Cosa c’entra la teoria dei giochi con Bitcoin?

La teoria dei giochi è di fondamentale rilievo per le criptovalute anche se spesso rappresenta un aspetto piuttosto trascurato dalle piattaforme. Essa riveste inevitabilmente un ruolo cruciale nella loro sicurezza e sostenibilità.

Il nuovo campo d’interesse denominato “criptoeconomia” è divenuto oggi centrale per comprendere le dinamiche delle interazioni tra gli utenti (i “giocatori”) delle piattaforme di criptovaluta.

Che cos’è la teoria dei giochi?

In estrema sintesi la teoria dei giochi studia il processo decisionale logico utilizzato dai giocatori di un sistema entro determinati parametri. Può essere vista come una dimensione del comportamento umano in determinate circostanze, nella quale, determinati meccanismi di incentivi possono portare al compimento di comportamenti che divengono prevedibili.

Il caso maggiormente emblematico della teoria dei giochi è il cd. “dilemma del prigioniero”. In questo scenario, due prigionieri vengono interrogati separatamente per un crimine di cui sono entrambi ugualmente colpevoli.

Sia a Tizio che a Caio viene offerta l’opportunità di confessare e ricevere di conseguenza una pena ridotta. Essi dovranno prendere una delle due possibili decisioni, confessare o non confessare, e ciò si traduce in 4 possibili risultati, viste le due variabili.

Senza tediare eccessivamente il lettore diciamo subito che la soluzione, tra le 4, che produrrebbe il minor tempo di prigionia per entrambi è tuttavia altamente improbabile, e ciò a causa della tendenza che i giocatori hanno di tradire il proprio compagno per interessi personali.

Teoria dei giochi e criptovalute

La criptoeconomia può essere definita come la combinazione di modelli di incentivi incorporati in protocolli blockchain, al fine di creare un sistema sicuro, stabile e sostenibile.

Pur essendo un concetto nuovissimo, approfondendo il mondo delle criptovalute ci si rende subito conto come sia estremamente importante mitigare i malintenzionati e promuovere invece comportamenti onesti.

Il miglior esempio per comprendere il ruolo della teoria dei giochi e della criptoeconomia nelle piattaforme di criptovaluta è proprio Bitcoin. Affinché le reti blockchain come Bitcoin rimangano sicure ed abbiano la capacità di raggiungere il consenso necessario sulla blockchain, devono rimanere in gergo tecnico “Byzantine Fault Tolerant”.

I nodi decentralizzati debbono cioè raggiungere un accordo di maggioranza sullo stato attuale della blockchain senza il bisogno di fidarsi l’uno dell’altro. E ciò è molto difficile da realizzare.

Bitcoin risolve questo problema attraverso il suo modello di consenso Proof of Work. Il modello si regge sul lavoro che i miners devono portare a termine per risolvere problemi matematici ad alta intensità di calcolo, e conseguentemente vincere una ricompensa per l’avvenuta “estrazione del blocco successivo”.

Questa soluzione deve essere verificata dagli altri miners ed il costo intrinseco del processo risiede nell’elettricità, una risorsa del mondo reale che possiede un valore economico. La catena risultante, più diventa grande e decentralizzata, e maggiore sarà la difficoltà nel portare a termine un attacco interno o esterno ad essa.

Le strutture di incentivi basate sui meccanismi della teoria dei giochi incoraggiano i miners del sistema ad agire in modo onesto. A partire dai minatori, l’ovvio incentivo economico deriva dalla ricompensa del blocco (cd. block reward) per aver risolto il successivo round di mining. Siccome i minatori ricevono la ricompensa in Bitcoin, per loro è importantissimo che il valore di Bitcoin aumenti nel tempo e che la rete rimanga valida e sicura. Essi spendono attivamente risorse quali l’elettricità per avere la possibilità di vincere il blocco e, quindi, i loro sforzi diverrebbero irrecuperabili se operassero in maniera dannosa per la rete, ad esempio attaccandola allo scopo di manipolarla. È sempre più costoso agire in modo disonesto che agire onestamente nel “sistema Bitcoin”.

Questo crea un ciclo di feedback positivi in cui i minatori ottengono un incentivo positivo costante nel mantenere la blockchain valida ed al contempo mitigando gli attori dannosi.

