Diplomarbeit: Anreizmuster und ihre Anwendung in mobilen Ad-hoc Netzen

Präsentation zum Thema: "Diplomarbeit: Anreizmuster und ihre Anwendung in mobilen Ad-hoc Netzen"—  Präsentation transkript:

1 Diplomarbeit: Anreizmuster und ihre Anwendung in mobilen Ad-hoc Netzen
Abschluss-Präsentation cand. Dipl. Inform.Wirt Ralf Anders Betreuer: Philipp Obreiter Im Rahmen des DIANE-Projekts Universität Karlsruhe, Fakultät für Informatik, IPD

2 Mobile Ad-hoc Netze Situation, Grundannahmen, Folgen
Autonome mobile Geräte bilden spontan ein offenes Kommunikations-Netz mit Selbstverwaltung Jeder Teilnehmer, versucht seinen Nutzen zu maximieren Optimieren von Ressourcen-Bereitstellung und Fremd-Ressourcen-Nutzung Problem: Aus Eigensinn wird Zusammenarbeit verweigert Durch Verschwendung werden andere Instanzen ausgenutzt Keine lebendige Kooperation !

3 Lösung ANREIZMUSTER Beispiele für Anreize:
Kooperation muss motiviert werden Im wirtschaftlichen/sozialen Umfeld: + Geld, Wertpapiere, Tausch,... - Drohungen, Gesetze,... ANREIZMUSTER Beispiele für Anreize:

4 Nutzen durch Anreize Beispiel eines positiven Anreizes in einem Unternehmen: Belohnungs-System erhöht Motivation verursacht erhöht Anstrengungsniveau erhöht Ertrag verbessert verringert Aufwand Effizienz

5 Voraussetzungen Kooperation erhöht, abgesehen vom Dienste- Wettbewerb, den Gesamtnutzen Teilnehmer versuchen, Protokollen zu manipulieren Keine Instanz zeigt bösartiges/destruktives Verhalten Knoten sind mobil und können jederzeit und überall Netze bilden Alle Knoten haben grundsätzlich gleiche Rechte und Pflichten

6 Fragestellungen Beziehungen und anpassbare Dimensionen
Allgemeine Aspekte zur Übertragbarkeit Ökonomische Bewertung einzelner Anreizmuster Spezielle Aspekte zur Übertragbarkeit Implementierungs-Probleme und Komplexität Anreizwirkung einzelner Muster Robustheit Anreizmuster für die Dienstsuche-Schicht mit Service- Ringen

7 Basis-Struktur Externe Anreize Siegpreis Konvertibilität in Geld
Vertrauens-basiert Handels-basiert Externe Anreize Siegpreis Konvertibilität in Geld Gesetze Gemeinschaft Kollektiv Tausch Wertpapiere Scheck Wechsel Banknote Aktie

8 Neue Kategorisierung Gegenleistung Eigenständigkeit Kombinierbarkeit

9 Bildung von Hierarchie Multilaterale Transaktionen
Dimensionen Bildung von Hierarchie dynamische Zuweisung von Rollen Multilaterale Transaktionen Zirkeltausch zeitliche Aggregation Clearing-Geschäft erhöhen Leistungsfähigkeit und Komplexität

10 Portierbarkeit - allg. Aspekte
Wirtschaft Anreizmuster übertragen Ad-hoc Netze

11 Fehlen von Infrastruktur
Nur verteilte Realisierung möglich!! Bank, Gericht, Notar Geringere Zuverlässigkeit Information kann verloren gehen ???

12 Fehlen von Hierarchien
P A A Keine festen Rollen gleichberechtigt Instanzen sind wechselweise Agent oder Prinzipal Keine Hierarchie

13 Anreizschemata verbrauchen zusätzliche Ressourcen
Effizienz Anreizschemata verbrauchen zusätzliche Ressourcen Knappheit! Aufwand und Nutzen müssen abgewägt werden

14 Koalitions-Fehlverhalten
Gemeinsames Untergraben von Anreizmechanismen („Verschwörung“) erleichtert durch relativ kleine Netze freien Zugang Anonymität Bsp.: Koordinierte Falschmeldungen an Reputations-System

