Autori : (1) Oguzhan Akcin, Univerzita v Texase v Austine (oguzhanakcin@utexas.edu); (2) Robert P. Streit, Univerzita v Texase v Austine (rpstreit@utexas.edu); (3) Benjamin Oommen, Univerzita v Texase v Austine (baoommen@utexas.edu); (4) Sriram Vishwanath, Univerzita v Texase v Austine (sriram@utexas.edu); (5) Sandeep Chinchali, Univerzita v Texase v Austine (sandeepc@utexas.edu). Authors: (1) Oguzhan Akcin, Univerzita v Texase v Austine (oguzhanakcin@utexas.edu); (2) Robert P. Streit, Univerzita v Texase v Austine (rpstreit@utexas.edu); (3) Benjamin Oommen, Univerzita v Texase v Austine (baoommen@utexas.edu); (4) Sriram Vishwanath, Univerzita v Texase v Austine (sriram@utexas.edu); (5) Sandeep Chinchali, Univerzita v Texase v Austine (sandeepc@utexas.edu). Stôl vľavo Abstrakt a 1. úvod Základ pre optimálnu kontrolu Tokenová ekonomika ako dynamický systém Metodika riadenia dizajnu Strategické oceňovanie: Teoretická analýza hier Experimenty Diskusia a budúca práca a referencie Existuje množstvo systémov fyzickej infraštruktúry založenej na Blockchain, od decentralizovaných bezdrôtových 5G až po nabíjacie siete elektrických vozidiel. Tieto systémy fungujú na kryptomenovej tokenovej ekonomike, kde sú dodávatelia uzlov odmenení tokenmi za umožnenie, validáciu, správu a/alebo zabezpečenie systému. Dnešné tokenové ekonomiky sú však vo veľkej miere navrhnuté bez infraštruktúrnych systémov v mysli a často fungujú s pevnou dodávkou tokenov (napr. Bitcoin). Takéto systémy pevnej dodávky často povzbudzujú skorých prijímateľov k ukladaniu cenných tokenov, čo má za následok znížené stimuly pre nové uzly pri pripojení alebo udržiavaní siete. Tento papier tvrdí, že token Abstract Naším hlavným príspevkom je modelovanie ekonomiky tokenov infraštruktúry ako dynamických systémov – cirkulujúca ponuka tokenov, cena a zmena dopytu spotrebiteľov ako funkcia platieb do uzlov a nákladov spotrebiteľom za služby infraštruktúry. Kľúčovým bodom je, že tento dynamický systémový pohľad nám umožňuje využiť nástroje z teórie matematickej kontroly na optimalizáciu celkového výkonu decentralizovanej siete. Navyše náš model sa ľahko rozširuje na hru Stackelberg medzi ovládačom a uzlom, ktorú používame na robustné, strategické stanovenie cien. 1 Úvod Priestor fyzickej infraštruktúry založenej na blockchaine rýchlo rastie, vrátane decentralizovaných bezdrôtových, úložných, výpočtových a nabíjacích sietí elektrických vozidiel. Ako príklad, Helium [18] a Pollen [22] sú dve prominentné decentralizované bezdrôtové siete (DeWi), ktoré odmeňujú širokú verejnosť za budovanie, udržiavanie, validáciu, zabezpečenie a nakoniec odosielanie dát cez hotspoty 5G. Podobne projekty ako FileCoin [20], Storj [21] a ComputeCoin [27] ponúkajú decentralizované ukladanie súborov a výpočtové služby. Tieto siete odmeňujú dodávateľov pomocou zodpovedajúceho (kryptocurrency) tokenu na budovanie, udržiavanie, zabezpečenie a poskytovanie služieb cez túto Napriek popularite decentralizovaných infraštruktúrnych sietí nám chýbajú systematické nástroje na navrhovanie ich tokenových ekonomík s cieľom stimulovať rast dodávok a dopytu spotrebiteľov. Dnešné tokenové ekonomiky sa vo veľkej miere zameriavajú na financie, ako je Bitcoin, a môžu fungovať s (zvyčajne) pevnou dodávkou tokenov. Avšak tieto pevné dodávky peňažné systémy sa výrazne líšia od fyzických infraštruktúrnych sietí. Napríklad v systéme pevnej dodávky, ako je Bitcoin, môžu skorí prijímatelia ukladať tokeny, pretože sú zriedkavé. Okrem toho neskorí prijímatelia nemusia byť dostatočne povzbudení, aby sa pripojili alebo udržali sieť, pretože Našou centrálnou tézou je, že tokenová ekonomika musí byť navrhnutá tak, aby neustále motivovala nových dodávateľov, aby sa pripojili k ekosystému a poskytovali služby, ako je pripojenie 5G pre hélium alebo nabíjacie stanice elektrických vozidiel. Ako taký by sa počet tokenov mal graciálne rozširovať s veľkosťou infraštruktúry, ktorú nepoznáme a-priori. Avšak neustále odmeňovanie dodávateľov s novo vytvorenými tokenmi môže mať za následok infláciu, ak takéto platby nie sú starostlivo vyvážené s dopytom spotrebiteľov po infraštruktúrnych službách. Na vyriešenie takýchto problémov, niekoľko projektov nedávno zvážilo prijatie/prijatie modelu ekonomiky tokenov „spáliť a Navyše, takáto rovnováha tokenov (BME) [1] musí byť „programovateľná“, aby infraštruktúra založená na blockchaine mohla maximalizovať celkovú užitočnosť všetkých používateľov. Napríklad táto sieťová utilitná funkcia (kritérium výkonu) môže zahŕňať udržiavanie stabilnej, stabilne rastúcej