2018-08-10

                                                  POAI:通过AI实现性能和安全性的最优均衡

性能低下是影响区块链行业发展的一大瓶颈,而由于现阶段区块链共识机制的效率与去中心化之间存在矛盾,所以出现了通过超级节点来记账以提升效率,弱化去中心化以换取高性能的共识机制,DPOS就是这类共识机制的代表。

实际上,通过选择一些超级节点去做交易确认来提升效率的完整理论推演最早是由MIT一位人工智能领域的教授提出来的。但他当时提出的这个思想,并非像现在这样人工投票选举超级节点,而是靠算法筛选。当时的还只能实现随机筛选,而发展到现在,AI的技术已经完全可以用来替代人的投票,根本没有必要靠人去控制。

AICHAIN将这一思想付诸实践,首创POAI(Proof of AI)共识机制,将区块链底层交由人工智能算法来控制,真正实现了“代码即法律”。

POAI利用AI来选择超级节点,具体实现路径是利用AI机器学习方式来对历史的区块数据进行统计分析,并决策挑选出超级节点。分析挑选的过程如下:

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这个过程完全是看各个挖矿记账节点的POW的工作结果。AI算法对过往的区块进行算法分析,算出来各个出块节点的贡献权重,根据权重排名来决定哪些节点可以被选为超级节点,以及原有的超级节点中,哪些是要留下来,哪些是要踢出局。

AI以这种方式成为区块链底层共识的一部分,在这种共识机制下,节点不再受控于人,完全是由机器去维护、调度。

此外,与“代议制”共识不同,POAI中不存在候选超级节点的概念,即所有节点都有机会参与挖矿,只要在POW模式下做出了优于其他节点的记账贡献,AI机器人就会分析并选择这个节点进入超级节点的队列。

综合来看,POAI共识机制具有四大核心优势。

首先,POAI具有强大的抗攻击能力和快速恢复能力,从而具有高安全性。

对于人工选举的“代议制”共识机制而言,只要将超级节点与候选节点打下线,其区块链网络就会陷入瘫痪,而“代议制”共识机制下的超级节点与候选节点数量很少,全被黑掉的难度并不太大;而且一旦超级节点与候选节点被黑掉后,重新选举周期会相当长,这期间公链相当于停止工作了,考虑到其低投票率甚至有可能无法完成重新选举,这会给链上的用户以及代币持有者带来巨大损失。所以“代议制”共识机制的抗攻击能力较弱,而且恢复速度很慢。

而对于POAI共识机制而言,一方面它继承了POW强大的抗攻击能力,要想彻底瘫痪AICHAIN需要51%算力攻击,随着AICHAIN网络节点的发展,这个难度与成本会越来越高;另一方面它具有快速恢复能力,在所有超级节点被打下线后,AI会从其他的节点上选出权重靠前的节点,重新补充到超级节点里面去,这个过程是自动完成的,不需要等待任何人工操作,因而能够快速恢复。

AICHAIN在6月初升级为POAI共识机制之后进行了压力测试,从测试结果来看,POAI在所有超级节点被打下线之后,只用十几秒就重新选出超级节点。从出块情况来看,受到攻击时出块速度从原来的1秒出块降低到十几秒出块,之后就又恢复到1秒出块。随着未来POAI的技术升级,恢复速度还会进一步加快,这显示了POAI出色的快速恢复能力。

其次,POAI在实现高性能的同时维持了高度去中心化。

AICHAIN在升级为POAI共识机制后已实现每秒钟1000-2000 TPS的性能,处于公链第一阵营。

POAI在实现高性能的同时并没有在去中心化方面进行妥协。首先,POAI部分保留了POW,使得所有节点都有机会参与挖矿,这本身就已经说明了其仍然是高度去中心化的;其次,其超级节点由AI算法根据节点贡献权重排名筛选而出,很难固化,任何节点都有机会成为超级节点,所以超级节点的存在并不会显著削弱其去中心化程度。

再次,POAI能够自动根据交易分布变化来调整超级节点分布,从而始终维持最佳性能。

假如今天美国的交易数量占比增加而中国的交易数量占比降低,考虑到网络延迟,那么今天位于美国的节点所出的块中打包的交易量就会相对较多,而位于中国的节点所出的块中打包的交易数量就会相对少。这会导致位于美国的节点贡献权重增加,其权重排名上升,而位于中国的节点其贡献权重降低,其权重排名下降。

那么在超级节点调整时,中国的部分超级节点就会出局,而美国的部分节点被AI选为超级节点,使得中国的超级节点数量减少而美国的超级节点数量增加,超级节点分布变化与交易分布变化实现匹配。美国的超级节点数量增加后就能更快地处理交易数据,从而整体提升记账效率。

反过来,如果明天中国的交易数量多,这个过程就会反向进行。

所以,在POAI共识机制下,超级节点分布会随着交易的分布变化自动调整,从而自动实现最高效率。

最后,POAI的筛选机制能够激励所有节点良性竞争,推动AICHAIN的效率持续提升。

“代议制”共识下,超级节点选举比拼的是资本实力与拉票能力,所以其超级节点与候选节点的中心会放在吸收资本与吸收粉丝上;而且超级节点可能会逐步固化,从而导致更高的道德风险。

与之相比,POAI筛选超级节点看的是各节点的贡献权重,所以各节点会竞相提升设备性能、运行稳定性以提升工作表现与贡献权重。长期来看,这种良性竞争会持续提升AICHAIN节点的总体水平,从而持续提升AICHAIN的性能,使AICHAIN在激烈的公链竞争中脱颖而出。

POAI共识机制同时保持了高性能、高安全性、高度去中心化,借助AI技术完美解决了公有链的性能和安全性难以兼得的两难困境,实现了性能和安全的最优均衡。

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