现阶段，号称颠覆世界的两项科技正各自面临着难以攻克的问题，一边是随着人类科学技术的提升和生活水平的提高，AI领域的算力矛盾日渐突出；一边是区块链难以落地，仅停留在炒空气币的层面，让从业者焦虑不已。
近日，长铗受邀参加普华资本在杭州举办的「葛岭求真·普华科技私享会」，并发表了《区块链与人工智能的交集》主题演讲，详细讲述了区块链和人工智能之间「你中有我，我中有你」的存在关系。本文经主办方授权链捕手发布，希望能对你有所启发。
01
区块链和人工智能结合是很好的方向
我可能是这个房间里唯一没有人工智能背景的从业者，最近我也在狂补人工智能相关的一些知识。区块链和人工智能是当前两个炙手可热的科技方向，我们从业者怎么看这个行业？外部看起来很热闹，但是我们内心是焦虑的。毕竟区块链不可能永远停留在炒空气。我们一直在思考，区块链什么时候能落地，真正与实体经济结合？
区块链和人工智结合，就是一个很好的方向。
我归纳了一下，区块链和人工智能的结合，基本上可以分成四类。
第一类，通过区块链发Token，然后用这个Token激励社区，这是最简单的结合。
第二类，和智能合约的结合。智能合约是区块链非常重要的一个概念，其实现在看智能合约并不智能，所以有可能就想到用AI的结合，使得合约真正实现智能化。
第三类，和数据的结合。通过区块链这种去中心化的网络来保护数据的隐私。我对这个方向持保留态度，我认为这只能认为是一种分布式账本，数据类的东西其实不适合放在区块链上。
第四类，和计算力的结合。区块链和人工智能最根本的生产力都来自于计算，我认为在计算力这个方向上，二者有融合的曙光。
02
为什么需要计算？
很多朋友问，区块链为什么需要挖矿，毕竟这会造成非常巨大的能源浪费。现在也有很多共识算法，可以不需要挖矿，或者虚拟挖矿，比如内容挖矿或者交易挖矿等等各种各样的创新。但是在我看来，其实不管是怎样的设计，理论上都会牺牲去中心化，这种创新都逃脱不了用人治来代替计算机治理的问题。
Google的一位网络性能工程师IlyaGrigorik写的《最小可行区块链原理》这篇文章非常好，作者用倒推法的方式解释了比特币这种POW机制其实已经是一种最简洁的可行的区块链方案。
比如说现实中两个人的交易，A向B借钱，两个人彼此不信任，需要第三方担保。但是担保人可能会跑路，账本也有可能遗失。这时候就会想到用分布式账本技术来保证交易的安全。采用非对称加密来对对方身份进行确认。
但是这个网络在逐渐扩大，加入了N多个人。他们要共同来保管一份账本怎么办？
这时候就会想到要有共识机制。这个共识机制肯定不能是基于私钥的共识，因为私钥是可以分成无穷多个，也不可能是基于IP的共识。以前有人提出用个人电脑挖矿，认为更去中心化。但是这种空间上的去中心并不是真正的去中心，因为僵尸网络会很容易控制很多台家用电脑，一下子拥有很大的投票权利，就可以控制网络。
所以中本聪给共识引入成本，这个成本就是计算力。这样一来，你投入的计算力越多，在网络中的投票权力就会越大，保护这个网络免受攻击。
这也是为什么会有区块概念，因为打包交易需要付出计算力的成本，单笔交易很难承受打包交易的成本，所以大家有很多笔交易构成一个区块，共同支付矿工手续费，同时区块产生的新币奖励给矿工。
很多其它共识机制，声称不需要投入计算，不需要能源的消费。按照他们的设计，其实不需要有区块这个数据结构，最近出现的一些新型的共识，其实是没有区块的概念，所以能否称之为是区块链，要打一个问号。
还可以用二分法的方式来解释为什么需要挖矿。
其实很简单，现实世界和数字世界存在一种对比的关系，或者叫做镜像关系。现实世界都是随机性的，数字世界都是伪随机的。详细的对比关系这里就不展开介绍了。
区块链其实可以看做是印刷机的逆向机。
这句话不太好理解，当年真格基金徐小平找到我，让我用一句最通俗的话介绍区块链，我说区块链是印刷机的逆向机，在我看来，这种解释已经很清晰了。
