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工作量證明機(jī)制（PoW）是比特幣和許多其他加密數(shù)字貨幣所采用的共識機(jī)制，這套機(jī)制能夠保障整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全穩(wěn)健的運(yùn)行。而與此同時，這項(xiàng)技術(shù)也因?yàn)橄拇罅康哪茉炊蝗藗兯嵅　?/p>

用一種相對略顯高級的說法就是，一群特定的計算機(jī)為了解決一些數(shù)學(xué)隨機(jī)數(shù)問題需要耗費(fèi)一個小國家全國需使用的電力。

10月3日，IBM的研發(fā)部門-IBM研究院聲稱他們找到了一種方式將現(xiàn)有的區(qū)塊鏈架構(gòu)進(jìn)行重塑和組合，使之能夠平衡能源消耗、性能以及安全性三者之間的關(guān)系。在報告中，科學(xué)家們稱此方法為三者的最佳結(jié)合點(diǎn)。

這一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)源于他們將PoW應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)的案例中，并嘗試在互相鏈接的設(shè)備中運(yùn)行區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)。但是，不像加密數(shù)字貨幣運(yùn)行PoW機(jī)制有專用的挖礦硬件設(shè)備，比如ASIC或者GPU，物聯(lián)網(wǎng)中鏈接的設(shè)備小至溫度感應(yīng)器，大至互聯(lián)網(wǎng)連接的汽車，這些設(shè)備的計算能力和能源資源消耗的差別很大，而且，并不是所有設(shè)備都有能力進(jìn)行PoW計算。為了解決這一問題，科學(xué)家們決定改進(jìn)PoW能量消耗問題。

 圖片來源：拍信PaiXin.com

很快，科學(xué)們了解到，不是網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都會參與挖礦（以比特幣的礦工為例，有些特定的礦工運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)只是為了驗(yàn)證其他礦工的工作使其保持誠實(shí)可信）。他們對此加以利用，在研究測試網(wǎng)或模擬區(qū)塊鏈環(huán)境時，IBM研究人員將節(jié)點(diǎn)劃分為250到1000個小組，然后由算法根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)的安全性以及所使用的功率大小來決定每個組需完成多少比例的挖礦工作。這樣一來，就可以在保障安全性與節(jié)省電力資源的同時獲得最佳結(jié)果。Dr. Emanuele Ragnoli表示：“目前，我們認(rèn)為區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€完全單純的點(diǎn)對點(diǎn)的工作系統(tǒng)，比如，所有的節(jié)點(diǎn)都做一樣的事情，相互競爭去獲得挖礦獎勵，但是不需要每個人都做同一類型的工作。”

Ragnoli是IBM研究院都柏林智慧城市技術(shù)中心的技術(shù)主管，他想創(chuàng)造一個“分層生態(tài)系統(tǒng)”使得不同的節(jié)點(diǎn)可以做不同的工作。而這套系統(tǒng)憑借一個智能算法使之成為可能，這些算法根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能力對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類并為其分配特定的職責(zé)。

“有些節(jié)點(diǎn)完全進(jìn)行PoW工作，就像比特幣一樣，”Ragnoli說, “這些節(jié)點(diǎn)做這種工作完全是基于我們在區(qū)塊鏈背后所做的分析，通過分析實(shí)際上是可以看出一個設(shè)備是否可以進(jìn)行POW計算工作，然后將該設(shè)備相應(yīng)地和其他設(shè)備放到一組，并分配這一組設(shè)備一種類型的共識。”

然后，由這些節(jié)點(diǎn)組維護(hù)的“子區(qū)塊鏈”將使用諸如Cosmos和Polkadot之類的互操作技術(shù)進(jìn)行連接。為了表示對這個拼接工作的認(rèn)同，IBM研究團(tuán)隊(duì)稱其實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為“Hybrid IoT Blockchain”。

機(jī)器經(jīng)濟(jì)

縱觀全局，IBM的研究工作能夠更廣泛的推動創(chuàng)建未來機(jī)器經(jīng)濟(jì)，其中設(shè)備將擁有自己的區(qū)塊鏈錢包并相互交易（想象一輛自動駕駛汽車為了獲得行駛優(yōu)先權(quán)而進(jìn)行付費(fèi)）。

但是Ragnoli能很現(xiàn)實(shí)的預(yù)感到物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈結(jié)合所面臨的挑戰(zhàn)，他說這個世界距離飛躍仍然有一定的距離”。

他的團(tuán)隊(duì)通過將荷蘭眾多工廠之間的尖端制造活動聯(lián)系起來，研究了機(jī)器對機(jī)器生態(tài)系統(tǒng)如何在工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮作用。（IBM不確定會參與的企業(yè)，但表示有一個聯(lián)盟即將到來。）

“現(xiàn)在在工業(yè)4.0或制造業(yè)時代，需要許多不同的工廠之間共同協(xié)助來創(chuàng)造一個單一的產(chǎn)品，” Ragnoli說， “因此，為了便于相互之間的協(xié)助，你需要在不同的工廠或者同一工廠內(nèi)運(yùn)行感應(yīng)器，機(jī)器，甚至進(jìn)行算法計算和分析。”

通過將這些工廠設(shè)備與混合模型相連接，IBM發(fā)現(xiàn)已經(jīng)安排了的大約250個節(jié)點(diǎn)集群中，其中7％的子區(qū)塊鏈執(zhí)行PoW，在擴(kuò)展方面實(shí)現(xiàn)了最佳，同時又不會犧牲與之匹配的安全性。

“我們正在采用常見的共識算法，如PoW，Cosmos的共識等，同時也正在改變將它們組合在一起的方式。我們要把他設(shè)計成類似小型樂高積木的區(qū)塊，然后由AI層進(jìn)行驅(qū)動，”Ragnoli說。

AI與區(qū)塊鏈

IBM研究院項(xiàng)目值得一提的是，他表明了區(qū)塊鏈的必需條件可以與AI黑盒的運(yùn)用進(jìn)行結(jié)合，允許機(jī)器學(xué)習(xí)算法在不犧牲區(qū)塊鏈安全性的前提下改變區(qū)塊鏈形狀以適應(yīng)能量限制或者延遲的發(fā)生。

這樣一來，通往全新設(shè)計空間的大門被打開。

“為什么不用分解法和人工智能算法來增加區(qū)塊鏈，這些算法實(shí)際上可以重新塑造區(qū)塊鏈，從而幫助它克服現(xiàn)在存在的一些限制？”Ragnoli說。

在物聯(lián)網(wǎng)的案例中，AI會接收系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及設(shè)備的可用資源等信息，評估整體系統(tǒng)對于安全性的需求以及了解哪些設(shè)備在挖礦，多少設(shè)備正在挖礦，POW的難度值，區(qū)塊生成的速度，區(qū)塊大小等，以此努力去維持性能與所需安全性之間的平衡。

因此，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以在繼續(xù)執(zhí)行其諸如數(shù)據(jù)處理等特定應(yīng)用程序的任務(wù)之余還可同時挖掘區(qū)塊。

這項(xiàng)工作到底怎么影響到加密數(shù)字貨幣世界呢？簡單來說，PoW被更好更合理的進(jìn)行組織就等同于自由市場會更加高效。

Ragnoli表示，有可能增加不同的貨幣讓整個交易系統(tǒng)的運(yùn)作方式變得更加有活力。

“我沒有像實(shí)際改變內(nèi)部加密共識一樣深入 - 雖然這實(shí)際上是一個非常有趣的探索方向。”