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Seminar: Economies of P2P-Networks

An Excess-Based Economic Model for Resource Allocation in Peer-to-

Peer Networks (2000)

Christian Grothoff

Gnet (2002)

Christian GrothoffIoana PatrascuKrista Bennett

Tiberiu StefTzvetan Horozov

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

Knappheit

Economics is the study of how societies use scarce ressources to produce valuable commodities and distribute them among different people.

Samuelson, Nordhaus - 1998 – Economics, p. 4

Würde alles unendlich oft hergestellt, gäbe es keinen Grund, Ressourcen-Limits zu beachten:

• keine Wirtschaftsgüter• alles kostenlos• Preise und Märkte irrelevant

Excess-Based Economy?

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

Ressourcen im Überfluss?

• Computer sind selten ausgelastet• Plattenplatz• CPU• Speicher• Bandbreite

• hohe Fixkosten

• geringe variable Kosten

Ungenutze Ressourcen /Ressourcenüberfluss

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

Gütercharakteristik

Blankart – 2001 - Öffentliche Finanzen in der Demokratie - S. 66

Private Güter(z.B. Brot, Wein)

Mautgüter(z.B. Kabel-TV, Autobahn)

Allmendegüter(z.B. Hochsee-fischerei)

Öffentliche Güter(z.B. Denkmäler)

nein

ja

ja

nein

Rivalität

Au

ssch

luss

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Effizienz und Wettbewerb

Marktwirtschaften sind Volswirtschaften, in denen einzelne Agenten, …, autonom über ihr wirtschaftliches Handeln entscheiden können.

Den offenbaren Vorteilen eigennützigen und eigenverantwortlichen Handelns steht ein immenser Koordinierungsaufwand gegenüber.

Marktwirtschaften zeichnen sich dadurch aus, daß diese Koordinierung durch für alle Tauschpartner gleiche Marktpreise erfolgt.

Güth - 1996 – Theorie der Marktwirtschaft, p. 5

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

Effizienz und Wettbewerb (2)

More specifically, the economy ist producing efficiently when it cannot increase economic welfare of anyone without making someone else worse off.

Samuelson, Nordhaus - 1998 – Economics, p. 5

D

S

Gleichgewicht

P

Q

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

Geld

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Austauschmedium

• Maßeinheit

• Transitiv

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

• Vermögenswert

• Besitzer

Zentrale Instanz

GNUNeT: Design-Ziele

Anonymität

Deniability

Dezentralität

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

GNUNeT: Design-Ziele (2)

Anonymität

Deniability

Dezentralität

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

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• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Vertrauen

• Zwischenmenschliche Beziehungen• nicht-negative Ganzzahl• Knoten führen Buch über Verhalten• von anderen gespeichert• kein Besitzer• nicht symmetrisch• nicht transitiv

A

B

C

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Transitivtät

A

B

C

• Anfrage• Antwort• Vertrauen• kein Vertrauen

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Handel

Asends request with priority X

Increases trusts by X

Banswers request, lowers trust

• erhöht Vertrauen in B um Request-Priorität

• keine Informationen über die “Kosten”

*Effektive Priorität = min (Request Priorität, Vertrauen)

• verringert Vertrauen in A maximal um effektive Priorität*

• ignoriert Requests mit niedrigster effektiver Priorität*

• berechnet evtl. Bearbeitungsgebühr

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

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• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Indirekte Requests

A B

D

C

103

3

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Vertrauen aus Überfluß

• kein Vertrauen gegenüber neuen Knoten

• Ressourcenüberfluss als Quelle für Vertrauen

• Freerider kein Problem bei Überfluss

• Keine “Kosten” unterhalb eines Schwellenwerte

“Vertrauen in ‘gute’ Hosts stärken, ohne das Vertrauen in andere in gleichem Maße zu schmälern.”

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Eigeninteresse

• keine Garantien in P2P-Netzen

• Vertrauen als Ergebnis vergangener Erfahrungen

• Abweisen guter Knoten schadet der eigenen Vertrauenswürdigkeit

• Vertrauen hilft, “richtig” zu entscheiden

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

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• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Content Ranking

Beliebtheit:

• Beliebter Content erhöht Wert• Gebotenes Vertrauen erhöht Wert

Unbeliebte Inhalte verschwinden schnell

Priorität:

• Beliebtheit allein reicht nicht• Einzelne Knoten bewerten Content anders

Andere sollen eigenes Ranking übernehmen

Welchen Content soll ein Host vorhalten?

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

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• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Content Ranking (2)

Ranking als zentrale Kenngröße:

• Content mit hohem Ranking soll überleben

• Knoten können Ranking vorgeben

• Jeder Knoten vergibt Ranking selbst

• Vertrauen soll Ranking limitieren

Ranking fordert Vertrauen

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Gütercharackteristik

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• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Ranking als Geschäftsmodell

Geschäftsmodell für ISPs

Vertrauen sichert Überleben

• Neue Knoten sind ohne Vertrauen

• Ranking stark limitiert

• Angewiesen auf vertrauenswürdige Knoten

• Ranking für andere als Dienstleistung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

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• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

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• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Angriffe

• Modell soll helfen, Angriffe abzuwehren

• Keine Ressourcen für “schlechte” Knoten

• Angreifer kann nur eigene Bandbreite nutzen

d <= t + (c – t) + e = c +e

• d = Schaden• t = Bandbreite zur Vertrauensgewinnung• c = freie Bandbreite (Angreifer)• e = freie Bandbreite (Netz)

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Gütercharackteristik

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Zero-Priority

Nicht ausgelastete Knoten kassieren nicht

Weiterleitungen erhalten Priorität Null

Requests werden abgewiesen

Ausweg: Viele direkte Verbindungen

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Wertloser Content

Priorität bestimmt Content-Wert

Zero-Priority-Content ist wertlos

wenige Knoten kopieren Content

Ausweg: Schwierig, Angreifer könnten sonst wertvollen Content verdrängen.

Gebühr für Weiterleitungen -erschwert aber Vertrauens-aufbau.

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

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• Vertrauen aus Überfluß

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• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Antworten

Transithost ohne Information über Inhalt

“schlechte” Knoten können mit falschen Antworten Vertrauen erschleichen

Ausweg: Überprüfung der Antworten

Bernett, Grothoff, Horozov, Patrascu, 2002Efficient Sharing of Encrypted Data

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

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• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Gütercharakteristik

Blankart – 2001 - Öffentliche Finanzen in der Demokratie - S. 66

Private Güter(z.B. Brot, Wein)

Mautgüter(z.B. Kabel-TV, Autobahn)

Allmendegüter(z.B. Hochsee-fischerei)

Öffentliche Güter(z.B. Denkmäler)

nein

ja

ja

nein

Rivalität

Au

ssch

luss

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Wettbewerb in GNUNet

Realistisches Bieten soll gefördert werden,aber es sind wenig Martkinformationen vorhanden. Dadurch entsteht eine gewollte Tendenz zu höheren Geboten:

Keine Informationen über:

• über Auslastung bzw. Preise• tatsächlich bezahlte Preise• über erhaltene Vergütung

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung Hidden Information /Adverse Selection

Wohlfahrtsverlust

DP

Q

P0

c

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Wohlfahrtsverlust (2)

DP

Q

P0

c

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

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• Transitivtät

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• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Winner’s Curse?

Gefahr des Winner‘s Curse?

in Anlehnung an Blankart – 2001 – Öffentliche Finanzen in der Demokratie

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

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• Geld

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• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Übertragbarkeit

• Modell ist an “Request-Reply” gebunden

• setzt einheitliche Paketgrößen voraus

• keine Informationen über eigenes Standing

• willkürliche Preise

• kein Wettbewerb / technische Lösung

• Investitionen sind unsicher (reale Welt)

• Ressourcen im Überfluss? (Bandbreite, Energie)

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

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• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung

Wirtschaftliche Nutzung

• für Backups nur bedingt geeignet

• Investitionen nicht nachweisbar

• Bandbreitensteuerung (ISPs)?

• Notwendig bei Überfluss?

• Inter- / Intraorganisationale Nutzung

Proof of Concept(analog zu freier Software)

Jens Ihlenfeld (24. Juni 2003)

• Knappheit

• Überfluß?

• Gütercharackteristik

• Effizienz und Wettbewerb

• Geld

• GNUNeT: Design-Ziele

• Vertrauen

• Transitivtät

• Handel

• Indirekte Requests

• Vertrauen aus Überfluß

• Eigeninteresse

• Content Ranking

• Angriffe

• Probleme des Modells

• Ökonomische Probleme

• Übertragbarkeit

• Wirtschaftliche Nutzung