Die Spieltheorie ist von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung von Kryptowährungen und einer der Gründe, warum Bitcoin trotz aller Versuche, sein Netzwerk zu zerstören, mehr als ein Jahrzehnt lang florieren konnte.
Was ist Spieltheorie?
Im Wesentlichen handelt es sich bei der Spieltheorie um eine Methode der angewandten Mathematik, mit der menschliches Verhalten auf der Grundlage rational getroffener Entscheidungen untersucht wird. Das „Spiel“ ist als interaktive Umgebung konzipiert, sodass Spieler dazu neigen, rational zu handeln, wenn sie auf die Spielregeln oder den Einfluss anderer Teilnehmer reagieren.
Das Konzept wurde ursprünglich in den Wirtschaftswissenschaften entwickelt, um Verhaltensmuster in Unternehmen, Märkten und Verbrauchern zu untersuchen, wird aber mittlerweile auch in anderen Forschungsbereichen umfassend angewendet. Daher können theoretische Spiele als Werkzeug verwendet werden, um das potenzielle Verhalten interagierender Agenten und die möglichen Ergebnisse ihrer Handlungen unter bestimmten Umständen zu untersuchen. Die Modelle werden auch in weitreichenden Studien der Politik, Psychologie und Philosophie angewendet.
Das Gefangenendilemma
Das Gefangenendilemma ist das beliebteste Beispiel für das spieltheoretische Modell. Es zeigt ein Szenario, in dem zwei Kriminelle (A und B) nach ihrer Festnahme verhört werden. Jeder wird in getrennten Räumen verhört und darf nicht miteinander interagieren.
Der Staatsanwalt versucht, jeden Kriminellen davon zu überzeugen, gegen seinen Partner auszusagen, um seine Strafe zu reduzieren. Wenn A gegen B aussagt, ist er frei und B muss für 3 Jahre ins Gefängnis (und umgekehrt). Wenn beide gegeneinander aussagen, drohen ihnen jeweils zwei Jahre Haft. Wenn sie schließlich beschließen, nicht zu gestehen und zu schweigen, werden sie mangels Beweisen zu einem Jahr Gefängnis verurteilt.
Daher hätten wir die möglichen Ergebnisse (basierend auf den individuellen Entscheidungen jeder Person):
Das beste Szenario für A (oder B) besteht eindeutig darin, ihren Partner zu verraten und freigelassen zu werden. Dies erfordert jedoch, dass einer von beiden schweigt, und es gibt keine Möglichkeit vorherzusagen, welche Entscheidung der andere treffen würde. Angesichts einer vorteilhaften Belohnung würden sich viele vernünftige Gefangene wahrscheinlich dafür entscheiden, aus eigenem Interesse zu handeln und ihren Partner zu verraten. Aber wenn sie beide Verrat begehen würden, würden sie zwei Jahre im Gefängnis verbringen, und das ist nicht die beste Option. Der beste Ausweg für beide als Paar wäre also, zu schweigen und nur ein statt zwei Jahre Gefängnis zu bekommen.
Das Gefangenendilemma kennt viele Variationen, aber diese einfache Geschichte veranschaulicht die Idee, mithilfe der Spieltheorie menschliches Verhalten und mögliche Ergebnisse auf der Grundlage ihrer Entscheidungsprozesse zu untersuchen.
Spieltheorie und Kryptowährungen
Bei der Anwendung auf Kryptowährungen spielt das spieltheoretische Modell eine wichtige Rolle bei der Entwicklung eines sicheren und zuverlässigen Wirtschaftssystems wie Bitcoin. Die Schaffung eines Byzantinischen Fehlertoleranzsystems (BFT) ist das Ergebnis einer harmonischen Mischung aus Kryptographie und Spieltheorie.
Die Verwendung der Spieltheorie im Kontext von Kryptowährungen führte zum Konzept der Kryptoökonomie, bei dem es sich im Wesentlichen um die Untersuchung der Wirtschaft in Blockchain-Protokollen und der möglichen Konsequenzen handelt, die das Design dieser Protokolle – als Ergebnis des Verhaltens – mit sich bringen kann ihrer Teilnehmer. Es berücksichtigt auch die Vorgehensweise „externer Agenten“, die nicht Teil des Ökosystems sind, aber möglicherweise in das Netzwerk eindringen, nur um zu versuchen, internen Schaden anzurichten.
Mit anderen Worten: Die Kryptoökonomie untersucht das Verhalten von Knoten in einem Netzwerk auf der Grundlage der durch das Protokoll bereitgestellten Anreize und berücksichtigt dabei die wahrscheinlichsten und rationalsten Entscheidungen.
Da die Bitcoin-Blockchain als verteiltes System konzipiert ist – mit mehreren Knoten an verschiedenen Standorten – muss sie sich bei der Validierung neuer Blöcke und Transaktionen auf die Zustimmung dieser Knoten verlassen. Diese Knoten sind jedoch nicht in der Lage, einander zu vertrauen. Wie kann ein solches System also böswillige Aktivitäten verhindern? Wie kann eine Blockchain vor unerwünschten Knoten schützen?
Eine der wichtigsten Funktionen des Bitcoin-Netzwerks, die das System vor böswilligen Aktivitäten schützt, ist der Proof of Work (PoW)-Konsensalgorithmus. Es werden kryptografische Techniken eingesetzt, die den Mining-Prozess sehr teuer und anspruchsvoll machen und ein sehr wettbewerbsintensives Umfeld schaffen. Daher ermutigt die Architektur PoW-basierter Kryptowährungen die Miner, ehrlich zu handeln (damit sie nicht riskieren, die investierten Ressourcen zu verlieren). Im Gegensatz dazu wird jede böswillige Aktivität unterbunden und schnell bestraft. Mining-Knoten, die bösartiges Verhalten zeigen, werden wahrscheinlich viel Geld verlieren und aus dem Netzwerk geworfen werden. Folglich besteht die wahrscheinlichste und rationalste Entscheidung eines Miners darin, ehrlich zu handeln und das Netzwerk sicher zu halten.
Abschluss
Die übliche Anwendung der Spieltheorie besteht darin, zu modellieren und zu untersuchen, wie sich Menschen auf der Grundlage ihres rationalen Verstandes verhalten und Entscheidungen treffen. Daher sollten beim Entwurf verteilter Netzwerksysteme immer spieltheoretische Modelle berücksichtigt werden, wie es bei den meisten Kryptowährungen üblich ist.
Dank einer ausgewogenen Kombination aus Kryptographie und Spieltheorie konnte der PoW-Konsensalgorithmus die Bitcoin-Blockchain zu einem dezentralen System machen, das äußerst resistent gegen Angriffe ist. Das Gleiche gilt für andere Kryptowährungen, wobei zu beachten ist, dass das Konzept der Spieltheorie auch auf Blockchain-Netzwerke angewendet werden kann, die den Proof of Stake (PoS)-Konsensalgorithmus verwenden. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht in der Art und Weise, wie PoS-basierte Netzwerke ihre Transaktionen und Blockvalidierungen organisieren.
Bedenken Sie jedoch, dass das Sicherheits- und Vertrauensniveau einer Blockchain weitgehend von ihrem Protokoll abhängt und in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Teilnehmer steht. Große verteilte Netzwerke sind zuverlässiger als kleinere.