I miner possono agire in modo dannoso con diverse modalità, ad esempio aggiungendo transazioni non valide in blocchi, e ciò allo scopo chiarmente di ottenere più BTC nel proprio wallet. Ed è proprio qui che le meccaniche della teoria dei giochi vengono in soccorso. I blocchi non validi verranno immediatamente rifiutati dalla maggior parte dei minatori in un formato di coordinamento del gioco nel quale è sempre nel migliore interesse finanziario dei minatori rimanere con la maggioranza onesta, e non tentare di creare blocchi fasulli (poiché il costo intrinseco -e crescente- associato a ciò, sarebbe insostenibile).

La conclusione che possiamo trarre è che la blockchain di Bitcoin si trova costantemente in uno stato di “Equilibrio di Nash”. Il sistema diviene “Byzantine Fault Tolerant” grazie alla maggior parte dei minatori che lavorano in coordinamento per raggiungere e mantenere lo stato più stabile della rete ad ogni intervallo di tempo.

Per quanto riguarda gli utenti, la loro preferenza per la catena più lunga (e più sicura) produce un risultato noto come “razionalità limitata”. Fondamentalmente significa che gli utenti avranno maggiore familiarità con la catena principale perché il passaggio tra catene di blocchi creerebbe delle complicazioni inutili. Potrebbe sembrare irresponsabile ma la maggior parte degli utenti si troverà nella presunzione di credere che i meccanismi di incentivazione funzionino correttamente allo scopo di tenere sotto controllo il “potere dei minatori”.

I problemi della teoria dei giochi applicata ai sistemi distribuiti

Nonostante le strutture di incentivi e le meccaniche della teoria dei giochi guidino un comportamento onesto nella rete Bitcoin, residuano ancora alcune questioni importanti ad oggi ampiamente dibattute. In primis la “centralizzazione del mining” che attraverso le “mining pools” ha prodotto il crescente timore che nel rafforzamento del sistema possa risiedere una minaccia di attacchi chiamati “del 51%”.

In queste circostanze i minatori “maligni” che controllano una quantità sufficiente di potenza di hashing della rete per eseguire eventuali fork della blockchain, potrebbero ignorare il gioco di coordinamento svolto dalla restante rete di minatori. Per questo motivo, alcuni studiosi considerano i meccanismi di incentivazione “non particolarmente necessari” o comunque necessari solo come extrema ratio nelle piattaforme di criptovaluta, a causa delle complicazioni logiche di sistema che portano con sé.

Il predetto problema empirico esposto dai critici è che il successo dei modelli della teoria dei giochi su queste piattaforme non può essere determinato accademicamente, ma solamente attraverso la pratica. Alcune delle ipotesi fatte nei modelli elaborati sulla teoria dei giochi applicata alle piattaforme di criptovaluta, ruotano sempre attorno ad una soglia specifica di persone che agiscono in modo onesto.

La previsione della sicurezza della piattaforma fondata su presupposti che sono “impliciti al comportamento umano” può essere rischiosa, soprattutto quando non esistono precedenti tecnologici già testati o modelli applicati a soluzioni equipollenti. Questa è una tematica che si mescola anche col concetto di “first mover advantage“, e che nello specifico Bitcoin posside nei confronti delle altre altcoin in quanto “giunto per primo”, caratteristica che gli conferisce vantaggi anche nel versante sicurezza (per il maggior periodo di battle testing ricevuto).

Bitcoin, inteso come rete decentralizzata, si basa sul concetto di scelta non coordinata nella quale il coordinamento tra le parti viene tuttavia imposto tra le parti in gioco che si ritrovano ad interagire. Le mining pools centralizzate, tuttavia, non seguono i medesimi criteri e quindi materializzano la “possibilità” concreta di problemi alla sicurezza dell’intera rete.

Le dinamiche della teoria dei giochi nelle criptovalute continueranno sempre a svilupparsi e diverranno via via uno dei concetti più affascinanti del settore. Il loro ruolo in termini di sicurezza, validità e sostenibilità non può essere sottovalutato poiché il loro eventuale successo o scomparsa dal mondo delle reti decentralizzate, sarà necessariamente determinato dal numero sempre crescente di utenti che verranno attratti dal potenziale delle piattaforme blockchain.