AICHAINPOAI共识代表区块链的未来0_[#第一枪]

原标题：AICHAIN：POAI共识代表区块链的未来　　共识机制：从去中心化到弱中心化　　从本质上来说，区块链是信任的机器，它取代了信用中介的作用，通过数学算法能够确保两个陌生人不借助于第三方的情况下，完成各种交易。　　作为信任的机器，区块链要想能够大规模推广，需要满足两个前提条件：一方面要能够保证安全性，包括网络的安全、记账的安全、交易者的隐私安全以及免于遭受恶意攻击，不能保证安全的交易是没人敢参与的；另一方面要保证足够的效率，交易效率过低的话，也照样难以推广。而区块链的核心是共识机制，其是否足够安全，是否更有效率，关键在于共识机制的设计。　　对于公有链而言，去中心化与安全性是高度相关的，所以一个理想的公有链共识机制应当兼具去中心化与高性能。遗憾的是，在现阶段，区块链的去中心化与性能在某种程度上是对立的，高度去中心化与高性能难以兼得。为了寻求区块链在安全与性能的均衡，区块链行业在过去数年尝试了多种共识机制，比较有影响力的有POW、POS、PBFT、DPOS、DBFT等。　　PoW是最早出现，也是经受最多考验的共识算法，由比特币引入并使用，ETH也采用POW共识机制。POW是相对公平、去中心化的网络，同时安全度也较高，对其发起51%的算力攻击需要巨大的能源和算力资源才能完成。　　不过POW的高度去中心化与数万个节点也使得其出块速度与交易确认速度很低，比特币的TPS只有7左右，ETH的TPS只有15左右，与中心化场景下百万以上的TPS相差甚远。其他共识机制里，POS的性能也不高，而且容易分叉，而PBFT更适合联盟链而不适合公链。　　区块链公链的低性能成为阻碍其商业化落地的主要瓶颈之一，为了提升公有链的性能，BTS在2014年最早应用了弱中心化的DPOS共识机制。在DPOS共识机制中，由代币持有者投票选出少量超级节点，由超级节点代表所有持有者来负责记账，这类共识机制可以称之为“代议制”共识。记账节点的大幅减少带来了TPS的显著提升。BTS实际性能达到3000TPS，远高于BTC和ETH的交易速度。　　近两年，DPOS被越来越多的区块链项目所采用，例如ASCH、EOS、Tron等；此外，NEO的DBFT共识机制也是“代议制”共识。这些区块链项目主网上线后也达到了较高的性能，其中ASCH的TPS为1500，EOS的最新TPS为3000，NEO的TPS为1000。　　“代议制”共识俨然成为潮流，但是这类共识机制真的代表区块链的未来吗？　　“代议制”共识不是真正的区块链　　万向区块链董事长肖风博士在最近举办的Distributed 2018大会提出了一个对整个区块链行业都很有意义的观点,“区块链是数字经济的底层架构，在代码为通用语言的数字世界中，其治理机制只能是数学算法，如果采用人治，竞选方式的链上治理，那就是‘非区块链化’的，甚至是‘反区块链化’的管理方式了。”　　以DPOS为代表的“代议制”共识自诞生以来就一直存在很大争议。　　首先，“代议制”共识本质上是“非区块链化”的。　　区块链的共识机制本质上是“机器共识”，通过“代码即法律”在机器之间自动建立信任网络，所以其治理机制能且只能是数学算法。而以DPOS为代表的“代议制”共识却建立在人工选举的基础上，建立在人与人的信任关系的基础上，违背了区块链的基本原则，因而是“非区块链化”的。　　其次，“代议制”共识的“人治”缺陷导致了其安全性无法保证。　　人工选举的长周期导致了其更高的安全风险。以影响力最大的EOS为例，EOS主网上线前3个月就开始预热投票，不只是在EOS社区，而是在整个币圈不断宣传投票信息，结果6月10日开始投票，到6月15日才完成投票。社区活跃度极高的EOS投票都耗费如此时间，其他采用“代议制”共识的项目投票花费的时间也短不了。如果这类项目的超级节点与候选节点都被攻击下线的话，其超级节点重新选出会需要相当长的时间，期间该项目整个网络都会陷入瘫痪，其用户和代币持有者都会遭受巨大损失。更大的风险在于，有可能投票率过低而导致始终无法完成选举。要知道以EOS的社区活跃度和投票宣传力度，在投票预热宣传3个多月后，投票前三天分投票率都不足3%，在第五天才勉强越过15%的有效门槛，可想而知如果是其他项目其投票参与率会有多低，所以确实有可能无法完成重新选举。这种情况下投资者持有的token很有可能会归零。　　再次，长期来看“代议制”共识下的筛选机制不利于区块链性能的提升。　　