印刷机的诞生的意义非常伟大。在印刷机诞生之前，知识和信息都是一种竞争性资源，像圣经、几何原本、武林秘籍等都是手抄本。我拥有，别人就不能再拥有。
但是印刷机诞生以后，知识和信息就变成一种大规模、可复制的非竞争性资源。
互联网其实就是印刷机的加强版，在互联网上一切东西皆可复制。这就造成一个问题，我们很难用互联网方式来处理竞争性资源，现实中资产的转移，其实都是竞争性资源的转移。
当然支付宝也可以实现这种交易，但是支付宝的交易其实是一次数据库操作，数据库操作是不可信的，因为是中心化的架构，所以并不可靠。
为什么早期数字货币的先驱都失败了。他们也是用密码学的方式，因为他们没有找到一个方法，在数字世界中实现竞争性资源的转移。
区块链，首次用互联网的方式，在数字世界中实现竞争性资源的转移。
一笔比特币的交易，跟现实中的原子（实物）的交易是完全一样的。假如我少一个比特币,别人那里肯定会多出一个，而不是一次数据库的操作。
为什么需要挖矿？其实可以这样来理解，在现实世界中，我们要复制一模一样的东西是很困难的。就跟在数字世界中要防止一样东西被复制，也是很困难的。
原因其实都是热力学定律。要复制一模一样的东西，按照热力学第三定律，其实可以转述成：你是否可以制造出完美晶体？
要知道，制造出完美晶体，需要达到绝对零度，这要投入巨大的能源消耗。反过来，要在互联网上实现这种竞争性资源的复制一样，要投入计算力的消耗。投入的计算力越高，防止双重支付的壁垒就越高，这也是大家这么信任比特币的一个原因。
我在2014年的时候提出来了「区块链不可能三角理论」。讲的是安全性、效率和去中心化三者之间不能同时共存。
在很多领域都存在不可能三角，比如在分布式计算领域，存在一致性、分区容错性和可用性的不可能三角。在分布式域名领域，存在安全、去中心化和人类可读性的不可能三角。在希尔伯特公理化系统，存在一致性、独立性和可判定性的不可能三角。
其实他们讲的都是一回事。在希尔伯特公理化系统中，一致性表示命题不能相互矛盾，其实对应着安全性。大家共同保存的账本不能互相矛盾，一笔钱在你的账本上已经花出去了，在另一个人的账本上不能还没有花出去。
独立性，讲的是这些公理不能够相互推导出来，其实就是对应着去中心化。去中心化，其实是一种共识的过程，这意味着参与共识的这些节点，有充分的、自由的决策权，而不是像僵尸网络控制的一些节点，空间上看起来更去中心化，但是在的共识的过程当中，它是一致行动人，缺少独立性。
可判定性，指的是不存在一个通用的算法，可以提前验证一个命题是否成立，其实对应着效率。
03
什么是真正的去中心化？
去中心化，其实它是有中心的。
现在很多人批评POW网络，比如存在着算力的集中，芯片生产商的集中，钱包的集中等，这造成了中心化。
其实这种批评并不成立，因为去中心化是一个过程，结果上它是有中心的。去中心化最全面的一个内涵就是这些边缘的节点，有成为中心化节点的权利，也就是说它是一个动态的过程。比如说，现在在算力上排名靠前的矿池，在11年的时候，其实还都是些小角色。所以，这是市场自由竞争的过程，是动态的过程。
去中心化和中心化的区别很大。如果不能区分，很容易被一些概念忽悠，很多区块链认为自己是高TPS，这是一种互联网思维。因为高TPS，肯定是牺牲了去中心化。
最重要一点，去中心化的区块链，它的安全性是一个数学问题，如果变成一个中心化的网络，安全性问题就变成了一种人性问题。
最近我也看到很多一些新的项目，一些新型的共识算法，最终都离不开，比如说一些检验点的介入，分片技术，还有超级节点、领袖节点，不管换什么样的说法，总归来说，这是一种人的共识来代替算法的共识，这就使得区块链网络的去中心化程度会降低。
刚才讲了工作量证明，为什么它的安全性是一个数学问题？
因为要逆转区块链上的交易，这个问题可以简化为「赌徒破产问题」。
假设攻击者拥有了全网算力的10%，我们可以清楚地知道，他追上这个区块的概率是0.0002。
左边的图是追上z个区块的的概率曲线，我们看到，在z=6的时候，它的概率几乎等于0，这也是为什么在比特币的早期，中本聪认为6个区块链交易确认以后，这笔交易就算作是绝对的安全的原因。
