriffe ist. Das Gleiche gilt für andere Kryptowährungen, und die Konzepte der Spieltheorie gelten auch für PoS-Blockchains. Der Hauptunterschied besteht hier darin, wie eine Proof of Stake-Blockchain mit Transaktionen und der Validierung von Blöcken umgeht.
Denken Sie jedoch daran, dass der Grad an Sicherheit und Widerstandsfähigkeit, den eine Blockchain hat, von ihrem Protokoll abhängt und direkt mit der Anzahl der Teilnehmer im Netzwerk zusammenhängt. Größere verteilte Netzwerke sind zuverlässiger als kleinere.
