Переваги нульових знань для проектування механізмів: підвищення довіри, надійності та прозорості

• Що таке конструкція механізму?
• Переваги нульових знань для проектування механізмів
• Висновок

З тих пір, як програмне забезпечення почало поглинати світ більше десяти років тому, масштаб доступної інформації ніколи не був таким великим. Як наслідок, тепер розробники мають можливість доводити досить багато речей за допомогою обчислень, які можна перевірити, створюючи стислі докази майже всіх взаємодій у світі та програмного забезпечення. Однак, оскільки можливості такі великі, нам потрібно зосередитися на найбільш практичних застосуваннях, де конфіденційність може мати найбільший вплив.

Verifiable compute пропонує нам дві унікальні властивості: конфіденційність і масштабованість. По-перше, можна зробити докази щодо обчислень або даних, не розкриваючи нічого, крім бажаної властивості. А по-друге, достовірність справді величезних тверджень можна перевірити за лічені секунди, що робить їх дуже корисними.

Однак, як обговорює Тарун Чітра, переваги верифікованих обчислень все ще досить абстрактні та технічні, і пропонує нам зайнятися пошуком конкретних варіантів використання, залишаючись у технічній сфері: проектуванні механізмів.

Що таке конструкція механізму?

Проектування механізмів — це математичне дослідження проектування економічних механізмів для стимулювання агентів до досягнення певних бажаних результатів. Використовуючи дизайн механізмів, ми можемо моделювати взаємодію людей на основі їхніх уподобань у певних станах світу. Крістофер Гоус розповідає про концепцію програмної рівноваги: якщо користувачі в системі можуть виконувати програмно визначені предикати та робити приватні докази відповідності, це потенційно може фундаментально розширити кооперативні ігри. Взявши за відправну точку основну дилему ув’язненого, ви можете уявити майбутнє, де компанії чи уряди вирішуватимуть робити пожертви на спільні цілі, лише якщо всі сторони зможуть довести, що вони співпрацювали в минулому; не інвестував у неетичні продукти та не порушував забагато законів.

Потенційні переваги, змодельовані в такій абстрактній обстановці, можуть бути використані в різних випадках використання в реальному світі. Розглянемо, наприклад, фінансові аукціони, аукціони розміщення в школах або навіть механізми фінансування суспільних благ. Можна було б приватно підтвердити всі ці твердження в програмі Leo, що дозволило б співпрацювати у великому масштабі.

Переваги нульових знань для проектування механізмів

Якщо це звучить досить абстрактно, це тому, що це так. Проте верифіковані обчислення мають кілька важливих реальних переваг для розробки механізму: а саме, прозорість, конфіденційність і надійність.

Запровадити більше можливості перевірки

Багато механізмів покладаються на довіреного координатора. Виконуючи певний механізм, координатор може, наприклад, приймати зобов’язання щодо витрат від користувачів, обчислювати розподіл і відповідно виставляти рахунки користувачам.

Одним із конкретних випадків використання доказів із нульовим знанням є те, що координатор може довести будь-яким зацікавленим сторонам, що розподілення було обчислено правильно. Наприклад, аукціонний дім, який проводить аукціон другої ціни, може показати всім учасникам торгів і стороннім учасникам, що так, вони не проводили таємно аукціон першої ціни.

На жаль, є багато прикладів, коли довірені координатори не дотримуються правил. Візьміть цю цитату від аудитора механізмів розподілу шкіл:

«Інтерв’ю OIG з директорами 30 перевірених шкіл, які зазнали понад 500 невдалих перевірок, показало, що багато з них не знали всіх правил прийому, які розкидані по різних місцях. Інші знали правила та порушували їх. У деяких випадках невдалі перевірки можливо, це було спричинено помилками в документації […] Одна директорка неправильно прийняла своїх чотирьох дітей, племінницю та племінника». — Теорія перевірки механізмів розподілу та соціального вибору

Одним із формальних способів моделювання того, як координатор може довести, що він діяв правильно, є введення міри перевірки: кількість користувачів, яким необхідно спілкуватися, щоб виявити шахрайство. у своїй презентації, посилання на яку наведено раніше, Чітра підкреслив, що докази з нульовим знанням можуть допомогти зробити стислі твердження про можливість аудиту для дуже великих механізмів. Аукціони проводяться щодня в усьому світі, і дуже важливо, щоб координатори несли відповідальність.

Приховайте сам механізм для підвищення конфіденційності та стійкості

Навпаки, деталі самого механізму можна приховати від будь-яких учасників. У недавній статті Канетті, Фіат і Гончаровскі показують, як взяти на себе зобов’язання та запустити будь-який певний механізм, не розголошуючи його, водночас дозволяючи перевірку властивостей стимулу та результату — і все це без необхідності будь-яких посередників.

Корисно розрізняти два різних класи механізмів, щоб інтуїтивно відчути релевантність:

• У першому класі гравці мають приватні типи та публічні дії/звіти. Це включає аукціони та механізми відповідності. Приховуючи частини механізму, гравцям може стати важче вступити в змову або зробити висновок про приватні витрати дизайнера механізму. Як інший приклад, ми можемо, наприклад, у відповідних налаштуваннях приховати, чи запущений механізм є відкладеним прийняттям, найкращими торговельними циклами або серійною диктатурою.
• У другому класі гравці мають приватні дії (і, отже, моральний ризик), що включає контракти (і теорію контрактів). Принципал надсилатиме агенту криптографічне зобов’язання щодо прихованого контракту разом із доказом нульового знання оптимальних зусиль, які повинен докласти агент.

Поки що невідомо, в яких сферах цей неінтуїтивний і потужний підхід може бути корисним. Можливо, одного дня аукціони та переговори про зарплату по всьому світу використовують докази з нульовою інформацією, щоб зберегти конфіденційність учасників.

Повністю усуньте залежність від координатора та зробіть надійний нейтралітет

Для деяких налаштувань святим Граалем є повне скасування довіри до координатора. Використовуючи надійну криптовалюту з нульовими знаннями, таку як Aleo, багато механізмів можна запровадити таким чином, щоб зберегти конфіденційність і бути надійно нейтральним.

Останніми роками було проведено багато досліджень і розробок, починаючи від мережевих аукціонів і закінчуючи мережевими голосуваннями, які тільки чекають свого впровадження. Ви вже можете знайти приклади цього в нашій документації для розробників.

Висновок

Підсумовуючи, інтеграція доказів із нульовим знанням у розробку механізму має величезний потенціал для трансформації того, як ми стимулюємо та координуємо соціальні взаємодії. Конкретні застосування доказів з нульовим знанням у проектуванні механізмів можуть варіюватися від фінансових аукціонів до розміщення в школах.

Такі криптовалюти, як Aleo, дозволяють повністю позбутися необхідності довіри до координаторів. Завдяки триваючим дослідженням і розробкам впровадження механізмів нульового знання обіцяє майбутнє, де соціальна координація може відбуватися в достовірно нейтральний спосіб із збереженням конфіденційності, відкриваючи нову еру прозорості та співпраці.