峰会回顾丨万向区块链王普玉：从PoW到机器间大规模协作网络

万向区块链首席经济学家办公室研究员王普玉先生在第九届区块链全球峰会上以《从PoW到机器间大规模协作网络》为题发表主旨演讲，就如何实现机器与机器的协同，并形成机器间大规模协作网络的问题上，展开进一步讨论。下文根据活动速记内容整理，略有不影响原意的删改。

阿里巴巴首席战略官曾鸣先生在第九届区块链全球峰会提到一个观点，他认为：“AGI（通用人工智能）和加密资产是天然组合，加密资产是对生产关系的革命，而AGI是生产力的技术突破。AI领域的发展会非常快，从现在的助理角色转向代理人，AI老师、AI医生、AI设计师等会越来越多，他们将直接取代人类，机器与机器的协同也将大幅度取代机器与人、人与人的协同。随着AI的进一步发展，智能合约的复杂程度和重要性也将有质的飞跃”。

一、对机器间大规模协作网络的发展概述

机器与机器的协同并不是新概念，从2013年工业4.0（又称第四次工业革命）概念的兴起，再到工业互联网的发展，行业内一直持续在研究如何实现机器间的协同。在Web3行业，关于机器间协同，有几个概念也经常被提及。

第一个是阿里巴巴达摩院在《2020十大科技趋势》里将“机器间大规模协作成为可能”列为第4大趋势。阿里达摩院认为，物联网协同感知技术、5G通信技术的发展将实现多个智能体之间的协同--机器彼此合作、相互竞争共同完成目标任务。多智能体协同带来的群体智能将进一步放大智能系统的价值。

第二个是由IoTeX在2021年提出的MachineFi，这个概念也经常被行业所提及，IoTeX构建了专业服务于物联网领域的区块链基础设施。

2022年应该是“Web3+物联网”发展的元年，这一年市场上有非常多新的概念被提出，首先是由MultiCoin提出耳熟能详的物理工作量证明PoPW概念；之后Messari又提出分布式物理基础设施网络DePIN以及可再生金融ReFi等概念。

除了相关概念的提出外，围绕Web3布局的机器间大规模协作网络相关项目也逐渐增多，从存储网络到传感器网络，再到算力网络和能源网络等，项目的类型也变得愈加丰富。

二、比特币网络的“机器间大规模协作”

Web3行业在机器间大规模协作网络的探索已经走过了一段非常重要的时期，但距离全面影响实体经济仍有很长的路要走。在这个阶段，我们有必要重新思考一下：机器间大规模协作背后的本质到底是什么？要回答这一问题，需要回顾行业都做了什么，发生了什么，总结他们成功的经验是什么、遇到了什么问题，以及该如何解决这些问题。

讨论这个问题，我们不得不提到比特币网络，比特币网络的PoW被视为机器间大规模协作网络的蓝本，它的成功经验将有助于我们理解机器间大规模协作。

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比特币网络PoW的经济特征

从经济学角度来看，比特币网络PoW包含了4个要点：

（1）工作量证明发生在链外，体现为哈希计算。

（2）矿工在Nonce寻找上是竞争关系，但是在保障分布式账本的安全性上是合作关系。

（3）给矿工的奖励发生在链内，以Token计价。

（4）矿工的运营成本以法定货币计价，包括设备的购置成本、运营设备发生的电力成本等，都需要在物理世界以法币进行结算。

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比特币网络PoW解决了哪些问题？

比特币网络PoW主要解决了3方面问题：

问题一：解决了如何准确计量发生在链外的工作量问题。比特币网络的难度系数，决定了找到Nonce全网需要完成哈希计算的次数，属于间接计量。

问题二：链内奖励的公平性问题。公平性的前提是需要可信地将链外工作量证明导入链上。由于比特币网络给定了难度系数，因此合格的Nonce自证了全网哈希计算的次数，这个过程没有依赖预言机。

问题三：实现矿工的经济闭环问题。比特币矿工所发生的成本是在物理世界，通常需要用法定货币进行支付结算。矿工的经济闭环需要通过比特币与法定货币之间的交易达成，而比特币在二级市场的流动性是矿工经济闭环的关键。

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比特币网络PoW的拓展方向

在分析了比特币网络PoW的经济特征及所解决的经济问题后，我们将进一步讨论：如何把这套机制应用到机器间大规模协作网络的构建，并服务于实体经济。

下面从以下四个方面对该问题进行分析：

第一方面，从PoW纯哈希计算拓展至更广泛的物理工作量场景，有很多物理工作量能够产生实际的价值和意义，能够服务于实体经济的发展。比如绿电（ReFi）、分布式存储、分布式算力网络等。

第二方面，通过经济机制设计，让节点之间侧重于合作关系，减少不必要的竞争。

第三方面，链外物理工作量将会生成物理工作量证明PoPW并在接受全网验证后上链。比特币网络采用的是“间接计量”，在这种计量方式下无需了解每一台矿机在物理世界运行的真实数据，只需根据规则进行哈希计算。但物联网相关项目的工作量通常需要进行“直接计量”，因为数据是从实体经济产生回报的关键。而在“直接计量”方式下，物联网预言机是连接链上和链下的桥梁。

