Criptovalute e Teoria dei Giochi

07.01.2019

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La teoria dei giochi è fondamentale per lo sviluppo delle criptovalute ed è una delle ragioni per cui Bitcoin è riuscito a prosperare per più di un decennio, nonostante i numerosi tentativi di perturbare il network.


Cos’è la Teoria dei Giochi?

Sostanzialmente, la teoria dei giochi è un metodo di matematica applicata usato per studiare i comportamenti umani basati su processi decisionali razionali. Il “gioco” è concepito come un contesto interattivo, quindi i giocatori tendono ad agire in modo razionale quando rispondono alle regole del gioco o all’influenza degli altri giocatori.

Il concetto è stato inizialmente sviluppato in economia per esaminare i comportamenti di aziende, mercati e consumatori, ma ora viene applicato ampiamente in altri settori di studio. Di conseguenza, i modelli di teoria dei giochi possono essere usati come strumento per analizzare il potenziale comportamento di individui che interagiscono tra loro, e i possibili risultati delle loro azioni, secondo circostanze prestabilite. I modelli possono essere applicati anche nello studio di politica, sociologia, psicologia e filosofia.


Il Dilemma del Prigioniero

Il dilemma del prigioniero è uno degli esempi più famosi di modello di teoria dei giochi. Illustra uno scenario in cui 2 criminali (A e B) vengono interrogati dopo essere stati arrestati. Ognuno viene interrogato in una stanza separata, senza poter comunicare.

L’ispettore cerca di convincere i criminali a testimoniare uno contro l’altro per ridurre gli anni di prigione. Se A testimonia contro B, viene liberato e B viene arrestato per 3 anni (e viceversa). Tuttavia, se tutti e due tradiscono e testimoniano l’uno contro l’altro, vengono entrambi arrestati per 2 anni. Infine, se sia A che B decidono di non tradire e rimangono in silenzio, vengono condannati solo a 1 anno in prigione a causa di mancanza di prove sufficienti.

Di conseguenza, avremmo i seguenti possibili risultati (basati sulle loro decisioni individuali):


B tradisce

B sta zitto

A tradisce

Entrambi arrestati per 2 anni.

A libero. B arrestato per 3 anni.

A sta zitto

B libero. A arrestato per 3 anni.

Entrambi arrestati per 1 anno.


Chiaramente, lo scenario migliore per A (o B) è tradire ed essere rilasciato, ma questo richiederebbe che l’altro rimanga in silenzio e non c’è modo di prevedere quale sarà la sua decisione. Quando si trovano davanti a una ricompensa, molti prigionieri razionali sceglierebbero probabilmente di agire per interesse personale e tradirebbero l’altro. Tuttavia, se sia A che B tradiscono restano entrambi in prigione per 2 anni, e questo non è il risultato migliore. Di conseguenza, l’opzione migliore per loro è di rimanere in silenzio e ricevere 1 anno invece di 2.

Il Dilemma dei Prigionieri ha diverse varianti, ma questa semplice storia illustra l’idea dietro all’uso dei modelli di teoria dei giochi per analizzare il comportamento umano e i possibili risultati basandosi sul processo decisionale razionale.


Criptovalute e Teoria dei Giochi

Quando applicati alle criptovalute, i modelli di teoria dei giochi giocano un ruolo importante per lo sviluppo di un sistema economico sicuro e trustless, come quello di Bitcoin. La creazione di Bitcoin come un sistema Byzantine Fault Tolerance (BFT) è il risultato di un’armoniosa combinazione di crittografia e teoria dei giochi.

L’uso della teoria dei giochi nel contesto delle criptovalute è ciò che ha dato vita al concetto di Criptoeconomia, in pratica lo studio dell’economia di protocolli blockchain e le potenziali conseguenza che questi protocolli possono presentare - come risultato dei comportamenti dei loro partecipanti. Inoltre, viene considerato il comportamento di “agenti esterni” che non fanno parte dell’ecosistema ma che potrebbero unirsi al network solo per cercare di distruggerlo dall’interno.

In altre parole, la Criptoeconomia esamina il comportamento dei nodi del network basandosi sugli incentivi forniti dal protocollo, considerando le decisioni più razionali e probabili.

Dato che la blockchain di Bitcoin è progettata come un sistema distribuito - con diversi nodi distribuiti in diversi luoghi - ha bisogno di basarsi sul consenso di questi nodi n merito alla convalida di transazioni e blocchi. Tuttavia, questi nodi non sono in grado di fidarsi l’uno dell’altro. Quindi, come fa un sistema del genere prevenire attacchi? Come può una blockchain a impedire ai nodi disonesti di disturbare il sistema?

Una delle caratteristiche più importanti del network di Bitcoin che lo protegge da attività dannose è l’algoritmo di consenso Proof of Work. Questo metodo applica tecniche crittografiche che rendono il processo di mining necessariamente costoso ed esigente, creando un contesto altamente competitivo. Di conseguenza, l’architettura delle criptovalute basate sulla PoW incentiva i nodi mining ad agire onestamente (per non rischiare di perdere le risorse investite). Al contrario, qualsiasi attività disonesta viene scoraggiata e punita velocemente. I nodi mining che agiscono in modo disonesto hanno un’alta probabilità di perdere molti soldi e venire espulsi dal network. Di conseguenza, la decisione più probabile e razionale per un miner è agire onestamente e mantenere la sicurezza della blockchain.


Conclusione

L’applicazione generale della teoria dei giochi è modellare ed esaminare il modo in cui gli umani si comportano e prendono decisioni basandosi sulla propria razionalità. Di conseguenza, i modelli di teoria dei giochi dovrebbero sempre essere considerati per la creazione di sistemi distribuiti, come quelli delle criptovalute.

Grazie alla combinazione bilanciata di crittografia e teoria dei giochi, l’algoritmo di consenso Proof of Work è riuscito a creare la blockchain di Bitcoin come un sistema economico decentralizzato, altamente resistente agli attacchi. Lo stesso vale per altre criptovalute e i concetti della teoria dei giochi si applicano anche alle blockchain PoS. La differenza principale tra i due casi è il modo in cui una blockchain Proof of Stake affronta la convalida di transazioni e blocchi.

Tuttavia, è bene tenere presente che il livello di sicurezza e resistenza di una blockchain dipende dal suo protocollo ed è direttamente correlato al numero di partecipanti del network. Un network distribuito più grande è più affidabile di uno più piccolo.

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