Virtual vs. real Currency Systems for the Grid

Transkript

1 Mechanismen in verteilten Netzen Virtual vs. real Currency Systems for the Grid Maxim Jochim 1 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

2 Motivation Grundlagen Begriffe Verhältnisse in der Marktwirtschaft Verteilte Netze Problemstellung Modelle der Virtuellen Währung Folgerung und Überblick 2 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

3 Begriffe Geld: ein Tauschmittel Währung: staatlich geregeltes Geldwesen eines Landes 3 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

4 Verhältnisse in der Marktwirtschaft Ressourcen-Politik bestimmt durch Wohlstandsverhältnisse Geldverwertung Wirtschaft abhängig von der Bilanz der Transaktionen Ziel: Gewinnmaximierung Übergabe des Anrechts auf das Geld beim Kauf 4 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

5 Verhältnisse in der Marktwirtschaft Geld wird ausgegeben für mehr Einnahmen sorgen Ressourcen anbieten aus externen Quellen beziehen, z.b. vom Staat Aushungern kein Geld Ressourcen benötigt; Kauf nicht möglich 5 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

6 Verhältnisse in der Marktwirtschaft Geldanhäufung um Kaufkraft zu erhöhen Beeinflussung des Markts Preise der Ressourcen manipulieren zum Aushungern der anderen 6 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

7 Handel 7 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

10 Bilanz 10 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

11 Verteilte Netze Einsatz bei Militär Notdienste Wissenschaftliche Gruppen Teilnehmer: eine Domäne gemeinsame Strategie vorgeschriebene Ressourcen-Allokation-Strategie 11 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

12 Verteilte Netze Selbstorganisierendes Netzt Dienste werden angeboten oder eingekauft Drucken, Faxen, Paketweiterleitung etc. nicht selbstverständlich, da verschiedene Domänen Kooperation der Teilnehmer ist gefragt 12 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

13 Problem Knoten: eventuell nicht nicht vertrauenswürdig egoistisch nutzen Dienste, bieten keine an Filesharer betrügen um eigene Ziele zu verfolgen fehlerhaft oder gemein DoS Attaken Knappe Ressourcen 13 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

14 Reputation System Nicht ausreichend keine formale Spezifikation Kriterien Überprüfung der Bewertungen Zusammenschluss egoistischer knoten möglich eventuell geringe Bandbreite Weitere Anreize zur Kooperation notwendig 14 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

15 Modelle Packet Purce Model Packet Trade Model Sprite Cereus 15 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

16 Packet Purse Model Sender liegt dem Paket nuglets bei ausreichend um am Zeil anzukommen Zwischenknoten nimmt nuglets raus soviel um seine Unkosten zu decken Paket mit nicht ausreichend nuglets kann verworfen werden Restbetrag kann behalten werden oder als Zahlung für Dienst oder Information 16 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

17 Packet Purse Model Vorteile: Anreiz zu Kooperation durch Entlohnung kein Überladen des Netzes, da Absender zahlt Wichtig für Netze mit vielen Teilnehmer und geringer Bandbreite Nachteile: aufwendige Berechnung der Anzahl der nuglets Routing Verfahren notwendig Verlust der Pakete und damit der nuglets 17 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

18 Packet Trade Model Zwischenknoten kaufen das Paket vom Vorgänger Verkaufen etwas teurer an Nachfolger Nachfolger will das Paket nicht haben Paket kann verworfen werden kann billiger angeboten werden kann einem anderen angeboten werden 18 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

19 Packet Trade Model Vorteile: Sender braucht die Anzahl der nuglets nicht zu berechnen Nachteile: geringe Netzlast wird nicht garantiert PPM und PTM basieren beide auf der sicheren Hardware 19 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

20 Sprite Simple, Cheat-Proof, Credit-Based System Credit Clearance Service (CCS) Verwaldung der credit-konten Zahlungsaufforderungen Verrechnung über Quittungen werden aus dem Paketinhalt generiert 20 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

21 Sprite Sender Zahlt Kein unnötiges Versenden DoS auf Empfänger wegen zu viel Pakete entfallen Beispiel CCS ermittelt letzen Empfänger; Zahlungsaufforderung an Sender; x Knoten; Normalfall: (x*α + β) zahle α dem, der weitergeleitet hat; bei Meldung des Nachfolgers zahle β dem, der nicht weitergeleitet hat; mit β < α - (2α+β) α α β 0 0 Sender Knoten 1 Knoten 2 Knoten 3 Knoten 4 Empfänger 21 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

22 Sprite Problem x Knoten; Letzter meldet nichts Sender spart α; zahlt dem letzten β + ε mit ε > 0 und β + ε < a Gesamtersparnis α - β Lösung k := fehlende Meldungen Empfänger meldet nicht => zahle (x*α + β) k*β < (x*α + β) Restbetrag bleibt bei CCS - ((4α+β) - 2β) α α β 0 0 Sender Knoten 1 Knoten 2 Knoten 3 Knoten 4 Empfänger 22 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

