Törmäyskurssi mekanismisuunnittelussa salausmenetelmiin

”Kryptoekonomian” perusteiden ymmärtäminen

Huomaa: Tämän viestin on kirjoittanut Alex Evans, ja sen on muokannut Steven McKie BlockChannelille

Jos olet viettänyt paljon aikaa kriptovaluuttamaailmassa vuonna 2017, olet todennäköisesti törmännyt termiin "kryptoekonomia". Jos ei, voit ehkä anteeksi puuttua se jonkin kryptovaluutan viihdyttävämmän kielellisen luomuksen joukosta. tilaa. Tämän Nick Tomainon ja tämän Vitalik Buterinin videon pitäisi saada sinut vauhtiin.

Lyhyesti sanottuna, kryptoekonomia kuvaa salaustekniikan ja taloudellisten kannustimien yhdistelmää vahvojen hajautettujen protokollien ja sovellusten suunnitteluun. Tämän ajattelutavan mukaan Bitcoin onnistui siinä, missä muut hajautetut protokollat ​​epäonnistuivat, ei Proof-of-Work-työn, hajautettujen käteisten ajatuksen tai jopa vikasietoisen yksimielisyyden vuoksi, vaan koska se sisälsi salaus- ja taloustieteen konsensusprotokollansa ytimeen. Kryptoekonomian suuri visio on siksi ekstrapoloida tämä menestys upottaakseen salataloudelliset kannustimet kaikkeen - liiketoimiin, laskentaan, varastointiin, ennustamiseen, voimaan.

Blokkiketjut antavat meille mahdollisuuden toteuttaa niukkuus ja helpottaa arvonsiirtoa alueilla, joilla se muuten olisi mahdotonta, ja laajentaa sen vuoksi radikaalisti niiden ongelmien joukkoa, joihin voidaan taloudellisesti soveltaa menestyksekkäästi. Tämän prisman kautta tarkasteltuna krypotaloudelliset järjestelmät ovat pohjimmiltaan uusia tapoja kannustaa ihmisen käyttäytymistä. Ja heidän potentiaalinsa on valtava.

Vaikka tämä voi olla teoriassa helppo nähdä, taloudellisten kannustimien suunnittelu on vaikeaa. Itse asiassa on olemassa koko talouden osa-alue, joka on omistettu tutkimaan kuinka suunnitella protokollia, jotka kannustavat rationaalisia toimijoita käyttäytymään sosiaalisesti toivotulla tavalla. Tätä kutsutaan mekanismin suunnitteluksi. Vaikka krypotaloustieteen aiheeseen on vuodettu paljon mustetta viime kuukausina, meillä on vain vähän todisteita siitä, että mekanismien suunnittelusta valmistetut muodolliset menetelmät sisällytetään useimpien uusien blockchain-protokollien kehittämiseen (joidenkin merkittävien poikkeusten kanssa, joista keskustellaan).

Lievästi sanoen, tämä edustaa menetettyä tilaisuutta. Toiset ovat todenneet sen vakuuttavammin:

Tämän viestin tarkoituksena on esitellä mekanismien suunnittelun peruskäsitteitä ja antaa maku niiden hyödyllisyydestä salausvaluuttamaailmassa. Jos työskentelet blockchain-protokollassa tai sovelluksessa, tämä tarjoaa sinulle ihanteellisesti joitain johdantoresursseja, joiden avulla pääset käsiksi mekanismien suunnittelukirjallisuuteen. Toivon, että kävelet pois tästä viestistä, 1) vakuuttunut siitä, että mekanismien suunnittelu on erittäin tärkeätä tukevien hajautettujen järjestelmien rakentamisessa ja 2) jotka on varustettu perusresursseilla, jotta voimme oppia käyttämään mekanismin suunnittelussa käytettäviä työkaluja omassa työssään. Huomaa, että en ole asiantuntija joko salauksen tai mekanismin suunnittelussa ja haluaisin mielelläni palautetta tästä viestistä niiltä teiltä, ​​jotka olette.

Aluksi annan lyhyt kuvaus keskeisistä käsitteistä ja määritelmistä mekanismin suunnittelusta. Tavoitteena on esitellä mekanismisuunnittelun peruskanava mahdollisimman helposti saavutettavalla tavalla, jotta myöhemmät salausvaluuttasovellusten käsittelyt olisivat ymmärrettäviä. Tämän ei ole tarkoitus antaa muodollista johdantoa mekanismien suunnitteluun. Tämä saavutetaan paremmin tarkistamalla yksi tai useampi seuraavista:

Tämän luvun kirjoittanut Vincent Conitzer; Tämän artikkelin kirjoitti Matthew Jackson ja hänen kaksiosainen kurssinsa yhteistyökumppaneiden kanssa; Luku 7 tästä johdannosta Fundenbergin ja Tirolin peliteoriaan

Huomaa, että nämä ovat vain muutamia resursseja, jotka minusta on hyödyllistä tutustua aiheeseen. Koska mekanismien suunnittelu on vakiintunut alue taloustieteellisessä tutkimuksessa, olen varma, että niitä on monia muita. Jos tiedät lisämateriaaleja, joita voit suositella, lue nämä kommenttiosaan.

