دانلود ترجمه مقاله کاربردهای نظریه بازی در بلاک چین

1. مقدمه 2. مرور کلی و مبانی بلاک چین 3. مرور کلی و مبانی نظریه بازی 4. کاربردهای نظریه بازی ها در امنیت شبکه 5. کاربرد نظریه بازی در مدیریت ماینینگ 6. کاربرد‌های نظریه بازی در بستر بلاکچین 7. چالش‌ها و سوگیری‌های آتی 8. نتیجه گیری

مقدمه: در دهه اخیر با شهرت یافتن رمز-ارزهای دیجیتال همانند بیت کوین [1]، تکنولوژی بلاک چین، توجهات زیادی را هم از عرصه دانشگاهی و از عرصه صنعتی متوجه خود می بیند [2]. بلاک چین ابتدا در [1] برای عمل به عنوان یک دفتر کل تراکنش های رمز-ارز پیشنهاد شد و در حال حاضر، برای تعداد قابل توجهی از رمز-ارز ها (همانند اِتریوم [3]، ریپِل [4] و EOS [5]) استفاده می شود. فناوری بلاک چین، دفتر کل غیر قابل دستکاری، تراکنش های شفاف و تجارت بدون اتکا بر اعتماد اما امن را در یک شبکه غیرمتمرکز تضمین می نماید. بنابراین شبکه بلاک چین، اخیرا در بازه گسترده ای از سناریوها، بسیار فراتر از رمز-ارزها (همانند اینترنت اشیا (IoT) [6]، مراقبت از سلامت [7] و بیمه [8]) مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی بلاک چین، یک دفتر کل داده های عمومی غیر متمرکز است که از طریق حصول توافق عام، میان چندین گره در یک شبکه همتا به همتا (P2P) حفظ می گردد. به طور تخصصی تر می توان گفت که داده های مرتبط به تراکنش اعتبارسنجی شده، در زنجیره ای از بلوک ها ذخیره سازی می شوند (یعنی یک ساختار داده پایه بلاک چین) و این زنجیره به صورت صرفا الحاق، با اتصال تمامی بلوک های اعتبارسنجی شده به آن، افزایش پیدا می کند. این فرآیند، چندین عملیات (همانند اعتبارسنجی تراکنش ها، انتشار بلوک ها و الحاق بلوک ها به بلاک چین) را در بر می گیرد. به این صورت بلاک چین، نیاز به چندین گره توافق عام دارد که در شبکه شرکت نماید. گره های منطقی، اقدامات یا استراتژی هایی را انجام می دهند که هدف آن ها بیشینه سازی کاربردپذیری خودشان است. علاوه بر آن، گره های خصمانه ممکن است حملاتی را شروع کند که می تواند به شبکه بلاک چین آسیب برساند. برای پرداختن به این چالش های امنیتی، پروتکل های توافق عام (همانند پروتکل تاب آوری در برابر خطای بایزانتین (BFT) [9]) را می توان مورد بهره برداری قرار داد. علاوه بر آن، پروتکل توافق عام، نیاز به یک کنترلر مجوز متمرکز دارد و تنها در میان گروه کوچکی از گره ها به توافق عام می رسد. چنین پروتکل توافق عامی، قابل اِعمال برای شبکه بلاک چین که یک سیستم مقیاس بزرگ و غیرمتمرکز است، نیست. راه حل ها و رویکردهای بهینه سازی مختلف، برای مثال، یک فرآیند تصمیم مارکو (MDP) [10]، برای تحلیل و بهینه سازی استراتژی های گره های بلاک چین، برای جلوگیری از رفتار خصمانه، مورد استفاده قرار گرفته است. با این وجود رویکردهای بهینه سازی، تعامل میان گره ها را در نظر نمی گیرد. اخیرا نظریه بازی [11]، به عنوان یک راه حل جایگزین، در شبکه بلاک چین اعمال گشته است. نظریه بازی، مطالعه ای از مدل های ریاضی فعل و انفعالات استراتژیک، میان تصمیم گیرندگان منطقی است [12]. بنابراین نظریه بازی را می توان برای تحلیل استراتژی های گره های توافق عام و فعل و انفعالات میان آن ها مورد استفاده قرار داد. از طریق تحلیل نظری بازی، گره ها می توانند رفتارهای کاوش یکدیگر را یاد گرفته و پیش بینی کنند. سپس استراتژی واکنش بهینه را بر پایه تحلیل تعادل را داشته باشند. علاوه بر آن، نظریه بازی را می توان برای توسعه مکانیزم های انگیزش بخشی و جلوگیری از انجام رفتارهای خصمانه یا شروع حمله توسط گره ها مورد استفاده قرار داد. به این صورت نظریه بازی، در تصمیم گیری تمامی گره های توافق عام، در شبکه بلاک چین، نقش طبیعی دارد.

INTRODUCTION: In the past decade, with the popularity of digital cryptocurrencies, e.g., Bitcoin [1], blockchain technology has attracted tremendous attention from both academia and industry [2]. The blockchain was first proposed in [1] to serve as a crypto-currency transaction ledger, and is currently widely adopted for a large number of crypto-currencies, such as Ethereum [3], Ripple [4], and EOS [5]. The blockchain technology guarantees the tamperproof ledger, transparent transactions, and trustless but secure tradings in a decentralized network. Thus, the blockchain network is recently applied in a wide range of scenarios far beyond crypto-currencies, such as Internet of Things (IoT) [6], healthcare [7], and insurance [8]. In general, blockchain is a distributed public data-ledger maintained by achieving the consensus among a number of nodes in a Peer-to-Peer (P2P) network. More specifically, the verified transaction data is stored in a chain of blocks, i.e., a basic data structure of blockchain, and the chain grows in an append-only manner with all new verified blocks to it. This process involves several operations such as verifying transactions, disseminating blocks, and attaching blocks to the blockchain. As such, the blockchain requires a number of consensus nodes to participate in the network. The rational nodes perform actions or strategies that aim to maximize their own utility. Moreover, the malicious nodes may launch attacks that damage the blockchain networks. To address these security challenges, consensus protocols such as Byzantine Fault Tolerance (BFT) protocol [9] can be adopted. However, the consensus protocols require a centralized permission controller and only achieve the consensus among a very small group of nodes. Such a consensus protocol is thus not applicable to the blockchain network that is a decentralized and largescale system. Different optimization approaches and solutions, e.g., a Markov Decision Process (MDP) [10], are used to analyze and optimize strategies of the blockchain nodes to prevent their misbehaviors. However, the optimization approaches do not take into account the interactions among the nodes. Recently, game theory [11] has been applied as an alternative solution in the blockchain network. Game theory is a study of mathematical models of strategic interaction between rational decision-makers [12]. Thus, game theory can be used to analyze the strategies of the consensus nodes as well as the interactions among them. Through the game theoretical analysis, the nodes can learn and predict mining behaviors1 of each other, then having optimal reaction strategies based on equilibrium analysis. Moreover, game theory can be utilized to develop incentive mechanisms that discourage the nodes from executing misbehaviors or launching attacks. As such, game theory is natural in the decision making of all the consensus nodes in the blockchain networks.

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 53 و 54 فایل ورد ترجمه)