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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(shí)機(jī)制，這套機(jī)制能夠保障整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全穩(wěn)健的運(yùn)行。而與此同時(shí)，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(duì)略顯高級(jí)的說(shuō)法就是，一群特定的計(jì)算機(jī)為了解決一些數(shù)學(xué)隨機(jī)數(shù)問(wèn)題需要耗費(fèi)一個(gè)小國(guó)家全國(guó)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(bào)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(jì)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(jì)算。為了解決這一問(wèn)題，科學(xué)家們決定改進(jìn)PoW能量消耗問(wèn)題。

 圖片來(lái)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(huì)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(chéng)實(shí)可信）。他們對(duì)此加以利用，在研究測(cè)試網(wǎng)或模擬區(qū)塊鏈環(huán)境時(shí)，IBM研究人員將節(jié)點(diǎn)劃分為250到1000個(gè)小組，然后由算法根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的安全性以及所使用的功率大小來(lái)決定每個(gè)組需完成多少比例的挖礦工作。這樣一來(lái)，就可以在保障安全性與節(jié)省電力資源的同時(shí)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€(gè)完全單純的點(diǎn)對(duì)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(jìng)爭(zhēng)去獲得挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，但是不需要每個(gè)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(gè)“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(gè)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(duì)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(shuō), “這些節(jié)點(diǎn)做這種工作完全是基于我們?cè)趨^(qū)塊鏈背后所做的分析，通過(guò)分析實(shí)際上是可以看出一個(gè)設(shè)備是否可以進(jìn)行POW計(jì)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(shí)。”

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(duì)這個(gè)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(dòng)創(chuàng)建未來(lái)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(dòng)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(shuō)這個(gè)世界距離飛躍仍然有一定的距離”。

他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)將荷蘭眾多工廠之間的尖端制造活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，研究了機(jī)器對(duì)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(huì)參與的企業(yè)，但表示有一個(gè)聯(lián)盟即將到來(lái)。）

“現(xiàn)在在工業(yè)4.0或制造業(yè)時(shí)代，需要許多不同的工廠之間共同協(xié)助來(lái)創(chuàng)造一個(gè)單一的產(chǎn)品，” Ragnoli說(shuō)， “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(jì)算和分析。”

通過(guò)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(gè)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(shí)又不會(huì)犧牲與之匹配的安全性。

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

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(lái)，通往全新設(shè)計(jì)空間的大門被打開(kāi)。

“為什么不用分解法和人工智能算法來(lái)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(shuō)。

在物聯(lián)網(wǎng)的案例中，AI會(huì)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(píng)估整體系統(tǒng)對(duì)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(shí)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PoW被更好更合理的進(jìn)行組織就等同于自由市場(chǎng)會(huì)更加高效。

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

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