Mikä on mekanismisuunnittelu?

Hyödyllinen karikatyyri on ajatella mekanismien suunnittelua, kuten käänteinen peliteoria. Peliteoriassa otamme pelin annettuna ja analysoimme sen tuloksia pelaajien apuohjelmien mukaan. Mekanismien suunnittelussa aloitamme määrittelemällä toivotut tulokset ja työskentelemme taaksepäin luodaksesi pelin, joka kannustaa pelaajia kohti näitä tuloksia. Toinen (samalla tavalla karikatisoitu) tapa katsoa sitä on ajatella peliteoriaa positiivisena puolena ja mekanismin suunnittelua saman kolikon normatiivisena puolena.
 
Voit esimerkiksi suunnitella huutokaupan, jonka tavoitteena on jakaa tavaransa osallistujille, joilla on siitä suurin hyöty. Jos oletetaan, että jokaisella on hyödyllisyyttä, osallistujilla on kannustin valehdella. Joten miten suunnittelet pelin, joka kannustaa kaikkia ilmoittamaan apuohjelmansa totuudenmukaisesti? Pitäisikö sinun toteuttaa avoimet tai suljetut, nousevat tai laskevat tarjoukset? Pitäisikö voittajan maksaa korkein ilmoitettu hinta tai jokin muu hinta? Vastaavasti, jos valitset äänestysprosessin, joka valitsee ehdokkaan aina niin, että kaikki äänestäjät pitävät parempana kuin kaikki muut ehdokkaat, pitäisikö sinun valita voittajat moninaisuuden tai enemmistön perusteella? pitäisikö äänestää yksi tai useampi kierros? Pitäisikö äänestäjien jättää yksi valinta tai suositusjärjestys? Nämä ovat tyypillisiä kysymyksiä mekanismien suunnittelussa.

Joitakin määritelmiä

Muodollisesti mekanismi sisältää rajallisen joukon pelaajia ja joukon mahdollisia sosiaalisia päätöksiä. Ajattele joukko äänestäjiä ja ryhmää potentiaalisia ehdokkaita, jotka yhteiskunta voi valita. Pelaajilla on yksityisiä tietoja, joita kutsutaan myös signaaleiksi tai tyypeiksi. Jokainen yksilötyyppi voi edustaa hänen mieltymyksiään - kuten hänen mieluummin ehdokkaan A yli B tai hänen arvostustaan ​​huutokaupassa myytävästä tuotteesta -, mutta tyyppiä voidaan käyttää myös muun tyyppisen yksityisen tiedon koodaamiseen - esimerkiksi hän yksin voi tietää, onko myytävä tuote korkeaa vai huonoa laatua. Meillä voi olla myös yhteinen prioriteetti, joka on todennäköisyysjakauma tyypeille. Ajattele tätä pokerin yhteydessä: et ehkä tiedä pelaajien käsiä, mutta tiedät todennäköisyyden, että jokainen käsi tapahtuu 52 kortin pakkauksessa. Koska ”optimaalinen” päätös väistämättä riippuu yksilöiden tyypeistä, määrittelemme myös tyypillisesti päätöksenteon säännön, joka yhdistää tyypit sosiaalisiin päätöksiin.

Yksilöiden apuohjelmat ovat siis ilmoitetun tyypin (ts. Sen, mitä he kertovat tyyppi / preferenssien aggregaattori, joka ei ehkä ole totta), todellisen tyypin ja päätöksenteon tuloksen funktio. Lisäksi meihin sisältyy usein siirtofunktioita, joissa siirrettävää tavaraa (sopivasti kuin rahamerkki) käytetään pelaajien kannustamiseen yleensä kaappaamalla ulkoisuudet, jotka heidän toimintansa aiheuttavat muille. Voimme siis kuvitella sosiaalisen valinnan toimintoa, joka kartoittaa raportoidut tyypit tuloksiin siten, että niissä on erilliset rahalliset ja ei-monetaariset komponentit. Tästä puhutaan, kun näet viittauksia "lähes lineaarisiin" apuohjelmiin, ts. Preferenssit ovat lineaarisia raha / siirtokomponentissa.