23 Sprite Rechnung: α - β Gesamtersparnis / Knoten 4α + β - 2β vom Sender an CCS zu zahlender Betrag 2α + β vom CCS an die Knoten ausgezahlt 2α - 2β Differenz Sender ist nicht interessiertet Bündnisse einzugehen. - ((4α+β) - 2β) α α β 0 0 Sender Knoten 1 Knoten 2 Knoten 3 Knoten 4 Empfänger 23 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

24 Sprite Empfänger betrügt mit Fragment des Pakets; Quittungen; Empfänger meldet Empfang Bezahlung wie im Normalfall, da Paketempfang gemeldet wird. Eventuelle Überprüfung der Vollständigkeit auf höherer Schicht. Empfänger wird betrogen Fragment des Pakets => keine Meldung an CCS Minderung des Betrags für Zwischenknoten; multipliziere mit γ < 1 Kosten werden nicht mehr gedeckt. γ vom System ausgerechnet zahle (x*α + β) k*γ*β < (x*α + β); Restbetrag bleibt bei CCS - (4α+β - 2γβ) γα γα γβ 0 0 Sender Knoten 1 Knoten 2 Knoten 3 Knoten 4 Empfänger 24 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

25 Sprite Vorteile Motivation zur Kooperation durch Zahlungen Geringer overhead; festgestellt mittels Simulationen und Analysen Keine sichere Hardware benötigt Erstes formal bewiesenes Software-System Nachteil: Verdienst abhängig von der Position im Netz 25 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

26 Cereus Ressourcenallokation und Angebot kann gesteuert werden credits als Grundlage für den Markt und Dienstentlohnung Bank regelt den Verkauf der credits authentifiziert Teilnehmer; Identität der Nutzer ist bekannt Audit prüft Transaktionen und bestraft cheater z.b. Auflösung des Budgets 26 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

27 Cereus credits können für Geld eingekauft oder eingelöst werden kontrolle über Geldscheine nach einer festen Zeit wiederaufladbar (self-recharging) stabiles Budget keine Einkäufe über Budgetlimit möglich keine Anhäufung möglich nicht notwendig gleich viel zu nehmen und zu geben Ansprüche und Transaktionen sind signiert mit Zeitstempel und Zusicherung des Besitzes komplexere Protokolle möglich 27 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

28 Credits Cereus Produzenten Broker Ressourcen Konsumenten Ziel langlebig, funktionierend, vermittelte multi-unit Terminauktion 28 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

29 Cereus Auktionen verstecktes Bieten; potentielle Käufer bieten höher Bieter kennen andere Gebote nicht offenes Bieten minimiert Profit der Verkäufer Transfer der credits beim Gebot bei nicht gewonnen, Kosten für Rücktransfer Gebote sind bindend Teilnehmer delegiert credits an Broker und setzt damit Zeitstempel für Wiederaufladung Bank kontrolliert nur globalen Politik keine Überwachung der Transaktionen 29 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

30 Cereus Broker kann Geldscheine prüfen credits nach Gebot sofort für weitere Ressourcen einsetzbar bestimmt Preise und Ressourcenmenge anhand der Nachfrage credits verfallen wenn Teilnehmer wiederaufgeladen wird delegiert credits und Geldscheine an Dienstgeber Abgelaufener Geldschein als Nachweis für die Bank über erbrachte Leistungen 30 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

31 Cereus Recharge rule 31 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

32 Cereus Recharge rule ein Teil der Globalen Politik kurze verhindert Anhäufung lange Motiviert zum wirtschaftlichen Handeln Frühes Bieten; guter Preis-Feedback da frühere wiederaufladung Frühe Bieter bieten hoch anfallende Kosten für Rücktransfer Verhindert Aufheben der Gebote Verlängerung der Zeit bis zum Aufladen (i. A. nicht möglich) Broker ist gezwungen credits schnell abzugeben 32 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

33 Cereus 33 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

34 Cereus Produzent Auditor Bank Broker-Netz Konsument 34 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

40 Cereus Konfigurierbares verhalten durch recharge time Proportionale Ressourcenallocation Marktwirtschaft Analogie zur Marktwirtschaft mit mit gesichertem Grundeinkommen aber 100% Steuer Mit realem Geld nicht realisierbar 40 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

41 Virtuelle Währung Administration durch die Community für die Ziele der Community keine Erschöpfung oder Umleitung Sicherheit Kooperation kein Einfluss durch Geld von außen keine Wirtschaftskriesen oder Wertverluste im System Experimente mit Geld und Einfluss auf den Markt 41 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim

42 Überblick Marktwirtschaft PPM PTM Sprite Cereus Währung Geld Nuglets Nuglets Credits Credits Netzlast / Sichterheit Anhäufung /-- Dienstnehmer -geber Koop. +++/ Währung kaufbar Ja Ja Ja Ja Ja Bilanz der Transaktionen /- Berechnungen durch user Elemente d. Marktwirtschaft Kontrollelement Änderung der Polotik sehr gering +++ sehr hoch / entfällt 42 MVN: Virtual vs Real Currency Systems for the Grid, Maxim Jochim