Les caractéristiques uniques des crypto-monnaies en font un sujet intéressant pour l’analyse de la théorie des jeux, car elles peuvent aider à expliquer les incitations et les comportements impliqués dans le commerce et l’investissement. Cet article traite du concept du dilemme du prisonnier, de l’extraction de crypto-monnaies et de forks de blockchain qui sont pertinents pour la théorie des jeux de Bitcoin et des crypto-monnaies.
Introduction à la théorie des jeux et aux crypto-monnaies
La théorie des jeux est un cadre mathématique qui aide à expliquer la prise de décision dans des situations stratégiques. Les crypto-monnaies, comme Bitcoin (BTC), sont devenues un sujet populaire pour les théoriciens des jeux en raison de leur nature décentralisée et de leur potentiel à perturber les systèmes financiers traditionnels.
Le dilemme du prisonnier et le minage de crypto-monnaie
Dans le scénario classique de la théorie des jeux connu sous le nom de dilemme du prisonnier, deux parties doivent faire un choix sans savoir ce que l’autre va faire. Dans le contexte de l’extraction de crypto-monnaie, le dilemme du prisonnier peut aider à expliquer pourquoi les mineurs peuvent agir dans leur propre intérêt, même si ce n’est pas dans le meilleur intérêt du réseau dans son ensemble.
Le premier mineur à résoudre avec succès une équation mathématique difficile reçoit de nouvelles unités BTC. La puissance des ordinateurs et la consommation d’énergie sont des exigences essentielles pour l’exploitation minière. La tragédie des biens communs, qui se produit lorsque les individus donnent la priorité à leurs propres intérêts par rapport aux besoins de l’ensemble, est l’un des plus grands obstacles à l’extraction de crypto-monnaie. En exploitant des crypto-monnaies, les mineurs peuvent faire passer leur gain financier individuel avant la sécurité et la stabilité globales du réseau.
Une base utile pour comprendre ce comportement est fournie par le dilemme du prisonnier. Dans le scénario, deux personnes sont arrêtées pour un crime, et on leur offre la possibilité de travailler ensemble ou de se retourner. S’ils coopèrent tous les deux, leurs peines sont toutes les deux réduites. Lorsque l’un trahit l’autre, le traître reçoit une peine plus légère, tandis que l’autre en reçoit une plus longue. Les deux reçoivent une pénalité modérée s’ils se trahissent.
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Les mineurs sont confrontés à un processus de prise de décision similaire lors de l’extraction de crypto-monnaies. Le réseau est sûr et sécurisé si tous les mineurs collaborent en minant honnêtement et en apportant une contribution. Pourtant, un mineur peut bénéficier davantage de l’exploitation minière malveillante ou ne contribuant pas au réseau s’il choisit de se comporter dans son propre intérêt.
Regardons le diagramme ci-dessous illustrant un exemple de deux mineurs dans un pool de crypto-monnaie pour comprendre comment le dilemme du prisonnier peut être appliqué au contexte de l’extraction de crypto-monnaie.
Dans le diagramme ci-dessus, Miner A et Miner B sont deux mineurs dans un pool de minage de crypto-monnaie. Ils ont le choix de coopérer (continuer à miner ensemble) ou de faire défaut (quitter le pool et miner indépendamment). Les récompenses et les gains sont basés sur le scénario classique du dilemme du prisonnier :
- Si les deux mineurs coopèrent, ils reçoivent tous les deux une récompense (par exemple une part des bénéfices miniers).
- Si le mineur A fait défaut alors que le mineur B coopère, le mineur A reçoit un gain de tentation (par exemple, une plus grande part des bénéfices miniers), tandis que le mineur B reçoit un gain de drageons (par exemple, une plus petite part des bénéfices miniers).
- Si le mineur A coopère alors que le mineur B fait défaut, le mineur A reçoit un gain de drageons, tandis que le mineur B reçoit un gain de tentation.
- Si les deux mineurs font défaut, ils reçoivent tous les deux une punition (par exemple, des bénéfices miniers globaux inférieurs).
Ce diagramme illustre comment le dilemme du prisonnier peut être appliqué au contexte de l’extraction de crypto-monnaie. Il montre les récompenses et les gains potentiels pour chaque combinaison de coopération et de défection, et peut aider les mineurs à prendre des décisions quant à savoir s’ils doivent rester dans une piscine ou exploiter de manière indépendante.