15 Standard-Schnittstellen
Authentifizierung Stimme Aussehen Verhalten Kein Erkennen „auf einen Blick“ möglich (einheitliche Kommunikation) Gefahr Standard-Schnittstellen Wechsel der Identität Übernahme fremder Identität Ansätze: Manipulations-sichere Hardware Ausstattung mit kryptographischen Schlüsseln zu Beginn Eigene Schlüsselerzeugung, geringe Kooperation ggü. Unbekannten sehr komplexe verteilte Verfahren

16 Duplikate Ansätze: Manipulations-sichere Hardware
Duplikat-Kontrolle über Infrastruktur (IVN) verteilte Protokollierung aller TA Werthalbierung bei Verwendung Reputations-System Fälschungs-sicheres Original Digitale 1:1 Kopie Mehrfach-Verwendung Anonymität, Wertstabilität, Umlauffähigkeit können ohne spezielle Hardware nicht gemeinsam erreicht werden

17 Kollektiv (Wirtschaft)
Zurückstellen der Eigeninteressen hinter das Gesamtinteresse Basiert auf Mitgliedschaft es existieren nur „Schein-Kollektive“! sozialistische Modelle ? mit der Zeit setzten sich immer mehr individuelle Interessen durch Militär, Verein, Unternehmen ? =>Reputation, Strafen und Belohnungen

18 Kollektiv (MANET) Basis-Anreizmuster v.a. für geschlossene Benutzergruppen sehr einfach implementierbar kaum Mehraufwand keine Verhaltenskontrolle keine Lastverteilung Robustheit abhängig von Authentifizierungsverfahren Anreiz nur über Benutzer-Ebene

19 Gemeinschaft (Wirtschaft) 1
Basiert auf Gegenseitigkeit und dynamischem Vertrauen Reputation ist kein Besitz => Auswirkungen des eigenen Verhaltens unsicher, starke Schwankungen möglich Vertrauen ist Substitut für vollständige Information, reduziert Komplexität Bereitstellung von sozialem Kapital

20 Gemeinschaft (Wirtschaft) 2
flüchtige Beziehungen machen Fremdeinschätzung notwendig erfordert einsetzbar Reputation „Währung“ entsteht durch Kooperation

21 Gemeinschaft (MANET) Anreizwirkung
per verteiltem Reputations-System adäquate Umsetzung möglich: Fehlverhalten sanktionieren Vertrauenswürdigkeit einschätzen besondere Herausforderungen: Art der Informationsgewinnung Art der Informationsverbreitung Identitätswechsel + Aufmerksamkeit erzeugen fördert Bekanntheit und Reputation - ABER: Unsicherheit über Auswirkung Abwägung Anreizwirkung wichtige Eigenschaften: Keine Verhandlung Keine explizite Gegenleistung

22 Ineffizient ! Bilateraler Handel immer volkswirtschaftlich nachteilig!
Tauschhandel Direkter Leistungsaustausch Zusammenkommen zweier gleichwertiger Nutzen ist sehr aufwändig herbeizuführen Ineffizient ! Bilateraler Handel immer volkswirtschaftlich nachteilig! Anwendung in MANETs: strukturell wie in physischer Welt Probleme: Definition der handelbaren Leistungen formales Modell für Aufwand-/Nutzen-Bewertung Abwägung: entweder komplexe Verhandlungen, ungleiche Leistungen oder einfach&ineffizient gute Robustheit, nur abhängig von Transaktions-Protokoll voller Leistungsausgleich ist optimaler Anreiz

23 Inhaberwechsel (Wirtschaft)
Der Aussteller verspricht dem Wechselnehmer die bedingungslose Zahlung eines bestimmten Betrages durch einen Dritten (Akzeptant) bei Fälligkeit an den Inhaber 1.bevollmächtigt Aussteller Akzeptant 4.präsentiert WP 2.verspricht 5.bezahlt Wechsel- nehmer 3.(indossiert) Umlauffähiges Zahlungsmittel mit Kreditfunktion wichtige Eigenschaften: Umlauffähigkeit Beliebiger Betrag einsetzbar Keine Einbeziehung einer Bank notwendig Akzeptant, Aussteller und evtl. Wechselbürgen und Indossatare haften Bei Nicht-Erfüllung: Wechselprotest Eigenwechsel: Aussteller=Schuldner, geringere Sicherheit

24 Inhaberwechsel (MANET)
Zahlungs-Versprechen Wechsel WP „zeitversetzter Tausch“ gleiche Probleme wie bei Tausch Leistungs-Versprechen zusätzlich: Wechselprotest nur über Reputationssystem Mehrfachverwendung eingeschränkte Haftung Kreditfunktion

25 Bankscheck und verwandte Zahlungsmittel (Wirtschaft)
Übertragung von (Bank-)Guthaben WP Euroscheck (Giro-)Überweisung Lastschrift Debit-/Kreditkarten wichtige Eigenschaften: Beliebig einsetzbarer Betrag Einbeziehung einer Bank notwendig Einlösbar für beliebige gleichwertige Güter Euroscheck umlauffähig und gesichert Wichtige Unterscheidungs-Merkmale Legitimation: offline/online Zahlungsgarantie: ja/beschränkt/nein Verrechnungszeitpunkt: sofort/zeitnah/periodisch

26 Banknote (Wirtschaft)
Umlauffähiges gesetzliches Zahlungsmittel, Ausgabe und Steuerung durch Zentralbank WP wichtige Eigenschaften: Standardisiertes Tauschgut Wertstabilität durch paralleles Wachstum von Geld- und Gütermenge Fix aufgedruckter Wert Sehr fälschungssicher Anonym umlauffähig

27 Wichtige gemeinsame Aspekte (MANET)
Scheck+ Banknote Fehlen dezidierter Bank problematisch: Korrekte Abrechnung, Duplikate ? Preis-Stabilität ? Liquiditätsversorgung ? WP Ansätze: Periodischer Abgleich mit Infrastruktur Manipulations-sichere Hardware Konvertibilität in reale Werte - erhöhter Manipulationsanreiz + stabiler Wert gesichert

28 Aktien (Wirtschaft) Verbrieft einen Anteil an einem Unternehmen WP
Handel an Börsen -Markt-Erwartung über Unternehmens-Entwicklung wird widergespiegelt Akquisitionswährung -Erleichtert die Übernahme anderer Unternehmen wichtige Eigenschaften: Stark schwankender Bewertung ist die Regel Inhaberaktien sind umlauffähig

29 B A C Aktien (MANET) Aktien
Eigenschaften, die übertragen werden sollen: Aktien als „persönliches“ Zahlungsmittel (Aquisitionwährung) Bewertungsfunktion der Börse Aktien WP B A Wert der Aktien = Wert der verfügbaren Ressourcen stabile Preise, Liquidität C

30 Probleme und Komplexität
Aktien 1. Problem: Mehrfachverwendung Lösung: Handel nur mit eigenen Aktien, Eintrag von Empfänger-ID, Signatur 2. Problem: Ermitteln der Portfolio-Bewertungen Lösung: Jede Instanz kann Bewertung aus Portfolio-Meldungen durchführen, kontrolliert durch andere 3. Problem: Anteile an Schein-Instanzen Lösung: Nur im Netz angemeldete Instanzen in Rechnung einbeziehen WP

31 alternative Anwendung
Aktien 1. persönliche Währungen als Zahlungsmittel für jede Transaktion + ermöglicht vollen Leistungsausgleich + öffentlich bekannte Bewertungen - höherer Mehraufwand 2. Anteilsverflechtung entsprechend der gegenseitigen Ressourcen-Nutzung, anpassen der Anteilshöhen nur bei Bedarf - Leistungsausgleich nicht zwingend, bilateral gebunden + am wenigsten Mehraufwand für Kommunikation 3. als erweitertes Gemeinschaftsmuster, Bewertung entspricht dem Vertrauen + sehr robust - keine vollständigen Informationen für eigene Bewertung, abhängig von Reputations-System WP

32 Übersicht: Ökonomische Bewertung

33 Übersicht: Bewertung nach Portierung

34 Anwendung: Anreize für Dienstsuche mit Overlay
Service Ringe besondere Voraussetzungen: Rollen (SAPs, Ring-Mitglied) stabile logische Struktur keine Infrastruktur keine spezielle Hardware Anwender: Studenten schlecht geeignete Anreize: Kollektiv (zu wenig) Tausch (unidirektionale Kommunikation) Banknote/Bankscheck SAPs

35 Anwendung: Anreize für Dienstsuche mit Overlay
Service Ringe grundsätzlich geeignete Anreize: Gemeinschaft Wechsel Aktien besonderes Problem: Konkurrenz auf Anwendungs-Schicht kann hier leicht behindert werden (blockieren von Ausschreibungen, Suchanfragen) Schlüsse: Intransparenz von Gemeinschaft-Mustern negativ Komplexität, geringe Robustheit von Wechseln unattraktiv Aktien: Anteilsverflechtung, explizite Bewertungen, SAPs können Bewertung durchführen

36 Umsetzung: Aktienmuster für Dienstsuche
ein SAP starten bei Bedarf (z.B. Eintritt neuer Knoten) Bewertungs-Protokoll: Anforderung von Portfolio-Meldungen per Broadcast Durchführung der Rechnung Ergebnisse (Zeilen-Summe) per Broadcast verbreiten andere SAPs kontrollieren Ergebnisse Aufwand-/Nutzen-Modell, Preise Service Ringe Beteiligungs-Matrix Hinzufügen einer Schein-Instanz Vielfach propagieren zu zahlende Aktien=Preis/Bewertung stationäre Verteilung

37 Zusammenfassung und Ausblick
Wichtige Beiträge: Einbinden externer Anreize in eine neue Kategorisierung (Folie 8) Ermitteln der für MANETs relevanten Gesetze (Folie 40) Erweiterung der Kategorisierung um höherwertige Dimensionen (Folie 9) Idee für Umgang mit Duplikat-Problem: Werthalbierung (Folie 16) Darstellung wichtiger Eigenschaften und Übertragbarkeit einzelner Anreizmuster Vorstellung eines neuartigen Anreizmusters: Aktien Anwendung auf Dienstsuche-Schicht mit Overlay Implementierung zentraler Aspekte des Aktienmusters im Simulator Zahlreiche Übersichten Umfangreiche Erweiterung und Überarbeitung des Glossars weitere Entwicklung... langfristig: Electronic Negotiations Intelligente Software-Agenten kurzfristig: Kombination aus Gemeinschafts- und Aktien-Muster bei MANETs dominant

38 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Ende und Diskussion Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

39 ANHANG

40 für MANETs relevante Gesetze
TDDSG: Datenerhebung, -verarbeitung, -nutzung Datenspeicherung beim Durchleiten Datenweitergabe TKG: Abhörverbot Frequenzschutz TDG: Verantwortlichkeit für rechtswidrige Inhalte beim Anbieten (Provider) Zwischenspeichern (Caching) Bereitstellen (Hosting)

41 Authentifizierung Ausstattung mit Public Key Paar
Bsp. DIANE: Verwaltung stattet Nutzer mit eindeutigen Schlüsseln aus Nachteile: PKI verbraucht viele Ressourcen Zertifikate können nicht zurückgenommen werden Übertragbarkeit der Schlüssel Verwaltung greift tw. in Anonymität ein kein reiner MANET Ansatz

42 gemeinschaftliches Eigentum Basis-demokratische Entscheidungen
Kollektiv - Beispiel Kibbutzim in Israel gemeinschaftliches Eigentum Basis-demokratische Entscheidungen Gleichberechtigung Keine dauerhaften Hierarchien

43 Gemeinschaft per verteiltem Reputations-System adäquate Umsetzung möglich: Fehlverhalten sanktionieren Vertrauenswürdigkeit einschätzen besondere Herausforderungen: Art der Informationsgewinnung Beweismittel aus Transaktionen Schnüffeln Art der Informationsverbreitung a)aus 2.Hand: Falschmeldungen b)nur eigene Beobachtungen: wenig Informationen Volatilität (keine statischen Autoritäten) Identitätswechsel

44 Tauschhandel - Vorkommen
Rüstungsgeschäfte Handel mit sozialistischen Staaten (früher) und der 3. Welt Barter Communities (Binnenhandel)

45 Tauschhandel - Einsatzmotive
Behauptung: Fehlen einer stabilen, konvertiblen Währung Mangel an Liquidität Fehlende Marketing-Kenntnisse tatsächlich: Selektivität und Verschleierung ermöglicht Diskriminierung Täuschung Betrug Bei Internet-Tausch-Communities: Spass am bargeldlosen Handel Kontakte

46 nicht konvertible Banknoten - theoretisches Modell für ihren Einsatz
Teilnehmer ohne außen-Kontakt Teilnehmer entwickeln Dienste mit Krediten Netzwerk stabil notwendige, aber unrealistische Annahmen! Muster schon konzeptionell nicht einsetzbar!