基于区块链的网络博弈平台设计与实现

【摘要】：随着社会生产规模的扩大和复杂度的增加,社会组织和个人之间逐渐形成高度分工、协作和交互的网络。在互联网环境下体现为泛在的社交网络,物流网络和供应商网络等。网络中的节点通过交互博弈来获取收益。其中,基于利益驱动的博弈关系表现为网络博弈。本文研究网络博弈中的网络结构、演变动力在去中心化的区块链计算模型中的表示。基于区块链系统的信息可溯源、不可篡改性和多方计算等特性,建立一个在开放社会环境中的去中心化可信网络博弈模型:利用区块链的链状存储和可证明算子来建模参与博弈的角色、关系和操作;利用区块链的智能合约模型来表示博弈中的利益驱动规则,最终提出并实现了一个基于区块链的网络博弈平台。本文的主要内容包括:1、提出网络博弈的理论模型:采用网络模型和博弈机制分离的建模方法,将对象和操作的分离,保证模型的表达能力和实现的可扩展性。具体把网络模型抽象为角色、关系和操作的基本要素,并通过非对称加密算法及数字签名技术实现角色、关系、操作的可证明性。把博弈机制作为操作的条件和利益转移,并以此作为操作的理性驱动力,成为参与者加入网络的动力。2、动态组合智能合约设计和网络博弈模型的设计:将博弈规则中的常规流程解耦为原子功能合约,形成一个合约库。通过对合约库中的原子合约进行选择、组合、重构,以定制智能合约来表示博弈规则,实现了对一般博弈机制的表达性;将博弈数据存储于块链式的区块链账本中,保证博弈数据的不可篡改性,并将博弈数据重构于图数据库中,实现对博弈网络的动态查询。3、网络博弈平台原型实现:基于区块链框架Fabric和智能合约编码实现网络博弈平台。通过平台提供的接口,实现了商品推广场景下递推激励机制。通过对平台进行测试,结果验证了系统核心功能的可用性以及网络博弈模型的表达能力和实现效率。