ceny tokenu s nízkou volatilitou. Podobne táto sieťová funkcia nákladov môže stimulovať nových dodávateľov / spotrebiteľov k rozšíreniu geografického pokrytia. Okrem toho by mohla byť tokenová ekonomika založená na BME navrhnutá tak, aby spĺňala prísne záruky výkonu a obmedzenia, ako je obmedzenie počtu tokenov, ktoré sa minú a / alebo spaľujú za deň. Ak to urobíte ešte ďalej, Náš kľúčový pohľad je, že tokenové ekonomiky môžu byť modelované ako dynamické systémy, čo nám umožňuje využiť silné nápady z aby sa maximalizovala utilitárna funkcia siete Blockchain pod vybranými obmedzeniami. Teória kontroly je prirodzeným nástrojom, pretože tokenová ekonomika je dynamický systém – cirkulujúca dodávka tokenov, cena tokenov a zmena dopytu spotrebiteľov ako funkcia našich rozhodnutí o spaľovaní a minci. Rovnako máme kontrolnú autoritu – sme schopní prispôsobiť mechanizmy spaľovania alebo mince na reguláciu tokenovej ekonomiky. Okrem toho môžeme navrhnúť kontrolnú funkciu nákladov, ktorá zachytáva kľúčové metriky pre požadovaný výkon a vývoj dynamického systému Blockchain. Kľúčové je, že môžeme modelovať dynamiku systému, pretože navrhujeme protokol Blockchain a dynamiku tokenovej ekonomiky. Ako taký, regulácia ekonomiky tokenov Block mathematical control theory Celkovo sú príspevky tohto článku trojnásobné. Na najlepšie z našich vedomostí sme boli prví, ktorí aplikovali teóriu optimálneho riadenia na blockchain tokenomiku a zaviedli model dynamických systémov so všeobecným účelom, ktorý flexibilne zachytáva systémy s pevnou dodávkou, ako aj systémy spaľovania a mäty. Navrhujeme riadiaci systém pre tokenovú ekonomiku pomocou metód prediktívnej kontroly nelineárnych modelov (MPC), ktoré sa používajú vo vysoko výkonných, bezpečnostne kritických aplikáciách, ako je autonómna jazda [34,7], robotická manipulácia a riadenie rakiet [4]. Preukázali sme, že tieto metódy fungujú lepšie ako bežné heuristické ovládače, ako sú proporčné integrálne deriváty (PID) : Všeobecne platí, že predchádzajúci výskum Blockchains ako dynamických systémov [35,36,10] sa zameriava na ziskovosť baníkov a vplyv Blockových odmien na dynamiku ponuky a dopytu. Naša práca sa líši od existujúcej literatúry v tom, že sa zameriavame na pochopenie stimulov a rovnováhy v systémoch Blockchain zameraných na infraštruktúru. Súvisiaca práca Aby sme lepšie pochopili robustnosť našej metodiky, zvažujeme tiež vplyv racionálneho správania na stranu spotrebiteľov v našom systéme. Na dosiahnutie tohto cieľa sa v priebehu rokov používali teórické analýzy hier v systémoch Blockchain, počnúc pôvodnou bielou knihou Bitcoin [26]. Od objavenia sebeckého ťažobného útoku [16], boli použité teórické metódy hier na vyšetrovanie racionálnych odchýlok [12], banských bazénov [15], a v poslednej dobe aukcie transakčných poplatkov v Ethereume, ako sú Blockchains [31,13]. Naša práca sa líši od existujúcej literatúry, pretože sa zameriavame na účinky racionálneho správania na stratégie spätného odkúpenia a platby používané na stabilizáciu cien Napokon, keďže naším cieľom je stabilizovať cenu tokenu v sieti Blockchain, naša práca má určitý stupeň podobnosti s algoritmickými stabilnými mincami. Avšak, naše záujmy sú v inteligentnej kontrole obehovej dodávky tokenu na vyrovnanie platieb poskytovateľom služieb potrebných na škálovanie siete s vopred špecifikovanou kontrolnou trajektóriou na cenu tokenu. Takže naša práca je viac spojená so služobnými sieťami využívajúcimi systémy spaľovania a mincovania, ako je Helium [18] (ktorý inšpiroval náš model) a Factom [32] ako s viac všeobecnými stabilnými mincami, ako sú Reflexer [2] alebo Terra [19]. Okrem toho je väčšina existujúcej literatúry reaktívna prostredníctvom použitia heuristických metód 2 A Primer na optimálnu kontrolu Teraz poskytujeme základný príklad optimálnej teórie riadenia, ktorá nám umožňuje prirodzene modelovať tokenovú ekonomiku ako riadený dynamický systém. Samozrejme, existujú neistoty, ktoré vznikajú v dôsledku stochastického predpovedania dopytu st. Keďže sme poznali nominálnu dynamiku, používame štandardné metódy riadenia založené na modeli, ktoré riešia problém optimalizácie na nájdenie optimálneho súboru kontrol na minimalizáciu nákladovej funkcie podliehajúcej obmedzeniam dynamiky [11,9]. Okrem toho často obmedzujeme stav xt a kontrolu ut, aby sa nachádzali v súboroch X a U, aby sme zachytili napríklad prísne limity výkonu. Tento dokument je k dispozícii na archive pod licenciou CC BY 4.0 DEED. Tento papier je Podlieha licencii CC BY 4.0 DEED. available on arxiv Dostupné v archíve
