Теория игр в блокчейне: как она работает и зачем нужна

В мире криптовалют теория игр имеет особое значение. Блокчейны — это децентрализованные системы, где нет единого органа, контролирующего правила или заставляющего участников действовать честно. Все решения зависят от выбора тысяч отдельных участников. Чтобы такая система работала, нужны правильно настроенные стимулы: выгодно соблюдать правила и невыгодно их нарушать. Поэтому блокчейн-системы проектируются как стратегические игры.

Если поведение большинства игроков рационально и честно, сеть становится безопасной и надежной. Если стимулы неправильные — появляются эксплойты, инфляция, манипуляции или даже крахи. Теория игр — это инструмент, который помогает объяснить, почему децентрализованные системы способны работать без доверия, контроля и надзора.

Теория игр: почему она важна для блокчейнов

Вообще, теория игр — это раздел математики и экономики, который изучает, как люди и системы принимают решения в ситуациях, где результат зависит от поведения других участников. Другими словами, это наука о стратегических взаимодействиях: когда двое или более игроков должны решать, что делать, и каждое решение влияет на итоговый результат всех.

Теория игр в криптовалютах — это применение математических моделей для прогнозирования и формирования поведения участников сети. Все ключевые процессы в блокчейнах — консенсус, транзакции, вознаграждения, голосование, токеномика — построены как набор стратегических сценариев, в которых каждый игрок принимает решение, учитывая выгоду и риски. То есть, в криптовалютах победа достигается не силой или принуждением, а математической инженерией стимулов. Теория игр делает блокчейн предсказуемым, экономически обоснованным и способным к развитию даже в конкурентной среде.

Теория игр является фундаментом криптовалютных сетей и определяет экономическую устойчивость децентрализованных систем Эффективность блокчейнов зависит от того, насколько хорошо расставлены стимулы всех участников игры: майнеров, валидаторов, трейдеров, владельцев токенов и пользователей протоколов. Особенность криптовалют в том, что они работают в среде без доверия (trustless). Участники не обязаны знать друг друга и не полагаются на внешние гарантии. Единственным регулятором выступает алгоритм консенсуса и экономические стимулы. Если кому-то выгоднее атаковать систему, чем выполнять правила, сеть становится уязвимой. Поэтому дизайн стимулов — ключевой аспект игровой модели блокчейнов.

Равновесие Нэша

Равновесие Нэша — это состояние системы, в котором ни один участник не может улучшить свой результат, изменив стратегию самостоятельно, если другие сохраняют свои стратегии. В правильно спроектированных блокчейн-сетях и экосистемах DeFi такое равновесие является целевой моделью — оно обеспечивает предсказуемое и стабильное поведение игроков.

Bitcoin Proof-of-Work — классический пример практического равновесия Нэша. У майнеров есть выбор: соблюдать правила, подтверждая валидные транзакции, или пытаться создать фальсифицированный блок Стоимость атаки превышает потенциальную выгоду: контроль 51 % хешрейта требует инвестиций в оборудование и электроэнергию на миллиарды долларов.

Например, в 2024 году общий хешрейт Bitcoin превышал 600 EH/s. Чтобы захватить контроль, атакующая сторона должна была бы потратить более $20-25 млрд только на оборудование ASIC, не учитывая энергопотребление и потерю доходов во время атаки. В такой модели честное майнинг-соревнование является стратегически самым выгодным поведением.

Ethereum Proof-of-Stake также базируется на равновесии стимулов. Владельцы валидаторских узлов рискуют заблокированным стейком: нарушение правил (double-signing, атаки на консенсус, цензура транзакций) наказываются механизмом slashing, что приводит к потере части или всего депозита. При этом добросовестная работа приносит вознаграждение за стейкинг. Оптимальная стратегия — поддерживать сеть. Попытка атаки становится экономически невыгодной.

Дилемма заключенного

Дилемма узника демонстрирует сценарий, в котором участники могут получить лучший коллективный результат через кооперацию, но индивидуально рациональным выглядит выбор в пользу эгоистической стратегии. В криптовалютах этот механизм проявляется в контексте безопасности сети и добросовестного поведения узлов.

Классический пример — потенциальная 51%-атака. Для майнеров или валидаторов стратегически выгоднее поддерживать стабильность сети, получая регулярные вознаграждения, чем атаковать ее с целью кратковременной прибыли. Атака может принести выгоду только при условии кооперации нескольких крупных участников: ни один отдельный майнер, представляющий менее 51% хешрейта, не способен реализовать атаку. Но совместный сговор разрушает доверие к сети и обесценивает собственные активы нападающих.

Исторический пример — атака на Ethereum Classic в январе 2019 года, когда преступники получили примерно $1,1 млн, переписав историю блокчейна. После атаки капитализация ETC упала более чем на 12% за сутки, а прибыль участников сети уменьшилась. Модель показала: краткосрочная выгода отдельных игроков уничтожает устойчивость системы и в долгосрочной перспективе убыточна. В Bitcoin или Ethereum подобная операция была бы намного дороже, что делает честную стратегию доминирующей.

В Proof-of-Stake дилемма заключенного проявляется в контексте slashing-рисков: добросовестные валидаторы получают стабильные вознаграждения, злонамеренные — теряют стейк. Выбор между атакой и сотрудничеством всегда математически склоняется к сотрудничеству.

