Teoría de juegos y criptomonedas
La teoría de juegos es fundamental para el desarrollo de las criptomonedas y es una de las razones que ha llevado al éxito durante más de una década a pesar de los numerosos intentos de interrumpir la red.
¿Qué es la teoría de juegos?
En esencia, la teoría de juegos es un método de matemáticas aplicadas que se utiliza para estudiar el comportamiento humano basado en el proceso de toma de decisiones racional. El juego está diseñado como un entorno interactivo donde los jugadores tienden a actuar racionalmente al responder a las reglas del juego o al influir en otros jugadores.
Este concepto se desarrolló inicialmente en la economía para investigar comportamientos empresariales, del mercado y del consumidor, pero ahora se aplica ampliamente en diversas áreas de estudio. Por lo tanto, los modelos de teoría de juegos pueden utilizarse como herramienta para examinar el comportamiento potencial de los factores interactuantes y los resultados potenciales de sus acciones bajo condiciones predefinidas. Los modelos también pueden aplicarse en el estudio de la política, la sociología, la psicología y la filosofía.
Dilema del prisionero
El dilema del prisionero es uno de los ejemplos más famosos del modelo de teoría de juegos. Ilustra un escenario en el que se interroga a dos criminales (A y B) después de haber sido arrestados. Cada criminal es interrogado en una sala separada y no puede comunicarse con el otro criminal.
El fiscal intenta convencer a los criminales de testificar en contra del otro como una forma de reducir sus cargos. Si A testifica contra B, es liberado mientras que B es encarcelado por 3 años (y viceversa). Sin embargo, si ambos traicionan y testifican el uno contra el otro, ambos son encarcelados por dos años. Finalmente, si tanto A como B deciden no traicionar y permanecen en silencio, solo serán condenados a un año de prisión debido a la falta de pruebas suficientes.
Por lo tanto, tendremos los siguientes resultados potenciales (basados en su decisión individual):
Es evidente que el mejor escenario para A (o B) es que uno traicione al otro para ser liberado, pero eso requiere que el otro permanezca en silencio y no hay forma de predecir la decisión que tomará el otro. Y cuando se trata de una recompensa (reducción de la sentencia), muchos prisioneros racionales pueden optar por actuar en función de su propio interés y traicionar al otro. Pero si tanto A como B traicionan al otro,
serán condenados a dos años de prisión y esa no es la mejor opción. Por lo tanto, la mejor opción para ellos como pareja es permanecer en silencio y obtener solo un año en lugar de dos.
El dilema del prisionero puede tener múltiples variables, pero esta simple historia ilustra la idea de usar modelos de teoría de juegos para investigar el comportamiento humano y los resultados potenciales basados en el proceso de toma de decisiones racional/lógica.
Teoría de juegos y criptomonedas
La teoría de juegos juega un papel importante cuando se aplica a las criptomonedas para diseñar un sistema económico seguro y confiable como el sistema de Bitcoin. La creación de Bitcoin como un sistema tolerante a fallos bizantinos (Byzantine Fault Tolerance - BFT) es el resultado de una combinación armoniosa de criptografía y teoría de juegos.
El uso de la teoría de juegos en el contexto de las criptomonedas es lo que ha creado el concepto de Cryptoeconomics, que es simplemente el estudio de la economía de los protocolos de blockchain y las posibles consecuencias que el diseño de estos protocolos puede tener como resultado del comportamiento de los participantes en él. También considera el comportamiento de factores externos que no forman parte del ecosistema, pero que pueden unirse a la red solo para intentar interrumpirla desde adentro.
En otras palabras, la Cryptoeconomics estudia el comportamiento de los nodos de la red en función de los incentivos proporcionados por el protocolo, teniendo en cuenta las decisiones más racionales y probables.
Y dado que la blockchain está diseñada como un sistema distribuido con múltiples nodos distribuidos en diferentes ubicaciones, necesita el acuerdo de estos nodos en relación con la verificación de transacciones y bloques. Sin embargo, estos nodos no pueden confiar entre sí. ¿Cómo puede este sistema evitar la actividad maliciosa? ¿Cómo puede la blockchain prevenir interrupciones debido a nodos engañosos?
Una de las características más importantes de la red Bitcoin que la protege de la actividad maliciosa es el algoritmo de consenso de Prueba de Trabajo (Proof of Work). Este aplica técnicas/métodos criptográficos que hacen que el proceso de minería sea costoso y muy exigente, lo que crea un entorno de minería altamente competitivo. Por lo tanto, la estructura de las criptomonedas basada en el algoritmo de Prueba de Trabajo incentiva a los nodos de minería a actuar de manera honesta (de manera que no arriesguen la pérdida de los recursos que han invertido). A cambio, cualquier actividad dañina se descubre y se castiga rápidamente. Es probable que los nodos de minería que exhiben un comportamiento deshonesto pierdan mucho dinero y sean expulsados de la red. Por lo tanto, la decisión más probable y racional que toma el minero es actuar de manera honesta y mantener la integridad de la blockchain.
Conclusión
La aplicación general de la teoría de juegos es tomarla como modelo y estudiar cómo se comportan los humanos y cómo toman decisiones basadas en su razonamiento lógico/racional. Por lo tanto, los modelos de teoría de juegos deben ser considerados al diseñar sistemas distribuidos como los sistemas de criptomonedas.
Gracias a la combinación equilibrada de la teoría de juegos y la criptografía, el algoritmo de consenso de Prueba de Trabajo (Proof of Work) ha logrado crear la blockchain de Bitcoin como un sistema económico descentralizado altamente resistente a ataques. Lo mismo se aplica a otras criptomonedas, y los conceptos de la teoría de juegos también se aplican a la blockchain basada en el algoritmo de Prueba de Participación (Proof of Stake). Pero la principal diferencia aquí es la forma en que la blockchain basada en Prueba de Participación maneja las transacciones y el proceso de verificación de bloques.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que el grado de seguridad de la blockchain depende de su protocolo y está directamente relacionado con el número de participantes en la red. Las redes distribuidas más grandes son más confiables que las más pequeñas.