Korzyści z wiedzy zerowej przy projektowaniu mechanizmów: Zwiększanie zaufania, wiarygodności i przejrzystości

• Co to jest konstrukcja mechanizmu?
• Korzyści z wiedzy zerowej przy projektowaniu mechanizmów
• Wniosek

Odkąd ponad dziesięć lat temu oprogramowanie zaczęło pożerać świat, skala dostępnych informacji nigdy nie była większa. W rezultacie programiści mają teraz możliwość udowodnienia wielu rzeczy za pomocą weryfikowalnych obliczeń, tworząc zwięzłe dowody na temat prawie wszystkich interakcji i oprogramowania na świecie. Ponieważ jednak możliwości są tak duże, musimy skupić się na najbardziej praktycznych zastosowaniach, w których prywatność może mieć największy wpływ.

Weryfikowalne obliczenia oferują nam dwie unikalne właściwości: prywatność i skalowalność. Po pierwsze, można przeprowadzić dowody dotyczące obliczeń lub danych, nie ujawniając niczego poza pożądaną właściwością. Po drugie, ważność naprawdę ogromnych stwierdzeń można zweryfikować w ciągu kilku sekund, co czyni je całkiem użytecznymi.

Jednakże, jak omawia Tarun Chitra, zalety weryfikowalnych obliczeń są nadal dość abstrakcyjne i techniczne, i sugeruje, abyśmy zajęli się poszukiwaniem konkretnych przypadków użycia, pozostając w domenie technicznej: projektowaniu mechanizmów.

Co to jest konstrukcja mechanizmu?

Projektowanie mechanizmów to matematyczne badanie projektowania mechanizmów ekonomicznych zachęcających agentów do osiągnięcia określonych pożądanych wyników. Korzystając z projektowania mechanizmów, możemy modelować interakcje ludzi w oparciu o ich preferencje w określonych stanach świata. Christopher Goes mówi o koncepcji równowagi programu: jeśli użytkownicy w systemie mogą zobowiązać się do programowo zdefiniowanych predykatów i przedstawiać prywatne dowody zgodności, może to potencjalnie zasadniczo zwiększyć skalę gier kooperacyjnych. Biorąc za punkt wyjścia podstawowy dylemat więźnia, można sobie wyobrazić przyszłość, w której firmy lub rządy decydują się na przekazywanie datków na wspólne cele tylko wtedy, gdy wszystkie strony mogą udowodnić, że współpracowały w przeszłości; nie inwestował w nieetyczne produkty i nie złamał zbyt wielu przepisów.

Potencjalne korzyści modelowane w tak abstrakcyjnym otoczeniu mogą być przydatne w szeregu rzeczywistych przypadków użycia. Weźmy pod uwagę na przykład aukcje finansowe, aukcje dotyczące miejsc w szkołach, a nawet mechanizmy finansowania dóbr publicznych. Można by prywatnie zweryfikować wszystkie te stwierdzenia w programie Leo, pozwalającym na współpracę podmiotów na masową skalę.

Korzyści z wiedzy zerowej przy projektowaniu mechanizmów

Jeśli brzmi to dość abstrakcyjnie, to dlatego, że tak jest. Jednak weryfikowalne obliczenia mają kilka ważnych, rzeczywistych korzyści w zakresie projektowania mechanizmów, a mianowicie przejrzystość, prywatność i wiarygodność.

Wprowadź większą możliwość kontroli

Wiele mechanizmów opiera się na zaufanym koordynatorze. Realizując dany mechanizm, koordynator może np. przyjmować od użytkowników zobowiązania dotyczące wydatków, obliczać alokacje i odpowiednio wystawiać użytkownikom rachunki.

Jednym z konkretnych przypadków użycia dowodów o wiedzy zerowej jest sytuacja, w której koordynator może udowodnić wszystkim zaangażowanym stronom zainteresowanym, że przydziały zostały obliczone prawidłowo. Na przykład dom aukcyjny prowadzący aukcję drugiej ceny może pokazać wszystkim licytantom i uczestnikom zewnętrznym, że tak, nie prowadzili potajemnie aukcji pierwszej ceny.