Игры с нулевой и ненулевой суммой

В теории игр различают два типа взаимодействия: игры с нулевой суммой, где выигрыш одного игрока равнозначен проигрышу другого, и игры с ненулевой суммой, в которых все участники могут получить выгоду.

В криптовалютах игры с нулевой суммой чаще всего встречаются в трейдинге. Например, короткие позиции (short) на фьючерсном рынке: прибыль продавца контракта прямо равна потерям покупателя. Некоторые высокочастотные стратегии, такие как MEV-фронт-раннинг, имеют аналогичный характер: выигрыш бота = убыток пользователя, транзакция которого была перестроена в блоке.

Вместо этого ненулевые игры характерные для протоколов ликвидности и стейкинга. Поставщики ликвидности на Uniswap, Curve или Balancer получают процент от комиссий, тогда как трейдеры получают доступ к быстрому обмену токенов. Обе стороны получают выгоду, если пул работает стабильно. В 2024 году средняя доходность пулов стабильных монет на Curve колебалась в пределах 5-8% годовых без учета токен-инсентивов. Взаимодействие между валидаторами и пользователями в PoS-сетях также является ненулевой игрой: пользователи получают безопасность транзакций, валидаторы — вознаграждения за блоки.

Доминантные стратегии в криптосистемах

Доминантная стратегия — это выбор, который приносит игроку максимальный выигрыш независимо от стратегий других участников. Сети блокчейн строятся таким образом, чтобы наиболее выгодные решения для большинства игроков совпадали с интересами системы.

У Proof-of-Stake доминантной является стратегия честной валидации. Вознаграждение за работу валидатора Ethereum в 2024 году составляло в среднем 3-5% годовых в стейкинге без учета сервисных комиссий. Нарушение правил ведет к slashing, который может составить от 0,5% до 100% депозита, если валидатор участвует в координации атаки. Математическая модель делает атаку доминантно невыгодной.

В DeFi-протоколах доминирующие стратегии формируются через token incentives. Например, в протоколах кредитования (Aave, Compound) наиболее выгодной стратегией является поставка ликвидности для получения процентов и вознаграждений в токенах. Попытки манипуляций, такие как flash-loan exploits, являются разовыми и высокорисковыми, а большинство пользователей выбирают стабильную выгоду.

В сетях с делегированием (Cosmos, Polkadot) доминантным поведением для владельцев токенов является делегирование валидаторам с высокой репутацией: это уменьшает риски slashing и обеспечивает регулярные вознаграждения.

Эволюционно стабильные стратегии (ESS)

ЕSS — это стратегия, которая доминирует над другими в долгосрочной перспективе и не может быть вытеснена альтернативными моделями поведения. В контексте криптовалют ESS объясняет, почему одни экономические механизмы блокчейнов сохраняются и развиваются, а другие исчезают.

Примеры устойчивых стратегий:

• Прозрачность токеномики и реальные экономические модели доходов (как в Lido, Aave, MakerDAO)
• Высокая стоимость атаки против низкой выгоды от манипуляций (Bitcoin, Ethereum PoS)
• Честная работа валидаторов как оптимальная стратегия в длинной игре
• Децентрализация ключевых компонентов управления

Примеры нестабильных стратегий,  которые не выдержали конкуренции:

• Гиперинфляционные токеномики, где новая эмиссия покрывает вознаграждения (Axie Infinity AXS SLP — падение цены более 99% от пика)
• Неуравновешенные алгоритмические стейблкоины (Terra UST — разрушение капитала более чем на $40 млрд в 2022 году)
• Модели, полагающиеся на непрерывный приток новых участников

Такие примеры демонстрируют принцип эволюции: выживают протоколы, в которых долгосрочные стимулы сильнее краткосрочных.

Другие заимствования из теории игр

Кроме ключевых концепций, важных для понимания блокчейн-экономики, в криптовалютных системах значительную роль играют также другие модели и игровые подходы.

Игры с неполной и асимметричной информацией объясняют ситуации, когда участники имеют разный уровень знаний о рисках, ликвидности или токеномике — именно поэтому в DeFi большое значение имеют аудит смартконтрактов, прозрачные финансовые метрики (TVL, APY, совокупный стейкинг) и системы репутации.

Сигналинг и скрининг описывают, как участники передают и оценивают сигналы доверия: открытый код, аудит, реальные доходы проекта, участие хорошо известных инвесторов или фондов.

Кооперативные и некооперативные игры проявляются в DAO-голосовании, объединении валидаторов, формировании пулов ликвидности — когда выгоднее действовать сообща, чтобы получить больший суммарный эффект, чем индивидуально.

Также значение имеют повторяющиеся игры, в которых решения принимаются многократно и участникам выгоднее поддерживать долгосрочную репутацию, чем получить одноразовую выгоду (именно поэтому большинство валидаторов и LP-провайдеров выбирают стабильные стратегии).

Парето-оптимальность описывает состояния, когда улучшение условий для одних участников возможно без ухудшения для других — к этому стремится большинство токеномик, построенных на реальных источниках доходов, а не на эмиссии.

Стратегии доминирования и смешанные стратегии используются в проектировании систем вознаграждений и лимитов риска — когда алгоритм балансирует между различными моделями стимулирования. В сумме эти постулаты помогают формировать криптосистемы, в которых экономические стимулы и поведенческие модели определяют устойчивость и безопасность сети без необходимости.

Источник: Medium.com