Käytännössä suunnittelijana saat hallita mekanismin valintaa, mutta et pelaajia tai heidän tyyppejään. Saatat nähdä nämä "annetut" elementit, joita kutsutaan asetukseksi. Mekanismin lisääminen muuttaa tämän bayesilaisen asetuksen peliksi (kutsutaan myös 'pelimuotoksi'). Muodollisesti mekanismi on pari viesti- / strategiatiloja ja toiminto, joka kartoittaa viestit / strategiat syntyviin sosiaalisiin päätöksiin ja siirtoihin. Mekanismi voi olla deterministinen, tuottaa aina saman päätöksen ja maksut tietylle, tai se voi olla todennäköisyys / satunnaistettu jonkin säännön mukaan.

Keskeinen tehtävä mekanismien suunnittelussa on määritellä mekanismi, joka kannustaa rationaalisia edustajia käyttäytymään tietyin tavoin heidän yksityisen tiedonsa perusteella, mikä johtaa sosiaalisesti toivottuihin lopputuloksiin.

Yleensä mekanismin sanotaan 'toteuttavan' sosiaalisen valinnan toiminnon, jos tasapainossa tyyppien ja lopputulosten kartoittaminen on sama kuin kartoitus, jonka sosiaalinen valintafunktio valitsee (siksi saatat nähdä mekanismin suunnittelun viittaavan ' toteutusteoria ”). Voimme vaatia tämän olevan toteutus hallitsevissa strategioissa (joissa tämä pätee agenttiin riippumatta muiden agenttien strategioista) tai yksinkertaisesti toteutus Bayes-Nash-tasapainossa (jossa yhdelläkään pelaajalla ei ole kannattavia poikkeamia perustuen heidän uskoonsa muiden pelaajien " näiden maksajien tyypit ja strategiat). Entinen on tietysti paljon vahvempi (ja siten rajoittavampi) oletus.

Ilmoitusperiaate

Yksi mekanismien suunnittelun tuloksista on Ilmestysperiaate. Hyvin laajoissa vedoissa tämä toteaa, että mikä tahansa yhteiskunnallinen valintafunktio, joka voidaan toteuttaa millä tahansa mielivaltaisella mekanismilla, voidaan toteuttaa myös totuudenmukaisella, suoran paljastuksen mekanismilla, jolla on sama tasapainoinen lopputulos. Tässä yhteydessä suora paljastusmekanismi on sellainen, jossa edustajat yksinkertaisesti ilmoittavat tyyppinsä mekanismille, mikä johtaa päätökseen ja siirtoihin. Suoran paljastuksen mekanismi on totta, jos mieltymysten ilmoittaminen on hallitseva strategia (tosin yleisessä tapauksessa voimme vaatia tämän olevan totta vain Bayes-Nash-tasapainotilassa). Löydät sellaisia ​​mekanismeja, joihin viitataan totuudellisina, kannustimien kanssa yhteensopivina tai strategiankestävinä. Ilmoitusperiaatteella on poikkeuksellisen voimakkaita vaikutuksia. Lyhyesti sanottuna, jos pystyt todistamaan jotain totta näillä mekanismeilla, olet todistanut sen olevan totta kaikissa mekanismeissa! Selvitäksesi miksi tämä on totta, kuvittele satunnainen, totuudenmukainen mekanismi rajapintakerroksella, joka ottaa valintasi mukaan ja on strategisesti vuorovaikutuksessa mekanismin kanssa maksimoidaksesi maksusi (kuten fiduciary). Tällöin et halua väärien ilmoittaa todellisista mieltymyksistä käyttöliittymälle tai saisi vähemmän optimaalisen voiton. Pohjimmiltaan sinun ei tarvitse valehdella, koska mekanismi on sinulle! Huomautus, että keskittymällä vain totuudenmukaisiin, suoraa paljastamista koskeviin mekanismeihin ei mene yleisyyttä, on keskeinen tulos, joka saa mekanismin suunnittelusta toimimaan. Muutoin joudut todistamaan, että lauseet ovat totta massiiviselle epäsuoralle tai totuudelliselle mekanismille, mikä tekisi aiheesta käytännössä hyödytöntä.

Mekanismin suunnittelu rajoitettuna optimointina

Nyt kun olemme määritellyt joitain perustermejä, minkä tyyppisiä tuloksia voimme käyttää mekanismin suunnittelussa valvoakseen? Mikä on "hyvä" mekanismi ja miten varmistamme, että valitsemme sen? Voit ajatella, että tämä on optimointiongelma, jossa yrität maksimoida objektiivinen toiminto (kuten tulosi) rajoitetuissa rajoissa. On järkevää ottaa käyttöön joitain yleisimpiä rajoituksia, joita kohtaat.

