Comprendiendo el protocolo Coinffeine (I)

Deal
Foto: Brian Alano, CC BY 2.0, (Not changes made)

Coinffeine es una empresa, una aplicación de escritorio y, lo más importante de todo, un protocolo que permite descentralizar el intercambio de bitcoins. Ésta es la primera de una serie de entradas en las que queremos explicar los fundamentos del protocolo Coinffeine.

Empecemos con la siguiente situación, muy cinematográfica, en la que dos personas que no confían la una en la otra quieren hacer un intercambio. Ésta es una situación de riesgo, ya que, si la primera persona entrega su maletín antes de que la otra persona le dé la mercancía, corre el riesgo de quedarse sin nada y viceversa.

Confianza sin necesidad de un tercero

Esta situación es análoga a la que tenemos en un intercambio de bitcoin en Coinffeine: maletín -> FIAT, mercancía -> bitcoin. No hay confianza entre las partes porque no existe un tercero en el que ambas confían. Las partes han sido emparejadas sin necesidad de conocer quién es su contraparte.

Esta situación parece irresoluble en principio, salvo por el hecho de que nos podemos apoyar en dos poderosas herramientas: la primera es que estamos hablando de agentes racionales, es decir, que miran por su propio beneficio, y la segunda es que asumimos la presencia de bitcoin. Gracias a lo primero podemos utilizar la teoría de juegos para analizar el problema, y gracias a lo segundo tenemos mecanismos, como la multifirma, que nos permiten utilizar los fondos de formas nuevas y creativas.

La teoría de juegos

Hoy nos vamos a centrar en esta primera herramienta: la teoría de juegos, que es una disciplina a medio camino entre las matemáticas y la economía y que es aplicable a situaciones en las que agentes racionales toman decisiones en un escenario bien definido.

Aunque hay reminiscencias del tipo de razonamiento que se hace en la teoría de juegos en muchos textos antiguos como El arte de la guerra de Sun Tzu o en la obra de Charles Darwin, se puede decir que este concepto aparece en 1944 con el libro de John von Neumann y Oskar Morgenstern titulado Theory of Games and Economic Behavior. Von Neumann es un viejo conocido de los ingenieros informáticos ya que, junto con el gran Alan Turing, es uno de los padres de la informática.

La teoría de juegos encaja muy bien con la época en la que se formalizó y durante la Guerra Fría parece como si la terminología militar se filtrase hasta convertirse en jerga de este campo. Los “juegos” pueden ser vistos como juegos de guerra, se habla de “estrategias”… Al fin y al cabo, se salió de la Guerra Fría gracias a la destrucción mutua asegurada, en la que profundizaremos en la siguiente entrada.

El dilema del prisionero

Un buen punto de partida para adentrarnos en los juegos es el del dilema del prisionero, probablemente el juego más conocido, y que nos servirá para identificar los elementos que hay que formalizar en los juegos antes de poder analizarlos y llegar a conclusiones. El juego está ambientado en una comisaría en la que tenemos a dos ladrones que han sido detenidos por la policía y que se encuentran incomunicados en salas de interrogatorio distintas. Los  actores racionales van a ser en este caso los dos ladrones.

El siguiente aspecto a considerar en todo juego es qué acciones disponibles tiene cada actor. En este caso, ambos ladrones se enfrentan a una decisión difícil: la policía les está presionando para que colaboren con la justicia y denuncien (D), aunque se pueden mantener firmes y callar (C). La policía no tiene pruebas suficientes como para que sean condenados a más de un año de cárcel, por lo que les ofrecen a cada uno de ellos salir libres si colaboran para encerrar por 10 años a su compinche. Sin embargo hay un problema para ellos, ya que si los dos deciden colaborar con la justicia, ambos irán a la cárcel aunque sólo 5 años cada uno. Estas posibles condenas son los incentivos o costes de este juego y es el tercer elemento que hay que buscar al caracterizar un juego.

Toda esta información se puede concentrar en una tabla. Las filas representan las posibles acciones de uno de los jugadores y las columnas las del otro jugador. En las celdas ubicamos los incentivos correspondientes a cada uno de los escenarios. El resultado se conoce como juego en forma estratégica y, para el caso concreto del dilema del prisionero tiene esta pinta:

Acciones de los jugadores e incentivos en el dilema de los prisioneros

Prisoners Dilemma

Estrategia dominante

Ahora ya tenemos suficientes elementos como para analizar este juego. Para nuestro ejemplo, podemos aplicar un concepto muy sencillo llamado estrategia dominante, en otros casos hay que utilizar otros conceptos de solución (solution concepts, en inglés) más complicados. Las estrategias dominantes son aquellas que son la mejor respuesta a cualquier cosa que haga el otro jugador y, por definición, será la estrategia elegida por el jugador.

Para analizar las estrategias dominantes del ladrón azul, tenemos que ver qué le conviene hacer dependiendo de las acciones del ladrón naranja:

– Si su compinche decide callar (C), y el también calla (C) tendrá un año de prisión, pero si denuncia (D) saldrá libre. En este caso le conviene D.
– Si su compinche decide denunciar (D), preferirá hacer lo mismo para pasar 5 años a la sombra, en lugar los 10 que corresponden a callar.

Independientemente de lo que haga el otro jugador, la mejor respuesta es denunciar y como el juego y la tabla son simétricas esto sucede para ambos jugadores y se dice que hay un equilibrio en (D, D). Este juego y su solución resultan muy interesantes porque ayuda a entender por qué puede ser racional no colaborar en determinadas situaciones, a pesar de que se podría salir ganando.

Juegos en situaciones cotidianas

Hay muchas situaciones a nuestro alrededor que pueden ser expresadas mediante juegos cuyos incentivos tienen distintos valores, pero con las mismas relaciones entre ellos y con el mismo resultado práctico. Esto nos ayuda a entender por qué es racional no informarse antes de votar (ignorancia racional), o por qué es tan difícil cuidar del medio ambiente (tragedia de los comunes), entre otras situaciones.

Pero volvamos a la cinematográfica situación inicial del intercambio de bitcoins en Coinffeine: está claro que hay jugadores racionales, que tienen una serie de acciones que pueden tomar y que podemos concebir esta situación como un juego. Sin embargo, todavía no tenemos todas las piezas, tenemos que diseñar las acciones posibles de forma que, en lugar de que no haya colaboración como en el dilema del prisionero, sí que la haya, y que el camino a seguir por ambos jugadores sea la colaboración. Para ello aprenderemos en qué consiste la destrucción mutua asegurada y qué es arrancar el volante en la siguiente entrega.

Si te apetece profundizar en la teoría de juegos:

Teoría de juegos: https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_juegos
Buen libro introductorio: http://artofstrategy.net/
Curso introductorio en Coursera: http://online.stanford.edu/gametheory-wi13

Comprendiendo el protocolo Coinffeine (I)

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