Niestety, przykładów zaufanych koordynatorów niestosujących się do zasad jest wiele. Weźmy następujący cytat audytora mechanizmów alokacji szkół:

„Wywiady OIG z dyrektorami 30 skontrolowanych szkół, w których odnotowano łącznie ponad 500 uchybień podczas audytu, wykazały, że wielu z nich nie znało wszystkich zasad rekrutacji, które są rozproszone w kilku lokalizacjach. Inni znali te zasady i je łamali. W niektórych przypadkach uchybienia podczas audytu mogło to być spowodowane błędami w dokumentacji. […] Jedna z dyrektorek niewłaściwie przyjęła czwórkę swoich dzieci, siostrzenicę i siostrzeńca.” — Teoria audytowalności mechanizmów alokacji i wyboru społecznego

Jednym z formalnych sposobów modelowania, w jaki sposób koordynator może udowodnić, że działał prawidłowo, jest wprowadzenie miary audytowalności: liczby użytkowników, którzy muszą się komunikować, aby wykryć oszustwo. w swojej prezentacji, do której linkowano wcześniej, Chitra nakreślił, że dowody z wiedzą zerową mogą pomóc w sformułowaniu zwięzłych stwierdzeń dotyczących sprawdzalności bardzo dużych mechanizmów. Aukcje są wykorzystywane codziennie na całym świecie i niezwykle ważne jest, aby koordynatorzy ponosili za nie odpowiedzialność.

Ukryj sam mechanizm, aby zwiększyć prywatność i odporność

Wbrew intuicji możliwe jest ukrycie szczegółów samego mechanizmu przed uczestnikami. W niedawnym artykule Canetti, Fiat i Gonczarowski pokazują, jak zaangażować się w dowolny mechanizm i uruchomić go, nie ujawniając go, umożliwiając jednocześnie weryfikację właściwości zachęty i wyniku — a wszystko to bez potrzeby stosowania jakichkolwiek mediatorów.

Aby wyczuć znaczenie, przydatne jest rozróżnienie dwóch różnych klas mechanizmów:

• W pierwszej klasie gracze mają typy prywatne i publiczne akcje/raporty. Obejmuje to aukcje i mechanizmy dopasowujące. Ukrywanie części mechanizmu może utrudnić graczom zmowę lub wnioskowanie o prywatnych kosztach projektanta mechanizmu. Jako inny przykład możemy np. w ustawieniu dopasowania ukryć, czy uruchamiany mechanizm to odroczona akceptacja, najwyższe cykle handlowe czy seryjna dyktatura.
• W drugiej klasie gracze mają prywatne działania (i stąd pokusa nadużycia), co obejmuje kontrakty (i teorię kontraktów). Zleceniodawca wysyłałby agentowi kryptograficzne zobowiązanie do ukrytej umowy wraz z dowodem wiedzy zerowej na temat optymalnego wysiłku, jaki agent może podjąć.

Nie wiadomo jeszcze, w jakich obszarach to sprzeczne z intuicją i skuteczne podejście może być przydatne. Być może pewnego dnia aukcje i negocjacje płacowe na całym świecie wykorzystują dowody wiedzy zerowej, aby chronić prywatność uczestników.

Całkowicie usuń zależność od koordynatora i osiągnij wiarygodną neutralność

W niektórych sytuacjach świętym graalem jest całkowite pozbawienie koordynatora zaufania. Wykorzystując kryptowalutę o zerowej wiedzy i opartą na dowodach, taką jak Aleo, wiele mechanizmów można uruchomić w sposób chroniący prywatność i wiarygodnie neutralny.

W ostatnich latach przeprowadzono wiele badań i rozwoju, począwszy od aukcji w sieci po głosowanie w sieci, które tylko czekają na przyjęcie. Przykłady takich rozwiązań można już znaleźć w naszej dokumentacji dla programistów.

Wniosek

Podsumowując, włączenie dowodów wiedzy zerowej do projektu mechanizmu niesie ze sobą ogromny potencjał zmiany sposobu, w jaki zachęcamy i koordynujemy interakcje społeczne. Konkretne zastosowania dowodów z wiedzą zerową w projektowaniu mechanizmów mogą obejmować aukcje finansowe lub staże szkolne.

Kryptowaluty takie jak Aleo pozwalają całkowicie wyeliminować potrzebę zaufania do koordynatorów. Dzięki ciągłym badaniom i rozwojowi przyjęcie mechanizmów wiedzy zerowej stanowi nadzieję na przyszłość, w której koordynacja społeczna będzie mogła odbywać się w sposób chroniący prywatność i wiarygodnie neutralny, rozpoczynając nową erę przejrzystości i współpracy.