Kannustava yhteensopivuus on ehkä yleisin rajoitus, jonka kohtaat. Muihin yleisiin rajoituksiin sisältyy yksilöllinen rationaalisuus, jossa yksikään edustaja ei menetä osallistumalla mekanismiin, ja tehokkuus, jossa yksittäisten hyödykkeiden summa on maksimoitu (ilman rahasiirtoja). Budjettitasapaino rajoittaa mekanismia siirtämään netto nollaan yksilöiden välillä, kun taas heikko budjettitasapaino (jota kutsutaan myös toteutettavuudeksi) edellyttää yksinkertaisesti, että mekanismi ei maksa enemmän kuin se saa. Keskeinen ongelma, joka syntyy mekanismien suunnitteluteoriassa, on se, että rajoituksia, kuten budjettitasapainoa, tehokkuutta ja yksilöllistä rationaalisuutta, on usein mahdotonta tyydyttää samanaikaisesti kannustimien yhteensopivuuden perusteella, ja useita mahdottomuuden lauseita on todistettu. Yleisesti ottaen mekanismien ominaisuuksien voidaan sanoa pitävän agentteja jälkikäteen (edustajien tyypeistä riippumatta), väliaikaisesti (ottaen huomioon minkä tahansa tyyppiset edustajat ja odotettaessa muiden edustajien tyyppejä) tai ex- ante (eli odotettaessa omien ja muiden edustajien tyyppejä). Palattuaan pokeri-analogiaan, voit miettiä, mitä väitteitä voit tehdä ennen kuin kortteja vedetään kannelta (ex-ante), kun tiedät oman käden (entinen) ja kun kaikki kädet paljastetaan (ex- lähettää).

Rajoitusten asettaminen antaa sinulle yleensä valita useita mekanismeja, muuntaa mekanismin suunnittelun (rajoitetun) lopputuloksen optimointiongelmaksi. Voit esimerkiksi huutokaupassa etsiä kannustimien kanssa yhteensopivaa, yksilöllisesti rationaalista mekanismia, joka maksimoi tulot. Saatat tarvita mekanismejasi voidaksesi laskea tehokkaasti tai tyydyttää monimutkaisempia sosiaalisia tavoitteita, kuten arvon oikeudenmukainen jakautuminen. Nämä ovat vain muutamia esimerkkejä, ja luettelo on käytännössä ääretön. Kuten näemme joissain esimerkeissä, mekanismin tavoitteen virallinen ilmoittaminen voi itsessään olla yksi vaikeimmista ongelmista mekanismin suunnittelussa.

Vickrey-Clarke-Groves-mekanismit

Sarja erittäin voimakasta mekanismia, joka kohtaat usein, tunnetaan nimellä Vickrey-Clarke-Groves -mekanismit. Näiden selittämiseksi ajatellaan ensin huutokauppaa, jossa myydään yksittäistä tavaraa. Ehkä selvin muotoilu olisi, että kaikki osallistujat kirjoittaisivat paperille paperilleen maksamansa hinnan. Kun tarjoukset on paljastettu, korkeimman hinnan tarjoava pelaaja saa tavaran ja maksaa tarjouksensa. Tämä ei selvästikään ole yhteensopivaa kannustimien kanssa, koska jokainen pelaaja, joka tarjoaa hänen todellisen arvonsa hyväksi, hyötyisi nollasta. Paljon parempi mekanismi kannustimien yhteensopivuuden kannalta olisi jakaa tavarat pelaajalle, jolla on korkein tarjous, mutta saada hänet maksamaan vain seuraavan korkeimman tarjouksen arvo. Tätä kutsutaan Vickreyn huutokauppaksi. Jokaisella tämän asetuksen pelaajalla on kannustin tarjota tarkka arvonsa hyvälle.