如果是POS机制，它实际上是一种虚拟的挖矿，不需要真正的计算，以这个账户中所持有的币天来决定获得利息币的多少。既然是一个人性问题，只能用博弈论分析。
我们认为，POS最终会导致中心化的局面。因为大户持有的币很多，每天获得的利息币就多，会有足够的动力去开客户端。但是小户每天获得的利息币很少，所以他会倾向于关掉客户端。这是一个致命的均衡，最终会落到97/0这样一个均衡当中。
所以它本质上是中心化系统，而且这个中心化，不像比特币所谓的算力的中心化、挖矿的中心化，它们是一种市场的竞争机制，因为新来者可以通过市场的自由竞争来击败原来的领先者。
POS，它不再是一个动态的机制，它是可以理解为一个硬编码系统，权力的分配一开始就写好了，大户只要不卖币，永远在这个网络中有最大的话语权。
04
为什么需要AI POW？
我们为什么要做对人工智能友好型的工作量证明机制？
POW其实是有它的问题的，批评最多的就是说，挖矿造成了巨大的能源和硬件的浪费。但是这个问题不能混为一谈，这其实是两个问题。
第一，能源浪费，我刚刚已经解释了，这个批评是不成立的。因为你投入的能源消耗越多，安全的壁垒就越高，所以能源的浪费其实相当于为区块链内注入负熵。
第二，硬件浪费，这个批评我觉得是成立的。因为比特币的矿机的计算能力很高，但是他不挖矿的时间或者是他被淘汰之后就是一堆废铁，完全没有其他的用途，因为只做哈希运算，应用范围太窄。
所以我们确实会觉得这可能造成了一种计算资源的浪费。
所以我们提出的对人工智能友好型算法，这意味着我们可以直接使用AI的芯片来挖矿。这样的话，我们这些矿机在不挖矿的时候，或者是淘汰了之后还有其他用处。
要完成这样一个创新的目标，我们必须要实现两点：
第一点，对现有的人工智能ASIC型友好。我们认为，人工智能终将进入ASIC时代。第二点，我们必须要采用人工智能运算中最通用、最广泛、最高密度的计算。
首先，来看一下AI运算的需求，非常旺盛。
视频领域，全球每天图像识别需要10个Exa的浮点运算。语音有70个Exa的浮点运算。安防摄像头有210个Exa的浮点运算。加一起，深度学习的计算力需求大概有300个Exa的浮点运算。
可以说，AI领域领最大的矛盾，就是人民群众日益增长的计算需求与落后的计算力的之间的矛盾。
我们为什么认为AI也需要进入ASIC时代？参考比特币硬件的发展历史，用五年时间，就走完了从CPU、GPU、FPGA到ASIC挖矿的整个历程。
这一方面是由于比特币巨大的经济刺激，导致硬件的迭代更新特别快，远远超过摩尔定律。
右边这张图是比特币的挖矿难度的增长曲线，在250K个区块链高度之前，比特币的全网算力几乎可以忽略不计的，之后算力开始大幅的增长。在这个时间点上发生了什么事情？就是第一代比特币挖矿ASIC矿机的面世，也就是嘉楠耘智所生产的阿瓦隆矿机。
第二，我们必须要在共识中引入大量的矩阵运算。
我最近看到一个专家批评现在有AI芯片这个说法，他认为不存在真的AI芯片。
他说的好像也有道理，因为人工智能算法是各种各样的，那么不同的算法可能对芯片的要求又不一样，所以不存在一种通用的AI芯片。
但是我觉得，在最底层的层面，他们最终都离不开矩阵运算。最近我看过一篇论文，就是Google TPU论文说，90%以上计算其实都是矩阵运算，还有50%是卷积运算，但卷积运算最终也是要转化成矩阵运算来做。
为什么神经网络效率更高？ 我认为就是相当于一种降维攻击，就是用算法来模拟神经网络的多维结构。而且，矩阵运算是非常适合开发ASIC芯片，因为它的运算非常规整，而且可预期。
所以我认为，不管什么样的AI算法，最终都脱离不了矩阵运算。
05
Tensority算法是如何工作的？
比原链采用了对AI友好型的共识算法——Tensority。
比特币的工作量证明机制，非常简单，它其实是用前一个区块的哈希加上1个Nonce,再次哈希之后与预期的难度阈值进行比较，如果达到要求，就完成了工作量的证明。
