Amino下一代 5G 智能边缘计算网络

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自 2008 年比特币问世以来,区块链技术试图用一个更加去中心化的和安全的系统取代我们目前的交易、金融和经济系统,极大地促进了“无需信任的环境”和分布式账本概念的普及。

然而,尽管综合市值超过 2000 亿美元,现有的区块链网络仍然受到可扩展性这一基本问题的困扰。缺乏可扩展性使得许多资金充足和具备社区支持的区块链项目发展停滞于测试生产阶段。投资者购买这些项目的效用性代币(utility token)主要是作为投机性证券来持有。因为交易速度较慢,他们无法把代币应用于日常商品和服务的交易。

由于“区块链三难困境”的存在,区块链理论上极具前景的价值无法大规模实现。

1. 区块链三难问题是什么

区块链三难困境或“可扩展性三难困境”是以太坊创始人 Vitalik Buterin 提出的,它探讨的是如何开发一种能兼具可扩展性、去中心化和安全性这三种优势的区块链技术。Vitalik 称,从根本上讲,区块链一次只能实现上述 3 个特性中的 2 个。

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去中心化意味着可以建设抗审查、无权限限制的网络,这样的网络可以使得任何人都能参与到生态系统的建设中来。

安全性指的是账本不可篡改的特性,及其对诸如 51%的攻击、Sybil 攻击、DDoS 攻击等多种攻击的抵抗能力。

可扩展性是指在任何指定网络上处理交易的能力。如果区块链能大规模地被应用,它就必须能够应对网络上数百万用户同时使用的情况[1]。

开发区块链的“使命”是打破这个三角形的边界,最大限度地提高这三个特性。事实上,越多的企业和开发人员探索区块链技术,他们就越能意识到单层区块链的无用性。到目前为止,技术上已经证明,单一层级的区块链解决方案并不能同时使这三个特性得到最大化的展现。

建设分层区块链,这可能是 2019 年加密界的下一步出路。没有一个区块链或共识系统能够单独解决可扩展性三难困境。

2. 目前的分层区块链解决方案

2.1 Layer 1:链上共识层


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Layer 1 是区块链的基础共识层
公链的基础在于加密经济共识。通过合理调整激励机制,并用软件和密码学确保安全性,我们可以创建计算机网络,使之就系统的内部状态达成一致。这是中本聪白皮书的核心观点,它现在已经被应用于许多公链的设计中,包括比特币和以太坊。

加密经济共识给到我们很核心、牢靠的一种确定性:除非遇到极端情况(比如发生 51%攻击),诸如支付、智能合约这样的链上操作,就像计算机的写入操作那样执行。

无论采用哪种加密经济共识(POW, POS, DPoS),TPS(每秒交易量)都太低了。

TPS=系统并发(交易)数量/平均响应时间



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2.2 Layer 2: 链下计算层

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Layer 2 是指构建在主链(即 Layer1)“之上”的系统。Layer 2 解决方案是:通过一些“链下”操作,以提高区块链有效交易的吞吐量。这些解决方案通常不需要硬分叉,它们以智能合约的方式执行。

这就是状态通道和链下计算等“链下”技术背后的洞见。虽然每一种技术都在解决不同的问题,但是它们都通过“链下”操作运行而不是在主链上运行,同时仍然保证足够的安全性和终态的确定性。

2.3 链下计算的挑战

· 链下不受信任的计算网络管理问题日益增长。链下计算是将计算转移到链下,并建立可以运行繁重复杂计算任务的、无需信任的计算网络。所以如何管理和维护全球不断增长的计算资源,以确保高可用性和高性能,将是最大的挑战。

· 两层之间的激励结构。第二个挑战是将资产与主链[1]挂钩的激励机制和安全性。例如,第 2 层解决方案是否会拒绝向矿工支付保证底层区块链继续安全运行所需的费用?

· 代币价格波动。许多人把以太坊称为世界计算机。虽然在技术层面可以这么说,但在实际应用层面,因为两个因素—吞吐量和成本,这话并不正确。在以太坊上运行计算要比在 Amazon Web Services (AWS)上运行相同的计算贵 10 亿倍[2]。链下计算指的是一种比云计算更便宜、更快的计算网络,因此必须找到一种方法来避免价格随交易增长而波动的风险。

· 链下任务分配和计算能力编排。有些项目,比如 Truebit,把计算市场放在了链上,发布任务和接收结果会有很大的延迟,这也导致了 Truebit 的应用有一定的局限性,它不适合游戏、物联网等高交互性的应用。

