诚实性证明POH——可验证计算的可实现概率解

随着互联网,区块链技术的快速发展,产业链繁荣,平台经济发展迅速,相关大型企业不断涌现,创业者频频涌入;共享经济在当下的全球市场发展得也十分火热,并吸引资本大量进入。据罗兰贝格数据显示,2015年全球共享经济总规模达1,869亿美元,到2018年增长至5,200亿美元;2021年预计突破10000亿美元,未来有望将保持持续高速增长。而在共享经济发展多年,计算机资源共享领域因为技术要求难度大,致使鲜有人问津此领域。Pekka团队抓住市场机遇,经多年研究,填补了计算机领域共享算力市场的空白,于2019年发布Pekka分布式共享算力平台,旨在实现全球计算资源的共享,来提高全球闲置算力的使用率,通过使用加密货币来作为算力支付的手段,以此满足多方需求。

在Pekka共享算力研发平台的过程中,将计算任务外包给另一方来完成面临诸多挑战,其中一项就是可验证计算问题。可验证计算问题是指Verifiable Computing(简称“VC”),指可以将计算任务外包给第三方算力提供者;(不受信任的)第三方算力提供者需要在完成计算任务的同时,提交一份关于计算结果的正确性证明。一个长期存在的问题是用户如何在不重新执行任务的前提下有效验证计算结果,此问题曾困扰计算机科学家多年,直到诚实性证明机制POH的出现才让此问题有了可实现解。

什么是POH?

POH全称“诚实证明 Proof of Honesty”是Pekka研究团队于2019年3月29日提出,旨在解决可验证计算问题,来实现分布式算力共享平台的可信任问题。

在此之前计算机科学家针对可信任计算问题有两种解决方案。

1.在多个计算设备上进行重复的验证计算。这种解决方案不仅成本高,而且需要假设计算设备本身不会由于故障而导致计算结果的错误,显然此种验证方法并不经常有效。例如,云服务中所有设备的硬件和软件通常都是完全一样的,假如计算错误是由于设备导致的,重复计算结果的一致性无法保证最终的正确性,最终花费了高成本,确无法得到准确的验证结果,造成人力物力的损耗。

2.运行一小组样本计算,然后审核这些样本的计算结果。但是,样本数量的不足使此解决方案效果不佳。还有一些其他的解决方案,如可信硬件,但前提是需要有一条完整的硬件信任链。

以上种种解决方案显然并不能有效解决可验证计算问题。而经过Pekka研发团队多年研究的“诚实证明 Proof of Honesty (POH)”是基于区块链技术,受到“警察诱捕违法者”的启发诞生的。让租用端用户充当“警察”的角色,同时为算力提供者分配已预先知道结果的诱捕任务,通过智能合约验证任务结果,以此检测并捕获网络中的恶意算力提供者,并对作弊者实行严厉的经济处罚。此种方法经多方验证,能够有效解决计算机验证问题。

PoH包含两个阶段:

第1阶段-准备:希望成为“警察”的用户将建立诱捕任务的资料库。该资料库包含一个或多个经过网络节点验证,链上保存的计算任务。每个用户都可以成为“警察”以获得诱捕奖励。同时,算力提供者在共享算力之前须提交保证金,保证金金额将远高于其任务奖励,对于作弊的算力提供者,将罚没其奖励及其保证金,此举将有效保证平台算力的可信任性。

阶段2-执行:在此阶段中,网络将资料库中的任务随机分配给算力提供方。提供者将结果反馈给“警察”后,“警察”可以将结果与其诱捕任务资料库中的正确结果进行比较,从而轻松确定提供者计算结果的正确性。该“警察”将通过验证智能合约将这两个结果发布在区块链上。“法官”,即运行此验证智能合约的部分或全部节点,将裁定该“警察”的判断是否正确。如果证明是正确的话,将分配奖励池中的奖励给“警察”作为激励,同时提供者的押金则将被没收并进入奖励池。

此项POH验证机制,一方面通过激励机制能够有效促进用户成为”警察“来自主检查验证计算问题,另一方面通过质押保证金惩罚机制来惩罚作恶者,由于作恶成本较高,此举将有效减少作恶者的出现。显而易见,目前为止PoH成为了可验证计算问题的最低成本,最高效的解决方案,是建立全球化可信共享算力网络的一种非常有效的技术手段。在当前共享经济发展迅猛的今天,为实现全球算力资源共享,打下了良好的技术基础。共享算力时代,未来已来。