我们的Tensority算法要复杂一些，除了第一步的种子生成和最后一步的工作量验证和比特币是一样的，中间的过程全部是相应的矩阵运算。
首先我们用前面128个区块的哈希，统一生成种子，这样做对预防51%攻击具有很好的防御性。这一步的过程的话，其实就是为了生成一个随机的矩阵，前面哈希的过程其实都是为了给Scrypt加密算法创造输入的条件。
我们为什么要采用Scrypt算法？这个算法其实是莱特币挖矿的算法对硬件功耗要求不是很高。我们一开始就想到，一定要是一种低功耗的模式，这样的话我们的网络才会更健壮，更去中心化，这意味着理论上所有的AI智能终端都可以参与比原链的挖矿。而且Scrypt算法的安全性在过去几年已经被验证了，从来没有被攻破过。
得到这样一个128B*1024B*32B的矩阵后，再转换成更规整的矩阵，这一步的目的就是为后面的矩阵乘来生成128位的矩阵做一基础。
其实这一步很关键，因为我们的算法90%以上的这个运算都是集中在这一步，所以这一步的的目的也是很明确，就是为了让AI的计算能力得到体现。128位的矩阵相乘之后，得到一个256位的矩阵，最终我们再对这个难度值进行对比，不断迭代，满足条件之后生成一个区块。
06
Tensority算法对AI芯片生态的影响
Tensority算法对AI芯片行业，将会有比较大的影响。
第一，强化了AI芯片的低功耗的设计。
第二，降低了AI芯片的设计风险和回本的周期。这个是很容易理解，现在做深度学习芯片，第一代和第二代可能没什么市场，如果有挖矿保本的需求，设计风险就大大降低了。
第三，促进AI 芯片的普及。这就像现在市面上的显卡矿机对显卡的刺激一样。
右边这张图是英伟达的股票，我认为它的股价很大程度上是由显卡矿工所支撑的。
左边的图是我们国产芯片细分市场的占有率。非常之低，很多领域都是零，最高也就22%，唯独在一个领域的形势比较喜人，就是区块链领域。所以我认为，国产芯片行业通过区块链，实现弯道超车也是有可能的。为什么比特币矿机迭代那么快，就是强大的利益不断驱动创新。
我们认为，将来可能会出现区块链和人工智能通用云。
过去，区块链的计算力很高，但是它的运算不能用于其他用途。相当于一个水池，用隔板隔为两个部分。左边的相当于区块链，水位很高，右边相当于人工智能，水位很低。
现在我们通过这样一个方法，把隔板打通，左边的水位会下降，右边的水位会上升，会形成一个通用云，挖矿设备在闲置的时候，可以做AI运算。AI硬件淘汰之后也可以继续挖矿，大大节约社会成本。
还有一种模式，分布式计算，这个模式已经出现了，有一个自称Airbnb的深度学习项目，收集矿工的算力来提供深度学习服务。它的收益是挖矿的三倍，同时它又给用户提供深度学习服务，收费又是AWS的1/5，所以这确实是一种双赢的局面。
我们还提出了「one camera one vote」，理论上所有具有AI计算能力的摄像头都可以参与比原的挖矿。因为摄像头24小时在线并且联网，数量巨大，空间分布广阔，非常去中心化。
从摄像头的角度来说，会降低自身的硬件部署成本。而且它大部分时候是休眠状态的，只有在有人物活动的时候，它才会被激活。而且我们采用的是一种低功耗的算法设计，摄像头在挖矿的时候只比休眠状态的功耗略微高一点，所以这也是一个双赢的局面。
另外，我们还支持Int数据类型，也是为了让将来几乎所有的AI智能设备都可以参与比原的挖矿。
07
计算即权利
最后是我经常讲的一点：计算即权力。
有人认为人工智能、区块链和大数据这三项新兴技术，分别代表着生产力的变革、生产关系的变革和生产资料的变革。其实他们背后有一样东西就是相通的，就是计算。
我们认为，不仅是在区块链领域、人工智能领域或者在其他领域，谁掌握了计算力，谁就掌握了权力。这代表着一个非常宏大的蓝海市场。
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