Amino—全球首个 3 层智能计算网络

当遇到三难困境时,必须有第三种力量来提供解决方案。我们相信 Amino 找到了—Layer3 智能层。利用人工智能构建生态系统并管理计算资源。


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1. Amino 的智能治理层

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Amino 智能治理层是一种独特的技术层,它提供了有效应对现有计算挑战的解决方案。智能层负责任务执行、安全维护和代币经济分析。应用人工智能技术,Amino 智能层能够管理不断增长的链下计算网络,实现价格和性能的稳定,实现层间的转换,保证系统的安全性和稳健性。

Amino 智能治理层有以下的特点:

-任务执行优化与分配,
-智能安全:自动故障管理,
-使用贡献证明(PoC)的智能评估。

任务执行优化和分配
任务执行:Amino 治理层能够有效地管理不断增长的离线计算网络,同时确保高可用性和高性能。Amino 区块链可以通过测量、预测和适应网络的变化来自我学习和进化,从而在不断变化的工作负载中保持高性能,因为 AI 可以根据任务的性质将任务在云、边或(二者)并行上进行分割。

智能安全:利用人工智能技术进行故障管理
Amino 智能层通过采用人工智能的有效故障管理系统,保证了网络的安全。该系统被训练用于检测、预测和预防故障和系统错误。Amino IT 基础设施是用于监视可能触发警报的指标,从而维护网络的稳定性和高性能。任何轻量级故障都可以相当频繁地被系统检测到,这样的检测成本很低,对系统运行的性能影响也很小。

使用贡献证明(PoC)的智能评估
Amino AI 根据配置和供需(CPU 核心、GPU 显卡、RAM 内存、存储空间)来评估与 Amino 网络连接的计算机资源的贡献证明情况,并在这些配置上实行 PoC 规则。通过有效地满足对计算资源的需求(来自请求的任务),并展望计算资源的未来价值,Amino 将利用市场力量保持性能和价格的竞争力。

1.1 关键技术

认知技术

能够在复杂环境中自主运行并做出智能决策的软件称为智能体(intelligent agent)。它感知到 Amino Network 的网络环境,并自行采取行动,以保持网络的高性能、高可用性和安全性。认知技术这个术语指的是能够实现智能体的各种技术、工具和平台。

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上述模型说明了认知技术的主要工作。该模型描述了 Amino Network 智能体(intelligentagent)从系统输入和知识积累中产生操作行为或决策的过程。

智能体(intelligent agent)具有一个基于 Amino Network 运行环境的特有模型。智能体(intelligent agent)的目的是提供 Amino Network 中操作执行和各类通讯交互的自动化解决方案。在与 Amino Network 运行环境的交互中,各类操作行为(acting)和感知(sensing)是互为补充的。思维(thinking)模型是智能体(intelligent agent)的智力来源。思维模型可以采用 Prolog 中的逻辑程序、人工神经网络或任何其他类型的推理引擎(包括机器学习模型)来实现。思维模型(thinking)的决策来自于存储在知识库中的 Amino Network 基础规则(facts)和历史运行数据(experiences)。

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具备认知能力的 Amino Network 智能体(intelligent agent)有两大技术支柱:机器学习和机器推理。两者都包括预测和计划行动。每一个技术都有优点和缺点。

机器学习依赖于统计方法,根据提供的训练数据和历史运行数据对优化模型进行数值计算。这是由模型的期望特性所驱动的,比如低平均误差或假阳性或阴性预测的比率。将所学的数值模型应用于新的运行数据,可以得到统计上最接近训练示例的预测或行动建议。

机器推理从各类知识的标记中产生结论。广泛使用的技术是逻辑归纳和推理。它依赖于较为抽象化的数学模型形式,通常为元数据和知识本体。我们可以把本体看成是“领域知识规范的抽象和描述,表达、共享、重用知识的方法。“,知识本体是一种提取,理解和处理领域知识的工具,从而让机器可以通过模型建立并重用 Amino Network 环境中的规则和经验。Amino Network 的智能体(intelligent agent)也将采用基于机器学习和神经网络的混合方法,也就是深度神经网络。

1.1.2 智能计算资源管理 [3]

Amino 智能计算资源管理系统是通过由从节点、主节点和超级节点组成的三级节点系统来实现的。Amino 生态系统任务分配过程如下:

Amino 客户为(完成)他们个人的任务,从超级节点处购买计算资源,然后定向到主节点,以便执行这些任务。此时,主节点必须选择一个从节点或一组节点来分配客户的任务。在每个任务发布出来时,为其选择最佳从节点非常类似于将用户分配给计算节点。通过测试或记录从节点的性能,主节点可以知道从节点在一系列任务中的性能概况。这个信息可以输入到分配优化算法中,并使得 Amino 能够自动调整将任务分配给从节点的方式。

