Проучване на блокчейн системи с помощта на агентно моделиране и симулация

Author:

(1) Onder Gurcan, Universit ́e Paris-Saclay, CEA, List, F-91120, Palaiseau, Франция, (onder.gurcan@cea.fr).

За използването на агентно моделиране и симулация за изучаване на блокчейн системи

Bitcoin е ядрото на децентрализираните криптовалутни системи. Основната структура на данните на Bitcoin се нарича блокчейн, в който транзакциите на цифрови монети между сметки се групират в така наречените блокове, където всеки блок е прикрепен към последния по криптографски начин, за да направи злонамерената / случайна промяна на съдържанието на блоковете много трудна. Участниците след този протокол могат да създадат заедно разпределена, икономическа, социална и техническа система, където всеки може да се присъедини / напусне и да извършва транзакции между тях, без да се налага да се доверява един на друг или да има доверена трета страна.

Технически казано, блокчейн системата е отворена и разпределена транзакционна система, състояща се от участници, наречени потребители и създатели на блокове.Всички участници в блокчейн система съхраняват непотвърдени транзакции в своите басейни за памет и потвърдени транзакции в своите блокчейн.

Освен това блокчейн системите имат следните три характеристики.

- Блокчейн системите са разпределени системи.Както казва Лесли Лампорт [1], разпределена система е такава, в която провалът на компютър, за който дори не сте знаели, че съществува, може да направи вашия собствен компютър неизползваем.Повечето разпределени системи (включително блокчейн системите) са проектирани с толерантност към грешки като една от основните цели, за да се постигне висока наличност и съхранение или обработка на разпределени данни.

— Блокчейн системи са социални организации. Социална организация може да се дефинира като формални или неформални групи от взаимосвързани индивиди (агенти), които преследват колективна цел и които са вградени в среда [2]. Освен това, блокчейн (структура на данните) е физическа проява на взаимодействията на потребителите. Блокчейн системи улеснява сътрудничеството, като кара самозаинтересовани, недоверчиви хора да работят заедно, дори когато тесният самостоятелен интерес изглежда диктува, че никой индивид не трябва да участва. Блокчейн системи имат силно нестабилна динамика, конфликт на индивидуални / колективни цели (например, потребителите искат по-ниски такси, докато създателите на блока искат по-високи такси) и непрекъсната динами

Блокчейн системите са очевидно икономически системи.Икономическата система, както всяка друга сложна система, отразява динамичното взаимодействие на голям брой различни агенти, а не само на няколко ключови агенти.Следващото системно поведение, наблюдавано на агрегирано ниво, често показва последици, които са трудни за предвиждане (напр. таксите за транзакции), които не могат просто да бъдат обяснени от поведението на няколко големи агенти.

Освен това, това е много активна и динамична екосистема, където нови блокчейн платформи и алгоритми се разработват непрекъснато, поради интереса на индустрията към технологията.

По този начин има нужда от симулационна рамка, която се разработва като софтуер с помощта на съвременни инженерни подходи (напр. модулност - т.е. повторна употреба на модели, тестване, непрекъснато развитие и непрекъсната интеграция, автоматизирано управление на конструкции, зависимости и документация) и гъвкави принципи, (1) за да се направи бързо прототипиране на промишлени случаи и (2) да се извърши анализ на осъществимостта им по реалистичен начин (т.е. да се тества хипотезата чрез симулиране на сложни експерименти, включващи голям брой участници от различни типове, действащи в една или няколко блокчейн системи).

Освен това очакваме предизвикателна и интердисциплинарна изследователска програма в блокчейн системите, изградена на базата на методология, която се стреми да улавя богатия процес, произтичащ от взаимодействието между поведението на агентите и динамичните взаимодействия между тях. За да бъде ефективна, обаче, са необходими симулационни проучвания, предоставящи прозрения в блокчейн системите от масивен анализ на данни, теория, обхващащаща подходящото описание на агентите и техните взаимодействия, както и системна перспектива, даваща ново разбиране на глобалните ефекти, произтичащи от различни мрежови взаимодействия. Предвиждаме, че такива проучвания ще създадат по-единно поле на блокчейн системите, което напредва нашето разбиране и води до по-нататъшно

Ние твърдим, че такава рамка за симулация трябва да бъде разгърната платформа за моделиране и симулация, базирана на агенти, която позволява да се възпроизведе динамиката на системите на ниво агенти, така че въздействието на действията, изпълнявани от алгоритъм под различни сценарии, да може да се тества и анализира в гранулирана подробност. Ние също така твърдим, че за по-добро улавяне и моделиране на изискванията на блокчейн системите, тя трябва да следва подход, ориентиран към организацията [4], а не агент-центриран.

Референции

[1] С. Накамото, “Bitcoin : A peer-topeer електронна парична система”, 2008. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

[2] Е. Остром, „Обща рамка за анализ на устойчивостта на социално-екологичните системи“, Наука, т. 325, No 5939, стр. 419-422, 2009.

[3] O. G ̈urcan, A. Del Pozzo, и S. Tucci- ̈ Piergiovanni, „За ограниченията на биткойна, за да се осигури справедливост за потребителите“, в On the Move to Meaningful Internet Systems. OTM 2017 конференции (H. Panetto, C. Debruyne, W. Gaaloul, M. Papazoglou, A. Paschke, C. A. Ardagna, и R. Meersman, eds.), (Cham), стр. 589–606, Springer Int. Publishing, 2017.

[4] J. Ferber, O. Gutknecht и F. Michel, “Agent/Group/Roles : Simulating with Organizations”, в ABS’03 : Agent Based Simulation (M. J.P., ed.), (Montpellier (Франция)), стр. 12, 28-30 април 2003 г.

[5] N. Lagaillardie, M. A. Djari, и O. G ̈urcan, “Изчислително проучване за справедливостта на протокола blockchain tendermint”, Информация, том 10, No 12, 2019.

Тази хартия еДостъпно за архивиранепод лиценза CC BY 4.0 DEED.

1. Leslie Lamport, Distribution, https://www.microsoft.com/en-us/research/publicE-mail message sent to a DEC SRC bulletin board at 12 :23 :29 PDT on 28 May 1987.