第四方面，机器节点经济闭环。机器节点获取的物理工作量报酬，除通过二级市场兑换成法定货币外，PoPW机器节点也可以对接实体经济获得回报，例如ReFi与碳减排市场的对接。这也是机器间大规模协作网络里的一种新的变现方式。

三、机器间大规模协作网络的核心经济逻辑

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核心经济逻辑

在讨论了比特币PoW的底层经济特征及其可拓展的方向后，总结而言，机器间大规模协作网络的核心经济逻辑包括三方面（如图1所示）：

图1：机器间大规模协作核心经济逻辑

第一，通过IoT预言机将链外工作量，通过PoPW机制验证后进行上链。

第二，智能合约根据激励机制，按照不同机器节点的物理工作量发放Token奖励。

第三，机器节点在获得Token奖励以后，可以通过二级市场实现Token与法定资产之间的交易，或与实体经济对接获得回报，实现机器节点的经济闭环。

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物联网预言机

物联网预言机是机器间分布式协作的关键，需要满足以下几点特征：

（1）可定制性和模块化。机器间大规模协作网络的类型和技术非常复杂及多样化，需要能够满足个性化场景的需求。

（2）多数据源支持。数据可能来源于设备、数据库、云服务器等，预言机需要满足多数据源支持。

（3）支持多链。协作网络会根据需求选择在不同链上部署，预言机需要支持多链结构。

（4）安全性和去中心化。避免中心化数据来源及验证方式出现数据不可信的风险。

（5）可拓展性。

（6）数据验证和数据质量。

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数据验证

如何对复杂场景的数据进行真实性验证，是保证激励公平公正分发的关键。关于PoPW数据验证，目前行业主要采用两种方式：

方式一：过程中“挑战-应答”机制。比如分布式广域低功耗网络Helium早期使用的是POC（Proof of Coverage）验证，网络随机选取挑战者矿机和被挑战者矿机，流程如下：首先挑战者发送网络信标，然后被挑战者接收网络信标后签名并全网广播，最后周边随机选取14个节点作为见证者将信息打包上链。POC验证的目的是：对被挑战矿机的真实性、数据准确性、存在性进行验证，其中见证者的意义是为了防止挑战者和被挑战者有合谋风险。上述案例是一种过程中“挑战-应答”机制的典型代表。

方式二：事后可追溯验证机制。物理工作量通过PoPW机制验证并上链后，数据是可以被永久追溯的。有效的追溯需要保证数据的完整性，这就要求每台设备有唯一的ID，时间戳，以及物理工作量具体信息等。一旦数据上链，任何人都有机会对可疑数据发起挑战，如果挑战成功也能够获得相应的验证者报酬。事后验证对PoPW验证机制的迭代有非常重要的作用，生态开发人员需要定期复盘这部分数据，发现问题数据后分析原因，并对问题进行迭代，以满足更多复杂场景的验证需求。但需要强调的是，物理工作量上链可能会包含一些隐私数据，这就要求数据通过加密方式上链，事后可追溯验证机制也只能借助零知识证明等方式实现。

四、机器间大规模协作“网络的网络”

通过上述内容的分析可以发现，机器间大规模协作网络存在很多共同特征，那么，有没有可能实现不同的大规模协作网络之间的互联互通，以更好地服务于上层分布式应用的发展？在此背景下，本文也提出了一个开放性的问题：除了机器间大规模协作网络，有没有可能在这些不同的网络上再搭建一个网络，形成“网络的网络”，实现网络之间的互联互通？

图2：机器间大规模协作网络架构

基于这个开放性问题，本文提出了一个机器间大规模协作网络的架构，如图2所示。

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网络层

网络层是由不同机器（也可以称之为矿机）间协作所形成的网络，可以是算力网络、网线网络、传感器网络及能源网络等。

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可信数据层

网络层所发生的数据在链下，需要通过物联网预言机将可信数据导入上链。这里的可信数据是指物理工作量，在通过事中验证后生成物理工作量证明PoPW，再将证明进行上链。

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链路层

不同机器协作网络会根据自己的发展目标将智能合约部署在不同链上，物理工作量数据通过物联网预言机从链下导入到不同链上，智能合约根据激励机制规则，依据每台机器节点的物理工作量证明发放Token奖励。

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价值层（网络的网络）

不同机器协作网络的链路层与应用层的交互可能无法互联互通，因此，有没有可能有一个“网络的网络”，连接所有机器间大规模协作网络的价？从经济学视角，“网络的网络”能够发挥更强的网络效应，提升边际效用，并能够提升流动性和市场效率。

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应用层

在价值层之上，分布式应用DaPP可以围绕车辆协作（如无人驾驶）、家庭智能家居协同、城市智能交通协同、商业协同及工业机器协作自由创新，发挥更大价值。

End

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