Vickreyn huutokaupan yleistäminen on keskeinen mekanismi (jota kutsutaan myös Clarken mekanismiksi tai ”” VCG-mekanismiksi, vaikka VCG voi joskus viitata yleisempiin mekanismeihin). Mekanismi toimii seuraavasti. Suoritamme jokaiselle yksilölle mekanismin ilman häntä ja valitsemme lopputuloksen, joka maksimoi kaikkien muiden pelaajien hyödyllisyyden heidän ilmoitettujen tyyppien mukaan. Sitten otamme mukaan yksilön ja ajamme mekanismin uudelleen. Jälkimmäinen on valittu tulos. Jokainen pelaaja maksaa (tai perii) muille pelaajille tarkoitettujen apuohjelmien summan eron kahdessa tapauksessa. Tämä maksu vastaa käytännössä yksilön sosiaalisia kustannuksia tai etuja. Koska yksilöllä ei ole mitenkään vaikutusta ilman häntä tapahtuvien apuohjelmien summaan, hän yrittää tehokkaasti maksimoida oman ja kaikkien muiden hyödyllisyyden summan. Mutta tämä on täsmälleen sama kuin sosiaalisen hyödyn maksimointi! Kannustimien yhdenmukaistaminen tällä tavalla ei takaa vain kannustimien yhteensopivuuden, vaan myös tehokkuuden. Tästä mekanismista on myös helppo löytää yksilöllisesti järkeviä ja heikosti budjettitasapainoisia versioita, joissa on melko lieviä lisäoletuksia. Voimme myös lisätä mielivaltaisia ​​ehtoja palkkioihin, joihin henkilö ei voi vaikuttaa (esimerkiksi antaa jokaiselle henkilölle vakio summa tuloksesta riippumatta) muuttamatta taustalla olevia kannustimia. Tätä yleisempiä mekanismeja kutsutaan Groves-järjestelmiksi, jotka ovat aina hallitsevia strategisten kannustimien kanssa yhteensopivia. Ne sattuvat olemaan myös ainoat tehokkaat mekanismit, joissa totuus on hallitseva strategia.

Vaikka Groves-ohjelmat ovat selvästi tehokas luokka mekanismeja, ne ovat erittäin alttiita toimijoiden väliselle yhteistyölle. Näemme myöhemmin, kuinka tämä voi olla erittäin ongelmallinen kryptoekonomisessa ympäristössä.

Suorat sovellukset

Nyt kun olemme koonnut perusosat mekanismin suunnittelusta, tarkastellaan joitain mahdollisia sovelluksia salauksen valuuttamaailmaan. Aloitan mainitsemalla (ei tyhjentävä sarja) suoria sovelluksia, ennen kuin sukellamme enemmän osallistuviin tutkimusalueisiin.

Yksi ilmeisimmistä ja suorimmista mekanismien suunnittelun sovelluksista on merkkimyynti. Huutokauppateoria on ylivoimaisesti kehittynein sovellustila mekanismien suunnittelulle. Huutokauppojen mekanismeja on tutkittu myös laajasti tietotekniikassa, eikä pienessä osassa johtuen siitä, että suuret teknologiayritykset, kuten eBay ja Google, saavat suurimman osan tuloistaan ​​verkkohuutokaupoista. Jos suunnittelet merkkimyyntiä, täältä löydät todellisia hyllyratkaisuja tutkimalla mekanismin suunnittelua (vaikka kohtaamme myöhemmin salausasetuksessa joitain perinteisen huutokauppatieteen puutteista). Löydät joitain perusteita kilpailevista tokenimyyntimalleista täältä, täältä ja täältä. Monet näistä voidaan triviaalisesti muotoilla perinteisen huutokauppateorian kannalta.

Ennustemarkkinat, jotka ovat äskettäin nähneet useita hajautettuja variantteja, ovat toinen esimerkki alueesta, jolla perinteisellä mekanismin suunnittelututkimuksella on paljon sanottavaa. Tavoitteena voi olla tässä määritellä kannustimella yhteensopivat mekanismit, jotka purkavat edustajien todelliset uskomukset eri tapahtumien todennäköisyydestä tarkkojen ennusteiden tekemiseksi. Kuten huutokaupoissakin, teoriassa on työkaluja käsitellä kehittyneempiä oletuksia, kuten tilanteita, joissa edustajat käyttäytyvät strategisesti ja / tai voivat yrittää manipuloida muiden edustajien uskomuksia muuttaakseen markkinahintoja heidän edukseen. On myös joitain hankalia ongelmia, kuten se, että edustajien yksityisiä tietoja ei aina ole helppo muuntaa erillisiksi todennäköisyyksiksi. Oletetaan esimerkiksi, että minulla on ystävä Golden State -valmennuksessa, joka kertoi minulle, että Steph Curry loukkasi nilkkaansa. Ei ole selvää, kuinka tällainen yksityinen tieto voidaan muuntaa tarkkaksi todennäköisyydeksi, voittaako Golden State seuraavan pelin (P.S., en salaa Steph Currya tai hänen nilkkaansa pahasti). Kuten huutokaupatkin, näiden markkinoiden hajautettua versiota harkittaessa syntyy erityisiä ongelmia. Viittaan teihin Augurin tai Gnosisin kaltaisiin hankkeisiin, vaikka hajautettujen ennustemarkkinoiden teoreettisempi käsittely löytyy täältä ja täältä.

