誠實性證明POH——可驗證計算的可實現概率解

隨着互聯網,區塊鏈技術的快速發展,產業鏈繁榮,平臺經濟發展迅速,相關大型企業不斷涌現,創業者頻頻涌入;共享經濟在當下的全球市場發展得也十分火熱,並吸引資本大量進入。據羅蘭貝格數據顯示,2015年全球共享經濟總規模達1,869億美元,到2018年增長至5,200億美元;2021年預計突破10000億美元,未來有望將保持持續高速增長。而在共享經濟發展多年,計算機資源共享領域因爲技術要求難度大,致使鮮有人問津此領域。Pekka團隊抓住市場機遇,經多年研究,填補了計算機領域共享算力市場的空白,於2019年發佈Pekka分佈式共享算力平臺,旨在實現全球計算資源的共享,來提高全球閒置算力的使用率,通過使用加密貨幣來作爲算力支付的手段,以此滿足多方需求。

在Pekka共享算力研發平臺的過程中,將計算任務外包給另一方來完成面臨諸多挑戰,其中一項就是可驗證計算問題。可驗證計算問題是指Verifiable Computing(簡稱“VC”),指可以將計算任務外包給第三方算力提供者;(不受信任的)第三方算力提供者需要在完成計算任務的同時,提交一份關於計算結果的正確性證明。一個長期存在的問題是用戶如何在不重新執行任務的前提下有效驗證計算結果,此問題曾困擾計算機科學家多年,直到誠實性證明機制POH的出現才讓此問題有了可實現解。

什麼是POH?

POH全稱“誠實證明 Proof of Honesty”是Pekka研究團隊於2019年3月29日提出,旨在解決可驗證計算問題,來實現分佈式算力共享平臺的可信任問題。

在此之前計算機科學家針對可信任計算問題有兩種解決方案。

1.在多個計算設備上進行重複的驗證計算。這種解決方案不僅成本高,而且需要假設計算設備本身不會由於故障而導致計算結果的錯誤,顯然此種驗證方法並不經常有效。例如,雲服務中所有設備的硬件和軟件通常都是完全一樣的,假如計算錯誤是由於設備導致的,重複計算結果的一致性無法保證最終的正確性,最終花費了高成本,確無法得到準確的驗證結果,造成人力物力的損耗。

2.運行一小組樣本計算,然後審覈這些樣本的計算結果。但是,樣本數量的不足使此解決方案效果不佳。還有一些其他的解決方案,如可信硬件,但前提是需要有一條完整的硬件信任鏈。

以上種種解決方案顯然並不能有效解決可驗證計算問題。而經過Pekka研發團隊多年研究的“誠實證明 Proof of Honesty (POH)”是基於區塊鏈技術,受到“警察誘捕違法者”的啓發誕生的。讓租用端用戶充當“警察”的角色,同時爲算力提供者分配已預先知道結果的誘捕任務,通過智能合約驗證任務結果,以此檢測並捕獲網絡中的惡意算力提供者,並對作弊者實行嚴厲的經濟處罰。此種方法經多方驗證,能夠有效解決計算機驗證問題。

PoH包含兩個階段:

第1階段-準備:希望成爲“警察”的用戶將建立誘捕任務的資料庫。該資料庫包含一個或多個經過網絡節點驗證,鏈上保存的計算任務。每個用戶都可以成爲“警察”以獲得誘捕獎勵。同時,算力提供者在共享算力之前須提交保證金,保證金金額將遠高於其任務獎勵,對於作弊的算力提供者,將罰沒其獎勵及其保證金,此舉將有效保證平臺算力的可信任性。

階段2-執行:在此階段中,網絡將資料庫中的任務隨機分配給算力提供方。提供者將結果反饋給“警察”後,“警察”可以將結果與其誘捕任務資料庫中的正確結果進行比較,從而輕鬆確定提供者計算結果的正確性。該“警察”將通過驗證智能合約將這兩個結果發佈在區塊鏈上。“法官”,即運行此驗證智能合約的部分或全部節點,將裁定該“警察”的判斷是否正確。如果證明是正確的話,將分配獎勵池中的獎勵給“警察”作爲激勵,同時提供者的押金則將被沒收並進入獎勵池。

此項POH驗證機制,一方面通過激勵機制能夠有效促進用戶成爲”警察“來自主檢查驗證計算問題,另一方面通過質押保證金懲罰機制來懲罰作惡者,由於作惡成本較高,此舉將有效減少作惡者的出現。顯而易見,目前爲止PoH成爲了可驗證計算問題的最低成本,最高效的解決方案,是建立全球化可信共享算力網絡的一種非常有效的技術手段。在當前共享經濟發展迅猛的今天,爲實現全球算力資源共享,打下了良好的技術基礎。共享算力時代,未來已來。