Pour relever ce défi, les réseaux de crypto-monnaie peuvent mettre en œuvre diverses incitations et mécanismes pour encourager les mineurs à agir dans l’intérêt du réseau dans son ensemble. Par exemple, les réseaux peuvent récompenser les mineurs qui contribuent au réseau avec des frais moins élevés ou des récompenses minières accrues. De plus, les réseaux peuvent implémenter des sanctions ou des mécanismes défensifs pour décourager les comportements malveillants.
La théorie des jeux des fourches blockchain
Les fourches de la blockchain sont un autre scénario où la théorie des jeux peut aider à expliquer le processus de prise de décision des participants. Un fork se produit lorsqu’un réseau blockchain se divise en deux chemins distincts, souvent en raison de désaccords entre les participants sur la direction du réseau.
Un fork peut être considéré comme un jeu de coordination du point de vue de la théorie des jeux. Deux joueurs ou plus doivent travailler ensemble pour atteindre un objectif commun dans un jeu de coordination. Les participants à un fork blockchain doivent travailler ensemble pour décider quel fork promouvoir et lequel rejeter.
Le réseau Bitcoin s’est scindé en deux fourches distinctes en 2017 : Bitcoin et Bitcoin Cash. C’est l’un des cas les plus connus d’un fork blockchain. Des désaccords au sein de la communauté Bitcoin sur la manière d’étendre le réseau pour gérer un volume croissant de transactions ont conduit à la création de ce fork.
Dans ce cas, les membres de la communauté Bitcoin devaient choisir entre s’en tenir à l’ancien réseau Bitcoin et passer au nouveau réseau Bitcoin Cash. Le choix n’a pas été facile car chaque fourche a ses propres avantages et inconvénients. Par exemple, alors que Bitcoin Cash offrait des temps de transaction plus rapides et des frais moins élevés, Bitcoin avait un réseau plus large et une acceptation plus élevée.
Les participants à ce scénario devaient tenir compte de leurs préférences et opinions personnelles concernant la valeur future potentielle de chaque réseau dans le contexte de la théorie des jeux. Les participants seraient motivés à promouvoir Bitcoin Cash même si cela impliquait de quitter le réseau Bitcoin d’origine s’ils pensaient qu’il avait plus de chances de croissance à long terme.
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Regardons le diagramme ci-dessous, illustrant deux mineurs confrontés au choix d’adopter un nouveau fork dans la blockchain ou de continuer sur l’ancien fork pour comprendre comment la théorie des jeux peut être appliquée au contexte des forks de la blockchain.
Le diagramme ci-dessus illustre la prise de décision stratégique de deux mineurs, Miner A et Miner B, sur une blockchain, alors qu’ils sont confrontés au choix d’adopter un nouveau fork ou de continuer sur l’ancien fork. Les récompenses et les pénalités sont basées sur les hypothèses suivantes :
- Si les deux mineurs adoptent la nouvelle fourche, ils reçoivent tous les deux une récompense (par exemple, une efficacité minière accrue).
- Si le mineur A adopte le nouveau fork tandis que le mineur B continue sur l’ancien fork, le mineur A reçoit une pénalité (par exemple, une diminution de l’efficacité du minage), tandis que le mineur B reçoit une récompense.
- Si le mineur A continue sur l’ancienne bifurcation tandis que le mineur B adopte la nouvelle bifurcation, le mineur A reçoit une récompense, tandis que le mineur B reçoit une pénalité.
- Si les deux mineurs continuent sur l’ancien fork, ils reçoivent tous les deux un gain de tentation (par exemple, en gardant le contrôle sur la blockchain).
Ce diagramme illustre comment la théorie des jeux peut être appliquée au contexte des fourches blockchain. Il montre les récompenses et les pénalités potentielles pour chaque combinaison d’adoption ou de non-adoption d’un nouveau fork, et peut aider les mineurs à prendre des décisions quant à savoir s’il faut passer à un nouveau fork ou s’en tenir à l’actuel.
Pour relever ce défi, les réseaux de crypto-monnaie peuvent mettre en œuvre divers mécanismes pour garantir que les fourches se déroulent aussi bien que possible. Par exemple, les réseaux peuvent implémenter une protection contre la relecture, qui empêche les transactions sur un réseau d’être relues sur l’autre.