Analysoidaan Namecoin

Tämä Carlstenin ym. Julkaisu on loistava esimerkki siitä, kuinka mekanismien suunnittelua voidaan käyttää hajautettujen järjestelmien perusteluissa. Kirjoittajat väittävät, että vaikka Namecoin ratkaisee kriittisen teknisen ongelman (neliöi tehokkaasti Zookon kolmion), järjestelmä kohtaa useita hankalia taloudellisia haasteita. Artikkeli osoittaa, että tuskin 0,02% rekisteröidyistä verkkotunnuksista kuului ei-kyykkyihin ja niiden sisältö ei ollut triviaalia kirjoittamishetkellä, kun taas verkkotunnusten jälkimarkkinat olivat käytännössä olemattomat. Uskon, että tämä vahvistaa sitä seikkaa, että protokollan luojana et voi yksinkertaisesti laiminlyödä asianmukaisten käyttäjän kannustimien suunnittelua projektisi teknisistä eduista riippumatta.
 
Mikä tekee Namecoinista sopivan mekanismien suunnitteluun, on ihmiselle merkityksellisten verkkotunnusten luonnollinen niukkuus, mikä edellyttää asianmukaista resurssien allokointiprosessia. Siksi tekijät käyttävät mekanismin suunnittelumallia selittämään Namecoinin epäonnistumisia ja syitä hajautettujen nimitilojen tavoitteille erilaisissa käyttäjän apuohjelmalleissa. Tämä osoittaa yhden vaikeimmista mekanismien suunnittelun haasteista käytännössä: määritellään käyttöapuohjelmien malli ja johdetaan selkeät suunnittelutavoitteet. Jos esimerkiksi oletetaan, että edustajilla on kiinteät, riippumattomat mieltymykset jokaiselle nimelle, Vickreyn huutokauppa johtaa tehokkaaseen tulokseen (kuten johdannossa keskustellaan). Jos realistisemmin oletamme nimien marginaalisten apuohjelmien vähenevän (esimerkiksi John Doen toimialue ”JohnDoe” on huomattavasti alhaisempi, kun hän on jo vastaanottanut ”John_Doe” verkkotunnuksen), niin ehkä samanlaiset tulokset voidaan saavuttaa prioriteettimekanismin avulla. Kun sisällytetään ajallisesti vaihtelevia mieltymyksiä, mekanismin suunnitteluongelmasta tulee kuitenkin liian monimutkainen edes selkeästi ilmaisemaan, mitä järjestelmän tavoitteiden pitäisi olla.

Analyysissä tarkastellaan myös erilaisten valintojen vaikutuksia suunnittelutilassa: Kuinka vahvaa yksilön hallinnan nimen tulee olla? Kuinka päämarkkinoiden pitäisi jakaa nimet? Kuinka järjestelmän tulisi jakaa nimimyynnistä saatavat tuotot? Suunnittelutilan menetelmällinen muotoilu tällä tavalla ja taloudellisten kompromissien analysointi on välttämätön työkalu minkä tahansa blockchain-sovelluksen suunnittelussa. Sen lisäksi, että se toimii tapaustutkimuksena siitä, kuinka mekanismisuunnittelua voidaan käyttää hajautettujen järjestelmien analysointiin, se paljastaa myös useita käytännön tapoja Namecoinin parantamiseksi: korkeammat palkkiot kyykkyjen estämiseksi, huutokauppojen / algoritmisten hinnoittelujärjestelmien käyttöönotto kaventaakseen hintaeroja nimi ja sen todellinen markkina-arvo, ja mekanismi, jolla käyttäjät saavat takaisin investointeja palauttamalla käyttämättömät nimet ensimarkkinoille.

Avoimet haasteet: Ethereum-säätiö

Ehkä aktiivisin tutkimus mekanismin suunnittelun sovelluksista salausvaluuttamaailmassa on Ethereum-säätiön työ. Järjestääkseni viittaukseni jälleen Vitalikin videoon, johon linkki johdannossa, samoin kuin tähän kannelle. Erityisen tärkeitä ovat hänen ehdottamansa turvallisuusmallit ja käytetyt oletukset, joten on järkevää tarkastella niitä lyhyesti tässä täydellisyyden vuoksi.