Amino 的智能模块可以适应(不同)任务产生的方式,确保客户的任务以高效的方式完成,即使请求的任务和可用的从节点的情况都发生了改变。

与主节点将任务分配给从节点类似,任务由超级节点分配给主节点。在 Amino 中也存在相同的理念,即捕获(总体)主节点的性能表现以确定最佳的分配方式,但是捕获的内容还增加了主节点与客户接近程度的度量标准。在将客户的任务分配给主节点时,通过平衡性能和接近度,Amino 智能模块确保了 Amino 能够适应,从而提供良好的客户体验。

2.2 Amino 的链上共识层[4]

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支持 Amino 链上治理层的基本机制是一个由 AMIO 和 FOG 两种通证组成的双 token生态系统。AMIO 通证在治理层面上运行,提供流通手段并用作支付方法,而 FOG 通证属于贡献方,不能交易或转让。这个双 token 系统提供了 Amino 的创新治理结构。

3. Amin0 的链下计算层

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3.1 特性

TEE OS – Amino OS(可信执行环境)

-Ring-fencing OS 建立数据和隐私保护
-VMs 动态多重计算任务
-基于审计的 I/O 控制方案

Amino OS 的可信执行环境(TEE)意味着通过诸如 Ring-fencing, I/O 审计控制机制,动态资源隔离等技术方式进行数据和隐私信息的保护,例如采用内存隔离、存储隔离和从节点存储加密,保证了任务信息和数据存储的安全性。

高兼容性

– 兼容任何电子计算设备:PCs, 服务器, 智能手机和物联网设备
– 支持 KVM, Docker 和 WASM

链下计算机层是基于 Amino OS,改进后的 Amino KVM 为 Amino 任务虚拟机(VM)提供了与直接运行在物理 PC 机上相当的兼容性和性能,这对于确保 PC机在 Amino OS VM 中执行精确的操作是必不可少的。优化后的兼容性使从节点(Slave)能够访问更好和更多样化的 GPU 资源。

云-边人工智能计算结构

-超级节点:人工智能训练模块工厂,网络管理
-主节点:路由和 AI 数据/知识共享
-从节点:本地 AI 推理和数据预处理

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Amino 人工智能的性能将被添加到 5G 架构的几个层级中,以支持达成各种目的的数据处理,包括在本地和在数据中心进行处理的 2 种情况。每个本地站点都将是拥有丰富的数据。这可以用于为本地行为构建模型,而对于跨站点收集的数据,为了推断整个系统全面的情况,则需要进行跨站点推理。理想情况下,从一个站点获得的知识和见解可以用在其他站点上以便得到更好的预测。

高可用性[3]

平台提供任务备份模式,以满足特殊任务的稳定性要求,确保任务在节点上的稳定运行。备份模式是通过选择一个任务并在网络中发出任务以消耗额外的 AMIO 实现的。在交付任务时,除了将任务分配给合适的操作节点外,同时在任务环境中还会提供一个空闲节点,并且这个空闲节点是可能开发完成的。这能确保如果工作节点的任务发生异常状况,还可以通过把任务切换到备用节点这个方式来继续任务。

3.2 关键技术

3.1.1 TEE OS – Amino OS[5]

TEE Amino OS 是一种更加安全、稳定和高效的计算操作系统。Amino OS 是一个 KVM程序,安装在机器上,例如 PC 、智能手机、物联网设备,用于创建多类型的虚拟机(vm)实例,还支持 Docker 和 WASM。多类型的 VM 将共享一台物理机器的资源,其中有包含常用的操作系统(如 Windows, MacOS)的 VM 实例,它为个人 PC 用户提供正常的工作、娱乐及游戏平台;还有包含 Amino 各类计算任务环境的 VM 实例。通过使用多个独立的 vm 实例, Amino OS 可以同时满足 Amino 客户的多样化需求。

Amino 生态系统

1. Amino 通证经济

Amino 网络是由 AMIO 通证和 FOG 通证组成的双 token 生态系统。AMIO 通证在治理层面上运行,提供流通手段并作为一种支付方式,而 FOG 是属于贡献方的,不能用于交易或转让。下面将详细描述通证生态系统结构。

AMIO 通证通过以下方式在 Amino 网络上实行分布式的治理: —生态系统管理。持有 AMIO 意味着具有投票权,AMIO 的持有者可以根据权益委托证明(DPoS)共识,选举超级节点、主节点等管理单位。

