為了避免EOS面臨的問題,MATRIX的HyperPoW是基於“主節點+PoW”的機制,引入AI核心技術,在兼顧去中心化的同時滿足效能和安全性需求。
HPoW的構成
HPoW共識由PoS,PoW和BFT組合構成。透過PoW,使得MAN有挖礦的硬性成本作為幣價的保證。礦工是幾乎不會低於成本價出售數字貨幣的,而隨著算力的提高,不斷上漲的挖礦成本也會使幣價處於穩定向上的狀態,又制約了單獨PoS機制裡數字貨幣過於集中的問題。為了提升了共識的處理速度,這種架構的核心是實現了區塊打包和HASH計算的分離。另外,礦工HASH的過程將迭代為基於AI影象識別的推斷結果來進行判決,挖礦將是根據相應結果得出一個隨機數列,其設計的目標是為了能夠進化到MCMC礦機。為了保證共識機制中隨機數是真正隨機而且無法被預測的值,MATRIX採用了可驗證隨機函式(VRF)的概念並將其固化在底層程式碼中。與以太坊不同,MATRIX為了保證處理速度和負載均衡,對整個拓撲網路進行了層級最佳化,對外提供的是有序網路。透過加入Nodelevel的概念,在每個選舉週期內,每層都會進行層級輪換,並進行新加入和退出層的合併,保證整個傳輸網路的穩定性,從而能夠最佳化網路,提高傳輸效率。
HPoW的安全性
由於PoW必須透過PoS的驗證才可生效,PoW礦工不能自行決定並改變網路規則,這有效的抵擋了51%攻擊。同時也有效解決了單一的PoS系統的不穩定性(易於偽造區塊)。為了保證網路的穩定性,設計了黑名單機制,在區塊生產模組中,當選舉成為頂層驗證者後,若當選週期內沒有完成出塊工作,將被自動加入黑名單,禁止2個週期內參與選舉。
HPoW的去中心化
驗證者+BFT機制是分散式共識的基礎,是公鏈與公鏈之間,公鏈與聯盟鏈之間、聯盟鏈與聯盟鏈之間跨鏈通訊的基礎。同時,也是主鏈與子鏈,主鏈與側鏈之間通訊的基礎。驗證者+BFT機制的強一致性保證交易的秒級確認,保證MATRIX主鏈的無分叉。同時,保證決策權力的非中心化。
MATRIX共識網路結構
支撐Matrix AI Network的正常執行離不開礦工節點、驗證節點和廣播節點。
礦工節點
礦工主要工作是挖礦,計算區塊hash,從而為區塊提供算力保護。目前當選礦工設計為21個,除了挖礦和計算hash,需要向驗證者傳送交易進行打包。
驗證節點
驗證節點包含當選驗證節點,備選驗證節點,候補驗證節點三種。驗證節點主要負責驗證交易,打包區塊,以及驗證區塊的正確性等。目前設計中包括19個當選驗證者節點,5個備選節點。
當選驗證節點在每輪出塊時會按順序產生一個Leader,負責最終的區塊打包工作。所有當選驗證節點將會對區塊交易進行驗證並投票確認,達到三分之二以上才能透過,同時驗證者還會負責驗證頂層節點(當選節點)線上狀態。
備選驗證節點作用是在驗證節點處於離線狀態後可以替補為驗證節點,候補驗證節點則是當備選驗證節點不足5個時替補為備選驗證節點。
廣播節點
廣播節點是為了保證交易不會出現類似EOS的驗證節點或者礦工作弊,每300個區塊會有一個廣播週期,由廣播節點負責生成廣播區塊,廣播區塊將承載廣播交易,該週期僅用於廣播交易和申訴,驗證者需要優先執行,從而避免驗證者作弊。
共識機制是區塊鏈體系下的核心組成,雖然目前存在著大量問題有待解決,但是基於共識機制在區塊鏈技術中的重要地位,不論多麼複雜的問題都會被解決,就像EOS和MATRIX所創造的“DPoS”和“HyperPoW”。人工智慧與區塊鏈相結合的HPoW是否會成為共識機制的標準,還未可知,但MATRIX所提供的技術無疑為共識機制的演進提供了前瞻性的指導。