在“代议制”共识下，某节点能否被选做超级节点，不是看该节点性能强不强、记账效率高不高，而是看该节点资本够不够雄厚，拉票能力强不强。这种筛选机制下，所有节点都会竞相吸收资本和拉票，而不是把重心放在提升性能和记账效率上。长期来看，这种筛选机制不利于区块链网络的性能和效率提升。　　最后，“代议制”共识下的超级节点易于固化为“终身制”节点。　　“代议制”共识的人工选举模式下的低投票率结合人工选举的长周期，很可能会导致其超级节点逐步固化，很少再发生变动，也很难被淘汰；固化的超级节点将更容易进行合谋，从而导致更高的道德风险；超级节点将不再是弱中心化的“人民代表”，而是成为中心化的“世袭贵族”。　　总体而言，“代议制”的共识机制不仅无法保证安全性和性能，而且违背了区块链“代码即法律”的基本原则，充分展示了“人治”的弊端，所以本质上是“反区块链化”的。　　POAI:通过AI实现性能和安全性的最优均衡　　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：　　　　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。　　AI驱动区块链走向未来　　区块链的普及应用离不开性能提升　　不同的商业应用场景其交易频次相差很大，大体可分为低频场景、中频场景和高频场景三类：TPS小于100的是低频场景，比如不动产交易、艺术品交易、珠宝交易等，TPS达到千级的是中频场景，比如跨国转账、产品溯源等，而TPS达到万级的是高频场景，比如电子支付、物流追踪等。　　区块链的性能越高，能商业化应用的场景也就越丰富，其渗透率、影响力与生态价值也就越高。现在有不少公有链在主网上线后或者测试阶段达到了千级TPS，可以满足中低频商业场景的性能要求。　　虽然中低频商业场景已经覆盖了相当大比例的商业场景，但还无法覆盖的高频场景往往是高活跃度、高影响力、具备高价值的场景。所以区块链要想普及化，真正从各个层面重塑人类社会，还是要能满足高频场景要求。　　用AI来提升区块链性能是最佳选择　　区块链是在对分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等已有的计算机技术的基础上进行创新组合而形成颠覆性的技术形态。但是在本质上，区块链只是一种生产关系工具，在其技术基础没有突破性提升的时候，仅靠削弱去中心化程度能获得的性能提升是很有限的。所以应当突破思维定式，尝试与其他技术结合来提升区块链的性能。　　而AI无疑是提升区块链性能的最佳选择。　　首先，区块链与AI天然契合。区块链的本质是机器信任，“代码即法律”是其基本原则，而AI则是用数学算法提升人类在各领域的工作效率，二者的基础都是数学算法。　　其次，AI的技术发展更快。AI无疑是人类目前最热门、最前沿的技术领域，其发展速度也是日新月异。以著名的谷歌阿尔法狗为例，旧版阿尔法狗在2016年1月首次战胜专业围棋选手，2016年3月已经能够以4:1的战绩战胜围棋世界冠军李世石，2016年末至2017年初更是以60:0的辉煌战绩零封数十位人类顶尖围棋高手；而新版阿尔法狗更是从旧版的学习人类棋谱进化到了“左右互搏”、自我学习，从零起步经过40天的自我学习就可以完败旧版阿尔法狗。　　POAI或将代表区块链的未来　　AICHAIN未来会考虑两种升级方案，其中一种就是分片。　　AICHAIN目前的测试性能已经达到了千级TPS，如果结合分片技术，将轻易达到万级TPS，成为最强公链。　　但是AICHAIN对自己有着更高的期许，所以AICHAIN团队重点考虑的是第二种升级方案：去中心化决策+中心化处理，也即是POAI的升级版。　　AICHAIN团队认为从效率角度还是中心化的集群系统最适合，因此AICHAIN的AI团队提出了一中新的思路：由运行AI程序的各节点设备形成分布式、去中心化的仲裁网络，该去中心化网络不处理交易，只负责仲裁出谁是唯一的超级节点，由选中的唯一超级节点来处理交易，这种方式足以和中心化的系统一比高下。　　虽然AI技术目前还无法达到该方案的要求，但是该方案至少在原理上是可行的。考虑到AI的发展速度，在不远的将来我们就能够看到性能达到10万级TPS的AICHAIN。　　作为最先应用AI的POAI共识机制，或将引领区块链底层技术AI化的潮流。

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