—绑定关系(Bonding)。AMIO 通证允许网络节点的三个级别(超级节点、主节点、从节点)建立稳固的“绑定”关系。质押量由人工智能根据 Amino 网络规模大小定期调整。

要成为合格的超级节点,贡献者必须锁定一定数量的 AMIO 通证,这表明超级节点所有者是一个可信的网络参与者,而且他接受网络的规则和监管。在 AMIO 持有者选择超级节点之后,(节点间的)绑定关系使得超级节点需要承担一定的责任,以确保与其关联的主节点和从节点表现出正当的行为。

主节点也必须锁定 AMIO 通证才能成为合格的参与者,这将保证主节点行为是可信的,并确保其关联的从属点的性能。

应用程序建立者。构建在 Amino 网络上的 PaaS、SaaS 和 DApp 必须锁定 AMIO 通证才能接入 Amino API,锁定量取决于使用 API 所需的时间。

-支出和收入分配。AMIO 通证用于支付为完成计算任务所使用的 Amino 云-边缘服务所产生的费用。
-投资和管理贡献。AMIO 持有者如符合以下条件,有权获得网络收益:在一段时间内锁定最低额度的 AMIO 通证(最低额度数量参照蓝皮书经济规则)。

AMIO 的治理将由人工智能决定。例如:因为一定的目标所设置的 token 锁定数量和周期。

FOG 通证基于贡献量证明的概念(PoC),是衡量网络参与度的一个指标。FOG 通证是根据贡献生成的,因此它不能在参与者之间进行交易或转让。FOG 通证的数量反映了计算资源的贡献量与投资者对 Amino 的投资量。

-计算资源提供商根据其性能获得 FOG 通证。FOG 通证根据节点性能、在网络中的位置和贡献的持续时间定期(每小时)生成的。收益是动态变化的,它根据智能治理系统对整个网络的分析和对未来动态的预测来决定。供应商必须将他们的钱包与相应的节点连接起来才能接收到 FOG。

-投资和管理贡献者赚取 FOG 通证需要锁定期。根据比例分配,计算节点产生的总FOG 的 1/9 将分配给 AMIO 通证持有者,前提是他们将 AMIO 通证锁定在钱包中一段时间。

在此期间,FOG 通证一旦作为定期分配收益被贡献者赎回,就会销毁。此外,FOG 通证不能在任何交易所交易或在用户之间流转。

凯恩斯经济理论

凯恩斯经济理论认为,消费促进总产出,产生更多的收入,从而形成 Amino 网络生态系统。在经济发展的早期阶段,以投资基础设施的形式注入资金,最终将促进网络活动的繁荣,甚至可以实现更大范围的网络扩张。Amino 生态系统将供需双方与 AI 中介连接起来,以平衡涨落: 

-Amino 生态系统中的需求方为 PAAS、SAAS 服务商、算力提供者以及需要执行计算任务的消费者;

-供应方通过公链上的 Amino 公共计算基础设施连接计算节点,包括大量空闲计算资源,这使得网络成本极具竞争力;
-Amino 可以比喻为一个外向型经济体—向现实世界提供服务;
-有数据和工具,经济政策对区块链经济的调节比现实社会的宏观经济调控要更加有效可控;

-30% Amio 通证将用于网络基础建设,计划于 2020 年 1 月开始启动。运用区块链智能合约、数据分析等工具,制定相应的基础投资和生态建设策略,可以为 Amino 经济体产生数十倍的经济活动,从而大幅度提升 Amino 的价值。

2. Amino 商业应用

全球云计算市场,包括公共云、边缘云、分布式云,预计市值到 2026 年将达到 2000亿美元。

Amino 提供了一种独特的基础设施,既满足了对分布式计算日益增长的需求,又克服了集中式云计算的弱点。


Amino下一代 5G 智能边缘计算网络

Amino 网络在游戏、物流或商业应用、云基础设施、数据与人工智能、区块链和 DApps等行业具有广泛的适用性。

3.Amino 赋能现实世界的商业

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Amino 不是仅仅停留于概念阶段,它已经开始赋能于现实世界的业务:

· 亚太地区 20 个地点超过 4000 个节点与 Amino 连接达 3 年时长;
· 2018 年推出人工智能深度学习云平台 Amino 应用块,获得 1 万名来自顶尖大学研究实验室的注册用户;
· 2019 年 3 月,双方签署了价值 1500 万美元的合同,使用的是 Amino 人工智能和云—边 IaaS 服务。

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