Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluating risk and reward for validators in a cryptocurrency Proof-of-Stake network
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Optimization and Systems Theory.
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Optimization and Systems Theory.
2018 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Evaluering av risk/reward-förhållandet för validerare i en kryptovaluta baserad på Proof-of-Stake (Swedish)
Abstract [en]

This thesis is one in a group of several theses that are researching different subjects in the development of a new cryptocurrency. For a few years now, the cryptocurrency market has grown dramatically, in the lead of the original cryptocurrency Bitcoin. Today, most cryptocurrencies' validation-technology, including Bitcoin's, are based on Proof-of-Work (PoW), i.e., a system where transaction validation is made by servers calculating mathematical problems. PoW results in high energy consumption and slow transaction speed. In this cryptocurrency, the validation mechanism will build on a technology called Proof-of-Stake (PoS). PoS does not yield as high energy consumption and often leads to faster transaction speed. The specific technique for validation in this system is that validators bet their coins to validate transactions and get rewards in the form of transaction fees if they end up conforming the transactions that reach consensus among the validators. In particular, the purpose of this report is to research the risk and reward for validators in the betting process and from this develop a reward policy which yields a fast and secure validation. The methods used for solving the problems are simulations based on Monte Carlo methods. From the simulations, the results are discussed and compared. Also, this report will cover economic theories behind cryptocurrencies, mainly focusing on monetary policy and the transaction markets. The findings of this report are several risk functions for different topologies and winning conditions considered during the development of the cryptocurrency. Further, a conclusion was that the expected value of profit for validators need to be constant, independent of when the bets are made with regard to previous bets. From this, a reward function which distributes rewards between winning validators was formed. Another, economical conclusion from this was that, in the long run, the expected value of profit of betting should converge to zero due to a perfect competition market.

Abstract [sv]

Denna kandidatuppsats är en av era uppsatser som analyserar olika områden i utvecklingen av en ny kryptovaluta. Under de senaste åren har kryptovalutamarknaden vuxit dramatiskt, där Bitcoin har varit ledande. Idag bygger de flesta kryptovalutors valideringsteknik, inklusive Bitcoins, på Proof-of-Work (PoW), d.v.s. ett system där transaktionsvalideringen görs av servrar som beräknar komplicerade matematiska problem. Detta resulterar i en hög energiförbrukning och i många fall långsamma transaktionshastigheter. I denna kryptovaluta kommer valideringsmekanismen baseras på en teknik som kallas Proof-of-Stake (PoS) vilket leder till en substantiellt lägre energiförbrukning och högre transaktionshastigheter. Tekniken för valideringen i det här systemet är baserat på att validerare i systemet satsar sina egna mynt för att validera transaktioner och får belöningar i form av transaktionsavgifter om de validerar den transaktion som når konsensus i blockkedjan. I synnerhet är syftet med rapporten att formulera riskerna och de möjliga belöningarna för validerare i bettingprocessen och därmed hitta ett belöningssystem som leder till en snabb och säker kryptovaluta när det gäller validering. De metoder som används för att lösa problemen är simuleringar baserade på Monte Carlo metoder. Slutresultatet av denna rapport är era riskfunktioner för olika topologier och villkor för de vinnande validerarna, beräkningar för väntevärde och belöningsfunktioner för validering. Vidare har slutsatsen dragits att väntevärdet av att göra ett bet måste vara konstant med avseende på när bettet görs. Från detta togs en belöningsfunktion fram som fördelar belöningar mellan vinnande validerare. En annan, ekonomisk slutsats, var att i det långa loppet kommer väntevärdet av vinsten för att betta konvergera till noll på grund av att en perfekt konkurrensmarknad antas.

Place, publisher, year, edition, pages
2018.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2018:202
Keywords [en]
Bitcoin, Blockchain, Cryptocurrency, Ethereum, Proof-of-Stake
Keywords [sv]
Bitcoin, Blockkedja, Ethereum, Kryptovaluta, Proof-of-Stake
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-229835OAI: oai:DiVA.org:kth-229835DiVA, id: diva2:1214786
External cooperation
HAJ Enterprise AB
Subject / course
Applied Mathematics and Industrial Economics
Educational program
Master of Science in Engineering - Industrial Engineering and Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-08 Created: 2018-06-07 Last updated: 2018-06-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2018-11-15 11:38
Available from 2018-11-15 11:38

By organisation
Optimization and Systems Theory
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 165 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf