Spieltheorie und Kryptowährungen
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Spieltheorie und Kryptowährungen

Spieltheorie und Kryptowährungen

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Veröffentlicht Jan 7, 2019Aktualisiert Jan 12, 2023
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Spieltheorie ist grundlegend f√ľr die Entwicklung von Kryptow√§hrungen und einer der Gr√ľnde, warum Bitcoin trotz zahlreicher Versuche, das Netzwerk zu st√∂ren, √ľber ein Jahrzehnt lang florierte.


Was ist Spieltheorie?

Im Wesentlichen ist die Spieltheorie eine Methode der angewandten Mathematik, mit der das menschliche Verhalten auf der Grundlage rationaler Entscheidungen untersucht wird. Das "Spiel" ist so konzipiert, dass die Spieler dazu neigen, rational zu handeln, wenn sie auf die Spielregeln oder den Einfluss anderer Spieler reagieren.

Das Konzept wurde urspr√ľnglich in der Volkswirtschaftslehre entwickelt, um das Verhalten von Unternehmen, M√§rkten und Verbrauchern zu untersuchen, wird aber heute weitgehend in anderen Forschungsbereichen angewendet. Daher k√∂nnen spieltheoretische Modelle als Werkzeug verwendet werden, um das potenzielle Verhalten von interagierenden Akteuren und die m√∂glichen Ergebnisse ihrer Handlungen unter vordefinierten Umst√§nden zu untersuchen. Die Modelle k√∂nnen auch in Forschungsarbeiten in den Bereichen Politik, Soziologie, Psychologie und Philosophie eingesetzt werden.


Das Gefangenendilemma

Das Gefangenendilemma ist eines der beliebtesten Beispiele f√ľr ein spieltheoretisches Modell. Es veranschaulicht ein Szenario, in dem 2 Kriminelle (A und B) nach ihrer Verhaftung verh√∂rt werden. Jeder Verbrecher wird in einem separaten Raum verh√∂rt und kann nicht mit dem anderen kommunizieren.¬†

Der Staatsanwalt versucht die Kriminellen zu √ľberzeugen gegeneinander auszusagen, wodurch sich ihre Anklagen reduzieren w√ľrden. Wenn A gegen B aussagt, wird er freigelassen und B f√ľr 3 Jahre verhaftet (und umgekehrt). Wenn sich beide jedoch gegenseitig verraten und aussagen, werden sie beide f√ľr 2 Jahre verhaftet. Schlie√ülich, wenn sowohl A als auch B beschlie√üen, sich nicht gegenseitig zu verraten und zu schweigen, werden sie mangels ausreichender Beweise nur zu einem Jahr Gef√§ngnis verurteilt.

Daher hätten wir die folgenden möglichen Ergebnisse (basierend auf ihrer individuellen Entscheidung):



B verrät

B schweigt

A verrät

Beide werden f√ľr 2 Jahre ins Gef√§ngnis gesteckt.

A ist frei. B wird f√ľr 3 Jahre eingesperrt.

A schweigt

B ist frei. A wird f√ľr 3 Jahre eingesperrt.

Beide werden f√ľr ein Jahr ins Gef√§ngnis gesteckt.


Offensichtlich ist das beste Szenario f√ľr A (oder B), den anderen zu verraten und freigelassen zu werden, aber das w√ľrde erfordern, dass der andere schweigt. Es gibt aber keine M√∂glichkeit vorherzusagen, welche Entscheidung der andere treffen w√ľrde. Angesichts der Belohnung w√ľrden viele rationale Gefangene wahrscheinlich beschlie√üen, nach eigenem Interesse zu handeln und den anderen zu verraten. Aber wenn sowohl A als auch B sich gegenseitig verraten w√ľrden, w√ľrden sie 2 Jahre im Gef√§ngnis verbringen, und das ist nicht wirklich das beste Ergebnis. Daher ist die beste Option f√ľr sie, die sie als Paar treffen k√∂nnten, ruhig zu bleiben und nur 1 Jahr statt 2 Gef√§ngnisstrafe zu bekommen.

Das Gefangenendilemma hat viele Varianten, aber diese einfache Geschichte veranschaulicht die Idee, mit der spieltheoretische Modelle menschliches Verhalten und mögliche Ergebnisse basierend auf dem Prozess der rationalen Entscheidungsfindung untersuchen können.


Spieltheorie und Kryptowährungen

Spieltheorie spielt bei Kryptow√§hrungen eine entscheidende Rolle um ein sicheres und vertrauensw√ľrdiges Wirtschaftssystem zu entwickeln, wie z.B. das von Bitcoin. Die Kreation von Bitcoin als Byzantinische Fehlertoleranz (BFT) System ist das Ergebnis einer harmonischen Kombination von Kryptographie und Spieltheorie.

Es ist die Anwendung der Spieltheorie im Rahmen von Kryptow√§hrungen, die das Konzept der Krypto√∂konomie hervorgebracht hat, ein Konzept, das im Grunde genommen die Erforschung der √Ėkonomie von Blockchain-Protokollen und ihrer m√∂glichen Konsequenzen ist. Konsequenzen resultieren hierbei aus dem Design dieser Protokolle, sprich aus dem Ergebnis des Verhaltens der Teilnehmer innerhalb des Systems. Es ber√ľcksichtigt auch das Verhalten von "externen Akteuren", die nicht wirklich Teil des √Ėkosystems sind, aber irgendwann dem Netzwerk beitreten k√∂nnten, nur um zu versuchen, es von innen heraus zu unterbrechen.

Mit anderen Worten, Kryptoökonomie untersucht unter der Prämisse der rationalsten und wahrscheinlichsten Entscheidungen das Verhalten der Netzwerkknoten basierend auf den durch das Protokoll geschaffenen Anreizen.

Da die Bitcoin-Blockchain als dezentrales System konzipiert ist - mit vielen Knoten, die an verschiedenen Standorten verteilt sind - ist sie bei der Validierung von Transaktionen und Blöcken auf die Konsensfindung dieser Knoten angewiesen. Diese Knoten sind jedoch nicht wirklich in der Lage sich gegenseitig zu vertrauen. Wie kann ein solches System also bösartige Aktivitäten vermeiden? Wie kann eine Blockchain verhindern, dass sie durch unehrliche Knoten unterbrochen wird?

Eines der wichtigsten Merkmale des Bitcoin-Netzwerks, das es vor b√∂swilligen Aktivit√§ten sch√ľtzt, ist der Konsensalgorithmus Proof of Work. Es werden kryptographische Techniken eingesetzt, die dazu f√ľhren, dass der Mining-Prozess sehr kostspielig und aufwendig ist. Dies schafft eine sehr wettbewerbsintensive Mining-Umgebung. Aus diesem Grund stimuliert die Architektur PoW-basierter Kryptow√§hrungen die Mining-Knoten dazu ehrlich zu handeln (so dass sie nicht riskieren ihre investierten Ressourcen zu verlieren). Miner werden entmutigt b√∂swillig zu handeln und werden bei Versto√ü schnell abgestraft. Die Mining-Knoten, die unehrliches Verhalten zeigen, werden wahrscheinlich viel Geld verlieren und aus dem Netzwerk geworfen. Folglich ist die wahrscheinlichste und vern√ľnftigste Entscheidung, die ein Miner treffen wird, ehrlich zu handeln und die Blockchain sicher zu halten.


Fazit

Die generelle Anwendung der Spieltheorie besteht darin zu modellieren und zu untersuchen, wie sich Menschen verhalten und wie sie Entscheidungen auf der Grundlage von Rationalit√§t treffen. Daher sollten beim Entwurf dezentraler Systeme, wie z.B. der von Kryptow√§hrungen, immer spieltheoretische Modelle ber√ľcksichtigt werden.¬†

Dank einer ausgewogenen Kombination aus Kryptographie und Spieltheorie ist es der Bitcoin-Blockchain mit dem Proof of Work Konsensalgorithmus gelungen ein dezentrales Wirtschaftssystem zu schaffen, das sehr resistent gegen Angriffe ist. Das Gleiche gilt auch f√ľr andere Kryptow√§hrungen und die Konzepte der Spieltheorie gelten auch f√ľr PoS-Blockchains. Der Hauptunterschied besteht darin, wie ein Proof of Stake Blockchain mit Transaktionen und Blockvalidierung umgeht.¬†

Beachte jedoch, dass der Grad an Sicherheit und Belastbarkeit einer Blockchain von ihrem Protokoll abhängt und in direktem Zusammenhang mit der Anzahl an Teilnehmern im Netzwerk steht. Größere dezentrale Netzwerke sind zuverlässiger als kleinere.

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