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IBM:比特币的工作量证明机制可以更加高效

IBM:比特币的工作量证明机制可以更加高效

工作量证明机制(PoW)是比特币和许多其他加密数字货币所采用的共识机制,这套机制能够保障整个区块链系统安全稳健的运行。而与此同时,这项技术也因为消耗大量的能源而被人们所诟病。

用一种相对略显高级的说法就是,一群特定的计算机为了解决一些数学随机数问题需要耗费一个小国家全国需使用的电力。

10月3日,IBM的研发部门-IBM研究院声称他们找到了一种方式将现有的区块链架构进行重塑和组合,使之能够平衡能源消耗、性能以及安全性三者之间的关系。在报告中,科学家们称此方法为三者的最佳结合点。

这一项重大发现源于他们将PoW应用到物联网的案例中,并尝试在互相链接的设备中运行区块链节点。但是,不像加密数字货币运行PoW机制有专用的挖矿硬件设备,比如ASIC或者GPU,物联网中链接的设备小至温度感应器,大至互联网连接的汽车,这些设备的计算能力和能源资源消耗的差别很大,而且,并不是所有设备都有能力进行PoW计算。为了解决这一问题,科学家们决定改进PoW能量消耗问题。

IBM:比特币的工作量证明机制可以更加高效

 图片来源:拍信PaiXin.com

很快,科学们了解到,不是网络中的所有节点都会参与挖矿(以比特币的矿工为例,有些特定的矿工运行全节点只是为了验证其他矿工的工作使其保持诚实可信)。他们对此加以利用,在研究测试网或模拟区块链环境时,IBM研究人员将节点划分为250到1000个小组,然后由算法根据每个节点的安全性以及所使用的功率大小来决定每个组需完成多少比例的挖矿工作。这样一来,就可以在保障安全性与节省电力资源的同时获得最佳结果。Dr. Emanuele Ragnoli表示:“目前,我们认为区块链是一个完全单纯的点对点的工作系统,比如,所有的节点都做一样的事情,相互竞争去获得挖矿奖励,但是不需要每个人都做同一类型的工作。”

Ragnoli是IBM研究院都柏林智慧城市技术中心的技术主管,他想创造一个“分层生态系统”使得不同的节点可以做不同的工作。而这套系统凭借一个智能算法使之成为可能,这些算法根据节点的能力对节点进行聚类并为其分配特定的职责。

“有些节点完全进行PoW工作,就像比特币一样,”Ragnoli说, “这些节点做这种工作完全是基于我们在区块链背后所做的分析,通过分析实际上是可以看出一个设备是否可以进行POW计算工作,然后将该设备相应地和其他设备放到一组,并分配这一组设备一种类型的共识。”

然后,由这些节点组维护的“子区块链”将使用诸如Cosmos和Polkadot之类的互操作技术进行连接。为了表示对这个拼接工作的认同,IBM研究团队称其实验室项目为“Hybrid IoT Blockchain”。

机器经济

纵观全局,IBM的研究工作能够更广泛的推动创建未来机器经济,其中设备将拥有自己的区块链钱包并相互交易(想象一辆自动驾驶汽车为了获得行驶优先权而进行付费)。

但是Ragnoli能很现实的预感到物联网与区块链结合所面临的挑战,他说这个世界距离飞跃仍然有一定的距离”。

他的团队通过将荷兰众多工厂之间的尖端制造活动联系起来,研究了机器对机器生态系统如何在工业环境中发挥作用。(IBM不确定会参与的企业,但表示有一个联盟即将到来。)

“现在在工业4.0或制造业时代,需要许多不同的工厂之间共同协助来创造一个单一的产品,” Ragnoli说, “因此,为了便于相互之间的协助,你需要在不同的工厂或者同一工厂内运行感应器,机器,甚至进行算法计算和分析。”

通过将这些工厂设备与混合模型相连接,IBM发现已经安排了的大约250个节点集群中,其中7%的子区块链执行PoW,在扩展方面实现了最佳,同时又不会牺牲与之匹配的安全性。

“我们正在采用常见的共识算法,如PoW,Cosmos的共识等,同时也正在改变将它们组合在一起的方式。我们要把他设计成类似小型乐高积木的区块,然后由AI层进行驱动,”Ragnoli说。

AI与区块链

IBM研究院项目值得一提的是,他表明了区块链的必需条件可以与AI黑盒的运用进行结合,允许机器学习算法在不牺牲区块链安全性的前提下改变区块链形状以适应能量限制或者延迟的发生。

这样一来,通往全新设计空间的大门被打开。

“为什么不用分解法和人工智能算法来增加区块链,这些算法实际上可以重新塑造区块链,从而帮助它克服现在存在的一些限制?”Ragnoli说。

在物联网的案例中,AI会接收系统中的物联网设备以及设备的可用资源等信息,评估整体系统对于安全性的需求以及了解哪些设备在挖矿,多少设备正在挖矿,POW的难度值,区块生成的速度,区块大小等,以此努力去维持性能与所需安全性之间的平衡。

因此,物联网设备可以在继续执行其诸如数据处理等特定应用程序的任务之余还可同时挖掘区块。

这项工作到底怎么影响到加密数字货币世界呢?简单来说,PoW被更好更合理的进行组织就等同于自由市场会更加高效。

Ragnoli表示,有可能增加不同的货币让整个交易系统的运作方式变得更加有活力。

“我没有像实际改变内部加密共识一样深入 – 虽然这实际上是一个非常有趣的探索方向。”

根据国家《关于防范代币发行融资风险的公告》,大家应警惕代币发行融资与交易的风险隐患。

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