Economics of Cybersecurity An introduction to economics Ross - - PowerPoint PPT Presentation

Ross Anderson

The Computer Lab, University of Cambridge

Economics of Cybersecurity

An introduction to economics

§ To ¡see ¡what ¡makes ¡ informa0on ¡markets ¡special, ¡ we ¡first ¡need ¡to ¡understand ¡ normal ¡markets ¡ § This ¡is ¡a ¡helicopter ¡tour ¡of ¡ classical ¡economics ¡from ¡Adam ¡ Smith ¡to ¡the ¡1940s ¡ § We’re ¡interested ¡only ¡in ¡ microeconomics ¡– ¡how ¡people ¡ and ¡firms ¡react ¡to ¡incen0ves ¡ § So ¡how ¡do ¡‘normal’ ¡markets ¡ (e.g. ¡coal, ¡or ¡potatoes) ¡work? ¡

Economics ¡for ¡engineers ¡

§ Suppose ¡a ¡local ¡coal ¡market ¡in ¡ 1840 ¡had ¡three ¡representa0ve ¡ suppliers ¡/ ¡customers ¡ ¡ ¡ § The ¡market ¡price ¡determines ¡who ¡ produces ¡and ¡who ¡consumes ¡ § It ¡fluctuates ¡with ¡demand ¡ (weather) ¡and ¡can ¡evolve ¡in ¡the ¡ long ¡term ¡with ¡tech, ¡investment… ¡

Concrete ¡example ¡

Sea ¡coal ¡gathering ¡ ¡8s Blacksmiths ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡15s Small ¡deep ¡mine ¡ ¡ ¡ ¡ ¡5s Households ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡8s Open-­‑cast ¡mine ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2s Export ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3s

§ Firms ¡typically ¡have ¡fixed ¡costs ¡and ¡ variable ¡costs, ¡so ¡the ¡average ¡cost ¡

• f ¡goods ¡ini0ally ¡falls ¡with ¡output ¡

§ The ¡variable ¡costs ¡typically ¡rise ¡at ¡ some ¡point ¡(over0me ¡etc) ¡and ¡ eventually ¡rise ¡sharply ¡due ¡to ¡ capacity ¡constraints ¡

Supply ¡

¡ § In ¡the ¡long ¡run, ¡firms ¡can ¡fix ¡ capacity ¡constraints ¡by ¡building ¡ more ¡factories ¡ § This ¡gives ¡nearly ¡constant ¡fixed ¡ costs ¡and ¡thus ¡constant ¡returns ¡to ¡ scale ¡as ¡the ¡firm ¡/ ¡industry ¡expands ¡ ¡

Cost ¡evolu0on ¡

¡ § In ¡a ¡tradi0onal ¡industry, ¡technology ¡ can ¡improve ¡the ¡process; ¡larger ¡/ ¡ newer ¡factories ¡may ¡be ¡beZer ¡ § But ¡in ¡informa0on ¡industries, ¡marginal ¡ costs ¡may ¡never ¡rise ¡– ¡so ¡firms ¡like ¡ Microso] ¡enjoy ¡ever-­‑increasing ¡ returns ¡to ¡scale ¡ ¡

Effects ¡of ¡technology ¡

§ The ¡demand ¡curve ¡faced ¡by ¡each ¡ firm ¡is ¡in ¡black ¡– ¡at ¡any ¡price ¡above ¡ the ¡market ¡clearing ¡price ¡p*, ¡ demand ¡is ¡zero; ¡at ¡any ¡price ¡below ¡ p*, ¡the ¡firm ¡faces ¡all ¡the ¡demand ¡ § The ¡firm’s ¡profit ¡is ¡maximised ¡when ¡ it ¡sets ¡output ¡so ¡that ¡its ¡marginal ¡ cost ¡equals ¡the ¡price ¡p* ¡

How ¡many ¡firms ¡will ¡there ¡ be? ¡

§ In ¡the ¡classical ¡synthesis, ¡prices ¡are ¡set ¡ where ¡supply ¡and ¡demand ¡curves ¡ intersect ¡in ¡compe00ve ¡markets ¡ § Key: ¡p* ¡will ¡be ¡the ¡marginal ¡cost ¡of ¡the ¡ marginal ¡supplier ¡ § By ¡1900, ¡people ¡thought ¡they ¡ understood ¡the ¡‘invisible ¡hand’ ¡and ¡ just ¡had ¡to ¡guard ¡against ¡monopoly ¡

Pufng ¡it ¡all ¡together ¡

§ A ¡Pareto ¡improvement ¡ makes ¡someone ¡beZer ¡off ¡ without ¡making ¡anyone ¡else ¡ worse ¡off ¡ § A ¡system ¡is ¡called ¡Pareto ¡

• p0mal ¡when ¡there ¡are ¡no ¡

more ¡Pareto ¡improvements ¡ § This ¡is ¡actually ¡rather ¡weak ¡– ¡ both ¡pure ¡monarchy ¡and ¡ pure ¡communism ¡are ¡Pareto ¡

• p0mal! ¡

What ¡might ¡we ¡mean ¡by ¡op0mal? ¡

§ In ¡1948 ¡Kenneth ¡Arrow ¡and ¡ Gérard ¡Debreu ¡proved ¡two ¡ key ¡results ¡ § First ¡theorem ¡of ¡welfare ¡ economics: ¡market ¡ equilibrium ¡is ¡Pareto ¡op0mal ¡ § Second ¡theorem: ¡any ¡Pareto ¡

• p0mal ¡alloca0on ¡can ¡be ¡

achieved ¡by ¡market ¡forces ¡ § Various ¡condi0ons ¡… ¡

Equilibrium ¡

§ Complete ¡property ¡rights ¡ (no ¡externali0es) ¡ § Complete ¡informa0on ¡ ¡ § Ra0onal ¡actors ¡ § No ¡transac0on ¡costs ¡ § Technical ¡condi0ons, ¡e.g. ¡ convex ¡preferences ¡

Efficient ¡markets ¡– ¡the ¡condi0ons ¡

§ Our ¡quick ¡tour ¡of ¡classical ¡ economics ¡shows ¡that ¡ markets ¡are ¡o]en ¡efficient ¡ § But ¡they ¡can ¡fail ¡if ¡property ¡ rights ¡are ¡incomplete, ¡i.e. ¡if ¡ transac0ons ¡have ¡side ¡effects ¡ § They ¡can ¡also ¡fail ¡if ¡people ¡ have ¡incomplete ¡informa0on ¡ § We’ll ¡discuss ¡these ¡next ¡

Summary ¡

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