Perinteisessä vikasietoisuuden tutkimuksessa käytetty yleinen malli on rehellinen enemmistömalli, joka olettaa, että vähintään 51% osallistujista on pohjimmiltaan rehellisiä. Vitalik ja yritys väittävät, että tämä voi olla ongelmallinen oletus. Sellaisenaan tutkijoiden olisi sen sijaan perusteltava turvallisuus erityisillä oletuksilla noin 1) osallistujien välisen koordinaation taso; 2) Hyökkääjän budjetti (hyökkääjän maksettava enimmäismäärä) ja 3) Hyökkääjän kustannukset (hyökkääjän todelliset kustannukset). Vastaavasti voimme ajatella useita erilaisia ​​turvallisuusmalleja, rehellisten enemmistöjen ulkopuolella. Sitten voimme tarkastella virhetoleranssia ja salataloudellisia turvamarginaaleja (ts. Tiettyjen protokollitakuiden rikkomisesta aiheutuvia taloudellisia kustannuksia) kunkin mallin oletusten perusteella.

Koordinoimattomissa enemmistömalleissa oletetaan, että protokollan osallistujat tekevät itsenäisiä valintoja eikä kukaan toimija hallitse enempää kuin tietty määrä prosenttia verkosta (tässä tapauksessa osallistujat ovat itse kiinnostuneita eivätkä välttämättä rehellisiä). Toisaalta koordinoidut valintamallit edellyttävät, että suurin osa tai kaikki toimijat tekevät salaista yhteistyötä jonkin edustajan tai edustajien koalition kautta, vaikkakin joskus voidaan olettaa vapaa pääsy yhteistyöhön osallistumattomilta toimijoilta. Lahjakorttihyökkääjämalli on malli, jossa toimijat tekevät itsenäisiä päätöksiä, mutta hyökkääjää on olemassa, joka voi kannustaa muita toimijoita tekemään tiettyjä valintoja ehdollisen lahjuksen avulla. Havainnollistamiseksi tarkastelemme Shellingcoin-esimerkkiä, jota Vitalik käyttää molemmissa esityksissä. Lyhyesti sanottuna, mallissa, jossa maksut suoritetaan vain toimijoille, jotka äänestävät enemmistöllä, hyökkääjä voi taata kiinteän maksun, joka on suurempi kuin äänestys nykyisellä konsensuksella, niille, jotka poikkeavat yksimielisyydestä ja päätyvät vähemmistöön. Hyökkääjä voi siten tehokkaasti vahingoittaa peliä suurella budjetilla, mutta todelliset kustannukset ovat nolla, koska mikään kaikista lahjoitetuista häiriöistä ei pääty enemmistöön. Bitcoin ja muut todisteet työstä ovat ainakin teoriassa alttiita tällaisille hyökkäyksille (vaikka jonkun piti osoittaa uskottavasti valtava budjetti).

Esittelyssä yhteistyöpelateoria

Lisäyksenä pidän myös Vlad Zamfirin tätä tarinaa erityisen mielenkiintoisena. Se kuvaa ajatuksen kehitystä Proof-of-Stake -tutkimuksessa, joka johti ryhmän saapumaan nykyiseen salausanalyysimenetelmiinsa sekä vakuuden ja rangaistusmekanismin nykyiseen Casper-versioon. Erityisesti suosittelen sarjan neljättä ja viidettä osaa, joissa hän keskustelee yhteistyöpelateoriasta. Ei pilata tarinaa, mutta leikkauspiste (minulle) on huomautus, että ”blockchain-arkkitehtuuri on oligopolististen markkinoiden mekanismin suunnittelu”. Aiheesta ajattelustasi huolimatta on vaikea väittää, että keskittyminen sekä salausvaluuttaomistuksiin että kaivosvoimaan ei ole käytännössä realistinen oletus. Mikä tekee tästä uskomattoman haastavan mallintamisen kannalta, on se, että suurin osa mekanismin suunnittelutyöstä löydät osoitteiden asetukset yhteistyöhön osallistumattomasta peliteoriasta. Indikatiivisesti jotkut laajimmin tutkituista mekanismeista (kuten edellä käyttöön otettu Groves-mekanismi) romahtavat aineiden välisen salaisen yhteistyön oletuksissa.

