IBM Proof-of-Work стверджує, що підтвердження роботи біткойна можна зробити більш ефективним

Proof-of-work (PoW), консенсусний механізм, який захищає Bitcoin та численні інші блокчейни Криптовалюта , створив цій Технології репутацію енергоємної.

Дійсно, широко висунутий аргумент полягає в тому, що армія спеціалізованих комп’ютерів, які намагаються розв’язати якусь довільну математичну задачу, може закінчитися використанням стільки електроенергії, скільки маленька країна.

Проте вчені з IBM Research, відділу досліджень і розробок технологічного гіганта, стверджують, що знайшли спосіб змінити та поєднати архітектури блокчейнів, включаючи PoW, досягнувши того, що вони називають у своїй статті «солодким місцем» для енергоефективності, масштабованості та безпеки.

Оголошено в середу, їхнє Цікаве стало результатом застосування PoW до зовсім іншого варіанту використання, Інтернету речей (IoT), і запускало вузли блокчейну всередині підключених пристроїв.

Проблема, з якою вони зіткнулися, полягає в тому, що, на відміну від спеціалізованого обладнання для PoW-майнінгу криптовалют, наприклад ASIC і графічних процесорів, пристрої IoT сильно відрізняються за своєю обчислювальною потужністю та енергетичними ресурсами. Зрештою, IoT – це широка категорія який включає в себе все: від кишенькових датчиків температури до автомобілів, підключених до Інтернету.

Таким чином, усі або деякі пристрої в мережі IoT можуть бути не в змозі вирішити дуже складні головоломки PoW. Звідси поштовх зробити PoW енергоефективним, згідно з документом дослідників IBM:

«Ефективність в IoT можна визначити як оптимальне використання апаратних ресурсів і енергії. Тому, щоб досягти цього, пристрої IoT у блокчейні повинні оптимально використовувати ресурси та енергію для підтримки та розвитку блокчейну».

Запропоноване ними рішення використовує той факт, що не всі вузли в мережі повинні займатися майнінгом. (Багато віддані користувачі Bitcoin , наприклад, просто запустіть повні вузли, щоб перевірити роботу майнерів і KEEP їх чесними.)

Працюючи над тестовою мережею або змодельованим середовищем блокчейну, дослідники IBM ділили вузли на невеликі групи від 250 до 1000, а потім дозволяли алгоритму вирішити, яка частка кожної групи повинна виконувати роботу майнінгу, залежно від кількості енергії, що використовується кожним вузлом, і необхідної безпеки. Це, за їхніми словами, дає оптимальні результати з точки зору збереження електроенергії при збереженні безпеки.

«На даний момент ми розглядаємо блокчейни як абсолютно плоскі однорангові системи, в яких усі вузли повинні виконувати однакові дії, конкурувати один з одним, щоб отримати винагороду за майнінг, наприклад», — сказав CoinDesk д-р Емануеле Раньолі, технічний керівник IBM Research – Ireland. «Але вам T потрібно, щоб усі виконували одну й ту саму роботу».

Раньолі сказав, що хотів створити «багатошарову екосистему», в якій різні однорангові пристрої можуть робити різні речі завдяки розумним алгоритмам, які кластеризують вузли відповідно до їхніх можливостей і призначають їм певні обов’язки.

«Деякі з вузлів виконують повний PoW, як у вас у Bitcoin», — сказав Раньолі. «Вони роблять це завдяки аналітиці, що стоїть за блокчейном, яка може фактично побачити, чи може пристрій виконувати таку роботу, і відповідно розмістити цей пристрій у кластері інших пристроїв, яким буде призначено певний тип консенсусу».

«Субблокчейни», які підтримують ці групи вузлів, потім з’єднуються за допомогою технологій сумісності, таких як Cosmos і Polkadot. У відповідь на цей клаптик команда IBM Research назвала свій лабораторний проект «Гібридний блокчейн Інтернету речей».

Машинна економічність

Відступаючи назад, дослідницька робота IBM є частиною ширшого поштовху до створення майбутньої міжмашинної економіки, у якій пристрої матимуть власні гаманці на блокчейні та торгуватимуть один з одним (уявіть, що ONE безпілотний автомобіль платить іншому за право проїзду).

Але Раньолі реалістично оцінює масштаб виклику IoT для блокчейнів, кажучи, що цей світ ще «великий набір стрибків».

Намагаючись охопити невеликий шматок, його команда дослідила, як може працювати екосистема «машина-машина» в промисловому середовищі, поєднуючи передову виробничу діяльність між низкою фабрик у Нідерландах. (IBM T хоче називати залучених підприємств, але каже, що на горизонті є консорціум.)

«Зараз у індустрії 4.0, або виробництві, у вас є багато різних фабрик, які співпрацюють одна з одною, щоб створити єдиний продукт», — сказав Раньолі. «Тож у вас є датчики, машини, навіть алгоритми та аналітика, що працюють на різних фабриках і всередині однієї фабрики, які потребують взаємодії один з одним».

Поєднавши ці заводські пристрої разом із гібридною моделлю, IBM виявила, що об’єднання вузлів у кластери приблизно з 250, із 7% субблокчейнів, які виконують PoW, досягло найкращого результату з точки зору масштабування, не жертвуючи безпекою, здобутою з працею, пов’язаною з PoW.

«Ми використовуємо загальні консенсусні алгоритми, як-от PoW, vision of Cosmos ETC, і змінюємо способи їх об’єднання. Те, як ми розробляємо це, схоже на маленькі кубики Lego, керовані шаром ШІ», — сказав Раньолі.

ШІ та блокчейн

Дослідницький проект IBM примітний тим, що передбачає, що детерміновані вимоги до блокчейнів можна поєднати з чорним ящиком штучного інтелекту, дозволяючи алгоритмам машинного навчання змінювати форму блокчейнів для адаптації до обмежень потужності чи затримки без шкоди для безпеки.

Таким чином, це, здавалося б, відкриває двері в абсолютно новий дизайнерський простір.

«Чому б не доповнити блокчейн аналітикою та алгоритмами штучного інтелекту, які можуть фактично сформувати блокчейн таким чином, щоб допомогти йому подолати деякі обмеження, які існують зараз?» сказав Раньолі.

У випадку IoT це працює так, як штучний інтелект отримує як вхідні дані пристрої IoT, які є в системі, і доступні ресурси цих пристроїв. Він також оцінює загальні вимоги до безпеки системи та вирішує, які та скільки пристроїв майніть, складність PoW, швидкість генерації блоків, розмір блоку та намагається балансувати між необхідною безпекою та масштабованістю.

Таким чином, пристрої IoT все ще можуть виконувати свої завдання, пов’язані з програмою, наприклад обробку даних, і одночасно продовжувати видобувати блоки.

Отже, як ця робота може вплинути на світ криптовалют? Просто сказати, що PoW просто потрібно краще організувати, це все одно, що сказати, що вільний ринок може бути ефективнішим.

Раньолі сказав, що може бути можливість змінити спосіб динамічної роботи торгових систем з різними валютами, додавши,

«Я не заглиблювався настільки глибоко, щоб фактично змінити криптографічний консенсус, хоча це насправді дуже цікавий напрямок для дослідження».

Образ IBM через архіви Consensus