La théorie du jeu est fondamentale pour le développement des crypto-monnaies et est l’une des raisons pour lesquelles Bitcoin a réussi à prospérer pendant plus d’une décennie, malgré les nombreuses tentatives de perturbation du réseau.
Qu’est-ce que la théorie du jeu?
La théorie du jeu est essentiellement une méthode de mathématiques appliquées utilisée pour étudier le comportement humain sur la base d'une prise de décision rationnelle. Le «jeu» étant conçu comme un environnement interactif, les joueurs ont tendance à agir de manière rationnelle lorsqu'ils interagissent avec les règles du jeu ou l'influence des autres joueurs.
Le concept a été initialement développé en économie pour étudier les comportements des entreprises, des marchés et des consommateurs, mais il est maintenant largement appliqué dans de nombreux autres domaines d’étude. Par conséquent, les modèles de théorie du jeu peuvent être utilisés comme outils pour examiner le comportement potentiel des agents en interaction et les résultats possibles de leurs actions, dans des circonstances prédéfinies. Les modèles peuvent également être appliqués à l’étude générale de la politique, de la sociologie, de la psychologie et de la philosophie.
Le dilemme du prisonnier
Le dilemme du prisonnier est l’un des exemples les plus populaires des modèles de théorie du jeu. Il illustre un scénario dans lequel 2 criminels (A et B) sont interrogés après leur arrestation. Chaque criminel est interrogé dans une pièce séparée et est incapable de communiquer avec l'autre.
Le procureur tente de convaincre les criminels de témoigner l’un contre l’autre afin de réduire leurs peines. Si A témoigne contre B, il est libéré et B est arrêté pour 3 ans (et inversement). Cependant, si les deux se trahissent et témoignent l'un contre l'autre, ils sont tous deux arrêtés pour deux ans. Enfin, si A et B décident tous deux de ne pas se trahir et de rester silencieux, ils ne sont condamnés qu'à un an de prison faute de preuves suffisantes.
Par conséquent,les résultats possibles sont les suivants (en fonction de leur décision individuelle):
B trahit A | B reste silencieux | |
A trahit B | Les deux sont emprisonnés pour 2 ans. | A est libre. B est emprisonné pour 3 ans. |
A reste silencieux | B est libre. A est emprisonné pour 3 ans. | Les deux sont emprisonnés pour 1 an. |
Clairement, le meilleur scénario pour A (ou B) est de trahir son complice pour être libéré, mais cela nécessite que le complice reste silencieux et il n'y a aucun moyen de prédire quelle décision fera ce dernier. Face à une récompense, de nombreux prisonniers rationnels choisiraient probablement d'agir pour leur propre intérêt et trahiraient leurs complice. Mais si A et B se trahissent tous les deux, ils écoperaient de 2 ans en prison et cela ne constitue pas vraiment le meilleur dénouement. Par conséquent, la meilleure option pour eux, en tant que duo, serait de rester silencieux et d’être condamnés à seulement 1 an chacun au lieu de 2.
Le dilemme du prisonnier comporte de nombreuses variantes, mais cette histoire simple illustre l’idée d’utiliser des modèles de théorie du jeu pour étudier le comportement humain et les résultats possibles en fonction du processus de prise de décision rationnelle.
Théorie du jeu et crypto-monnaies
Appliqués aux crypto-monnaies, les modèles de théorie du jeu ont un rôle important dans la conception d'un système économique sécurisé et exempt de confiance, tel que celui du Bitcoin. La création de Bitcoin en tant que système BFT (Byzantine Fault Tolerance, tolérant à la panne Byzantine) résulte d’un mélange harmonieux de cryptographie et de théorie du jeu.
L’utilisation de la théorie du jeu dans le contexte de la crypto-monnaie est ce qui a donné naissance au concept de cryptoéconomie, qui est, fondamentalement, une étude de l’économie des protocoles blockchain et des évènement potentiels que la conception de ces protocoles peut présenter - en raison du comportement des participants Il prend également en compte le comportement «d’agents externes» qui ne font pas vraiment partie de l'écosystème, mais pourraient éventuellement rejoindre le réseau uniquement pour tenter de le perturber de l'intérieur.
En d'autres termes, la cryptoéconomie examine le comportement des nœuds du réseau en fonction des récompenses fournies par le protocole, en se focalisant sur les décisions les plus rationnelles et les plus probables.
Étant donné que la blockchain du Bitcoin est conçue en tant que système distribué - avec de nombreux nœuds répartis à différents endroits - elle doit s’appuyer sur l’accord de ces nœuds pour la validation des transactions et des blocs. Cependant, ces nœuds ne sont pas vraiment capables de se faire confiance. Alors, comment un tel système peut-il éviter les activités malveillantes? Comment peut-on éviter qu’une blockchain soit perturbée par des nœuds malhonnêtes?
L'algorithme de consensus Proof of Work est l'une des fonctionnalités les plus importantes du réseau Bitcoin qui le protège contre les activités malveillantes. Il applique des techniques cryptographiques qui rendent le processus de minage extrêmement coûteux et exigeant, créant ainsi un environnement extrêmement compétitif. Par conséquent, l'architecture des crypto-monnaies basées sur le PoW incite les nœuds de minage à agir de manière honnête (pour ne pas risquer de perdre les ressources investies). En outre, toute activité malveillante est découragée et rapidement punie. Les nœuds de minage qui présentent un comportement malhonnête perdront probablement beaucoup d’argent et seront expulsés du réseau. Par conséquent, la décision la plus probable et la plus rationnelle à prendre pour un mineur est d'agir honnêtement et de maintenir la blockchain en sécurité.
Conclusion
L’application générale de la théorie du jeu consiste à modéliser et à examiner le comportement humain sur la base de leur esprit rationnel. Par conséquent, les modèles de théorie du jeu se doivent d’être pris en compte lors de la conception de systèmes distribués, tels que ceux des crypto-monnaies.
Grâce à une combinaison équilibrée de cryptographie et de théorie du jeu, l'algorithme de consensus Proof of Work a permis de créer la blockchain Bitcoin en tant que système économique décentralisé, hautement résistant aux attaques. Il en va de même pour les autres crypto-monnaies et les concepts de la théorie du jeu s’appliquent également aux blockchains PoS. La principale différence étant la manière dont une blockchain Proof of Stake traite les transactions et bloque la validation.
Gardez toutefois à l'esprit que le degré de sécurité et de résilience d'une blockchain dépend de son protocole et qu'il est directement lié au nombre de participants au sein du réseau. Les grands réseaux distribués sont plus fiables que les plus petits.