Onneksi yhteistyö- / koalitiopeliteoria on hyvin kehittynyt ala ja löydät verkosta monia hyviä esittelyjä. Yleisesti tavoitteena on analysoida, minkä tyyppisiä koalitioita voidaan luoda, mitkä voitot ovat kunkin sisällä (funktion avulla, jota kutsutaan ominaisfunktioksi) ja kuinka koalition tulisi jakaa voitonsa saavuttaakseen vakauden kaltaiset tavoitteet. Usein mietitään suurkokoelmaa, johon kaikki edustajat osallistuvat (esimerkiksi kaikki, jotka kaivovat pisintä konsensusketjua) ja ajattelemme voittojen jakamista siirtojärjestelmässä / ratkaisukonseptissa, jota kutsutaan Shapley-arvoksi, jossa kukin henkilö saa marginaalisen osuutensa koalitioon. . Voimme myös ajatella myös "ydin" imputaatioita (yksilöllisesti rationaaliset ja tehokkaat maksut), joissa edustajien koalitioilla ei ole kannustinta poiketa ja analysoida vakautta sen perusteella, onko tämä joukko tyhjä vai ei tyhjä, ainutlaatuinen vs. ei. Vitalikin ym. Jälkeen voimme ajatella kannustimia kahdessa laajassa kategoriassa. Yksi on maksuja, kuten kaivospalkkiot (jotka sopivat hyvin ideaan siirtoista) ja toinen on etuoikeuksia, joiden avulla niiden haltijat voivat kerätä vuokrat, kuten transaktiomaksut.

Älykkäät yhteyssovellukset

Konsensuskerroksen analysoinnin lisäksi Vitalikin esitys käsittelee mekanismien suunnittelun suoria sovelluksia älykkäisiin sopimuksiin. Esimerkiksi Vickrey-huutokauppa, josta meillä oli niin paljon mukavia asioita, voi kärsiä haasteista salausteknisessä ympäristössä. Käyttäjät voivat esimerkiksi tehdä useita tarjouksia ja avata valikoivasti tarjouksen, joka takaa korkeimman voiton. Voit sitten vastata vastaamalla ehdottamalla talletuksen tällaisten toimijoiden estämiseksi. Mutta silloin joudut määrittelemään talletuksen koon suhteessa tarjouksen kokoon mekanismissa, mikä voi tuhota suljetun tarjouksen, toisen hinnan huutokaupan keskeiset piirteet. Vitalikin tunnistamana haasteena on, että mekanismien suunnittelu riippuu usein luotetusta välittäjästä pelaajien oikeellisuuden ja yksityisyyden varmistamiseksi. Lohkoketju voi taata oikeellisuuden, mutta ei yksityisyyttä.

Kryptoekonomisessa ympäristössä on myös tyypillisesti enemmän määritettäviä tekijöitä kuin mekanismin suunnittelun perinteisissä sovelluksissa. Keskitetyissä olosuhteissa ajattelemme usein keskusagenttia, joka käyttää mekanismia tavalla, joka maksimoi tuotot tietyillä rajoituksilla. Tämä tekee asioista paljon yksinkertaisemman analysoida. Hajautetussa ympäristössä meidän on kuitenkin jouduttava määrittelemään algoritminen agentti "ajamaan" mekanismia ja perusteltava huolellisesti kyseisen agentin käyttäytyminen mekanismissa sekä protokollan rahapolitiikan vaikutukset. Jos esimerkiksi odotamme, että mekanismi rikkoo budjettitasapainoa, pitäisikö agentin jakaa tulot pelaajille? Pitäisikö peritty ylimääräinen valuutta poistaa liikkeestä? Pitäisikö edustajan voida verrata uutta valuuttaa tehdessäsi siirtoja pelaajille? Nämä kysymykset vaativat tarkkaavaista huomiointia, koska päätökset voivat tuoda epätoivottuja lukuja pelaajien kannustimiin (esim. Jaettavan summan maksimoimisesta voi tulla heidän hyötynsä ei-triviaali komponentti).

Lopulliset ajatukset

Vaikka mekanismien suunnittelusta on tullut katkottua tietotekniikan tutkimuksessa, harvat yrittäjät ja kehittäjät näyttävät käyttävän harkiten tämän tyyppistä ajattelua blockchain-protokollien suunnitteluun. Vielä harvemmat akateemiset taloustieteilijät ovat alkaneet tutkia vakavasti blockchain-protokollien peliteoreettisia ominaisuuksia.

Toisin sanoen, olen optimistinen siitä, että salaus- ja taloustieteen tarjoamien valtavien mahdollisuuksien selkeytyessä nämä hajoavat yhteisöt alkavat lähentyä toisiaan. Toivon toistaiseksi, että löysit tämän artikkelin hyödylliseksi esitellessä joitain työkaluja ja avoimia kysymyksiä, jotka määrittelevät kryptoekonomisen mekanismin suunnittelun mahdollisuudet. Palautetta, kommentteja ja keskustelua varten ota rohkeasti yhteyttä osoitteeseen alexander.evans@lowes.com (Lowe’s Ventures) tai kommenttiosioon.

Haluatko lisää näkökulmaa? Tässä on Coindesk.com-lehden äskettäinen viesti, joka selittää myös ”kryptoekonomian”:

Ja tässä on hieno akateeminen teos mekaniikkateoriasta: