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Diplomarbeit: Anreizmuster und ihre Anwendung in mobilen Ad-hoc Netzen Abschluss-Präsentation cand. Dipl. Inform.Wirt Ralf Anders Betreuer: Philipp Obreiter.

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Präsentation zum Thema: "Diplomarbeit: Anreizmuster und ihre Anwendung in mobilen Ad-hoc Netzen Abschluss-Präsentation cand. Dipl. Inform.Wirt Ralf Anders Betreuer: Philipp Obreiter."—  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 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 3 Lösung Kooperation muss motiviert werden Im wirtschaftlichen/sozialen Umfeld: + Geld, Wertpapiere, Tausch,... - Drohungen, Gesetze,... ANREIZMUSTER Beispiele für Anreize:

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

5 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 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 7 Basis-Struktur Vertrauens-basiertHandels-basiert Gemeinschaft Kollektiv Tausch Wertpapiere Scheck Wechsel Banknote Aktie Externe Anreize Siegpreis Konvertibilität in Geld Gesetze

8 8 Neue Kategorisierung Gegenleistung Eigenständigkeit Kombinierbarkeit

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

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

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

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

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

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

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

16 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 17 Kollektiv (Wirtschaft) Zurückstellen der Eigeninteressen hinter das Gesamtinteresse Basiert auf Mitgliedschaft sozialistische Modelle ? mit der Zeit setzten sich immer mehr individuelle Interessen durch Militär, Verein, Unternehmen ? =>Reputation, Strafen und Belohnungen es existieren nur „Schein-Kollektive“!

18 18 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 Kollektiv (MANET)

19 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 20 Gemeinschaft (Wirtschaft) 2 flüchtige Beziehungen machen Fremdeinschätzung notwendig Reputation erfordert entsteht durch Kooperation „Währung“ einsetzbar

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

22 22 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 23 Inhaberwechsel (Wirtschaft) Der Aussteller verspricht dem Wechselnehmer die bedingungslose Zahlung eines bestimmten Betrages durch einen Dritten (Akzeptant) bei Fälligkeit an den Inhaber Umlauffähiges Zahlungsmittel mit Kreditfunktion Aussteller Wechsel- nehmer Akzeptant 1.bevollmächtigt 2.verspricht 4.präsentiert 5.bezahlt 3.(indossiert) WP 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 24 Inhaberwechsel (MANET) Zahlungs- Versprechen Leistungs- Versprechen „zeitversetzter Tausch“ WP gleiche Probleme wie bei Tausch zusätzlich: Wechselprotest nur über Reputationssystem Mehrfachverwendung eingeschränkte Haftung Kreditfunktion Wechsel

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

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

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

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

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

30 30 Probleme und Komplexität WP 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

31 31 alternative Anwendung WP 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

32 32 Übersicht: Ökonomische Bewertung

33 33 Übersicht: Bewertung nach Portierung

34 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 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 36 Umsetzung: Aktienmuster für Dienstsuche Service Ringe 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 Beteiligungs-Matrix Hinzufügen einer Schein-Instanz Vielfach propagieren stationäre Verteilung zu zahlende Aktien=Preis/Bewertung

37 37 Zusammenfassung und Ausblick Electronic Negotiations Intelligente Software-Agenten langfristig: kurzfristig: Kombination aus Gemeinschafts- und Aktien-Muster bei MANETs dominant weitere Entwicklung... 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

38 38 Ende und Diskussion Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

39 39 ANHANG

40 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 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 42 Kollektiv - Beispiel Kibbutzim in Israel gemeinschaftliches Eigentum Basis-demokratische Entscheidungen Gleichberechtigung Keine dauerhaften Hierarchien

43 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 44 Tauschhandel - Vorkommen Rüstungsgeschäfte Handel mit sozialistischen Staaten (früher) und der 3. Welt Barter Communities (Binnenhandel)

45 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 46 nicht konvertible Banknoten - theoretisches Modell für ihren Einsatz notwendige, aber unrealistische Annahmen! Muster schon konzeptionell nicht einsetzbar! Teilnehmer ohne außen-Kontakt Teilnehmer entwickeln Dienste mit Krediten Netzwerk stabil


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