게임 이론과 암호 화폐

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게임 이론과 암호 화폐
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게임 이론은 암호 화폐 개발에 기초가 되며, 네트워크를 방해하려는 수 많은 시도들에도 불구하고 비트코인이 십 년이 넘도록 성장할 수 있었던 이유 중 하나입니다.


게임 이론이란?

본질적으로, 게임 이론은 이성적인 의사 결정에 기초한 인간 행동을 연구하는 데 사용되는 응용 수학의 방법입니다. "게임"은 상호작용적인 환경으로 설계되었기에, 참가자들은 게임 규칙이나 다른 참가자에게 반응할 때 이성적으로 행동하는 경향이 있습니다.

게임 이론의 개념은 처음에는 기업과 시장, 소비자의 행동 양식을 조사하기 위해 경제학에서 시작되었으나, 현재는 다양한 연구 분야에 광범위하게 적용되고 있습니다. 따라서, 게임 이론 모델은 사전에 정의된 상황에서, 상호 작용하는 대리인들의 잠재적인 행동과 그러한 행동의 결과를 살펴보는 도구로 사용될 수 있습니다. 이 모델은 또한 정치학, 사회학, 철학과 같은 광범위한 연구에 적용될 수 있습니다.


죄수의 딜레마

죄수의 딜레마는 게임 이론 모델에서 가장 잘 알려진 예시 중 하나입니다. 죄수의 딜레마는 두 명의 범인(A와 B)이 체포된 뒤 심문을 받는 상황을 가정하고 있습니다. 각 범인은 별도의 방에서 심문을 받으며, 다른 범인과 소통할 수 없습니다.

검사는 그들의 형량을 줄이기 위한 방법으로, 범인들이 서로에 대해 진술하도록 설득하려 합니다. 만약 A가 B에 대해 진술한다면, A는 석방되고 B는 3년 형을 살게 됩니다(반대 경우도 같음). 그러나 둘 다 배신하여, 서로에 대해 진술하면 모두 2년 형을 살게 됩니다. 마지막으로, A와 B 둘 다 배신하지 않고 침묵을 지킨다면, 충분한 증거가 없기에 모두 1년 형을 살게 됩니다.

그러므로, 다음과 같은 결과를 예상해 볼 수 있습니다(각 개인의 결정에 기반함).


B의 배신

B의 침묵

A의 배신

모두 2년 형

A는 풀려남. B는 3년 형

A의 침묵

B는 풀려남. A는 3년 형

모두 1년 형


분명, A(또는 B)에게 최상의 시나리오는 상대를 배신한 뒤 풀려나는 것이지만, 이는 상대가 침묵을 지켜야 가능한 것이며, 상대가 어떤 결정을 내릴지 예측할 수 있는 방법이 없습니다. 이익을 고려할 때, 많은 이성적인 죄수들은 자신의 이익을 위해 다른 이를 배신하려 할 것입니다. 그러나 만약 A와 B 둘 다 배신을 하게 된다면 그들은 감옥에서 2년을 살게 될 것이고, 이는 진정한 최상의 결과는 아닙니다. 그러므로, 최선의 선택은 함께 침묵을 지키는 것이고, 2년 형 대신 1년 형을 사는 것입니다.

죄수의 딜레마의 다양한 변형 사례가 있지만, 이 간단한 이야기는 이성적인 의사 결정 과정에 기반하여, 인간의 행동과 가능한 결과를 살펴보기 위해 게임 이론 모델을 사용하는 방식을 보여주고 있습니다.


게임 이론과 암호 화폐

게임 이론 모델을 암호 화폐에 적용해 볼 때, 이는 비트코인처럼 안전하고 신뢰가 필요 없는 경제 시스템을 설계할 때 중요한 역할을 합니다. 비잔티움 장애 허용(BFT, Byzantine Fault Tolerance) 시스템으로서 비트코인은, 암호학과 게임 이론의 조화로운 조합으로 탄생했습니다.

암호 화폐에서 게임 이론을 사용하는 것은 암호 화폐 경제학(Cryptoeoconomics) 개념을 탄생시켰는데, 이는 블록체인 프로토콜 경제학과, 참여자들의 행동을 통해 프로토콜이 가져올 수 있는 잠재적인 결과를 연구하는 것입니다.

다시 말하자면, 암호 화폐 경제학은 가장 합리적이고 가능성 있는 결정들을 고려하여, 프로토콜에 의해 제공되는 인센티브에 기반한 네트워크 노드의 행동 양식을 탐구합니다.

비트코인 블록체인이 분산화된 시스템으로 설계되어, 많은 노드들이 다양한 지역에 퍼져 있기 때문에, 트랜잭션과 블록의 검증과 관한 노드의 합의를 필요로 합니다. 하지만, 노드는 서로를 확실히 신뢰할 수 없습니다. 그렇다면 시스템은 어떻게 악의적인 행동을 방지할 수 있을까요? 블록체인은 어떻게 부정직한 노드에 의해 방해받지 않을 수 있을까요?

악의적인 활동으로부터 비트코인 네트워크를 보호하는 가장 중요한 기능은 작업 증명 합의 알고리즘입니다. 이는 마이닝 과정에 아주 많은 비용이 드는 까다로운 암호화 기술을 적용하여, 매우 경쟁적인 마이닝 환경을 조성합니다. 이를 통해, 작업 증명 기반 암호 화폐들은 마이닝 노드들이 정직하게 행동하도록 유도합니다(마이너들은 투자한 자원을 잃는 위험을 감수하지 않음). 이와 대조적으로, 악의적인 활동은 저지되며, 신속하게 처벌됩니다. 부정직한 행동을 하는 마이닝 노드는 많은 돈을 잃을 수 있으며, 네트워크에서 추방될 것입니다. 결과적으로, 마이너들이 내려야 할 가장 가능성 높고 합리적인 결정은 정직하게 행동하고, 블록체인을 안전하게 유지하는 것입니다.


결론

게임 이론은 인간이 이성적인 생각을 바탕으로 어떻게 행동하고 결정하는지 모델링하고 조사하는 데 일반적으로 사용할 수 있습니다. 그러므로, 암호 화폐처럼 분산화된 시스템을 설계할 때는 언제나 게임 이론 모델을 고려해야 합니다.

암호학과 게임 이론의 균형 잡힌 조합을 통해, 작업 증명 합의 알고리즘은 여러 공격에 강한 저항력을 가진 탈중앙화된 경제 시스템으로서 비트코인 블록체인을 탄생시킬 수 있었습니다. 다른 암호 화폐도 마찬가지이며, 게임 이론의 개념은 지분 증명 블록체인에도 적용되고 있습니다. 주된 차이점은 지분 증명 블록체인이 트랜잭션을 처리하고 블록 유효성을 검증하는 방식입니다.

그러나 블록체인의 보안성과 방어력은 해당 프로토콜과 네트워크 참여자 수와 직접적인 연관이 있다는 점을 기억해야 합니다. 규모가 큰 분산화된 네트워크는 작은 네트워크보다 신뢰할 수 있습니다.

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