Yaliyomo
1. Utangulizi
Makubaliano ya Uthibitisho-wa-Kazi (PoW) yamekuwa msingi wa mifumo ya blockchain isiyo na ruhusa tangu kuanzishwa kwa Bitcoin. Uchambuzi wa kitamaduni unadhania gharama sawa za uchimbaji, lakini ukweli unaonyesha miundo tofauti ya gharama kutokana na tofauti za bei ya umeme, ufanisi wa vifaa, na sasa, manufaa ya nje kutoka kwa hesabu za kazi muhimu.
Uzinduzi wa Uthibitisho-wa-Kazi-Muhimu (PoUW) unaanzisha malipo ya nje kwa kufanya hesabu muhimu kama mizigo ya mafunzo na utambuzi wa AI. Karatasi hii inapanua kazi ya [19] kwa kujumuisha manufaa ya nje katika uchambuzi wa usawa wa uchimbaji, na kufunua tabia mpya za kimkakati na athari za kuwakamata mamlaka.
Tofauti za Gharama
Gharama za uchimbaji zinaweza kutofautiana kwa 300-500% kotekote kutokana na tofauti za bei ya umeme
Malipo ya Nje
Mizigo ya AI inaweza kutoa mapato ya ziada ya 40-60% zaidi ya malipo ya bloki
2. Mfumo wa Kinadharia
2.1 Miundo ya Gharama ya Wachimbaji
Kila mchimbaji $i$ ana utendakazi wa gharama $C_i(h_i) = c_i \cdot h_i$ ambapo $h_i$ ni kiwango cha hash na $c_i$ ni gharama kwa kila kitengo cha hesabu. Tofauti katika thamani za $c_i$ huunda faida za kimkakati kwa wachimbaji wenye gharama ndogo.
2.2 Mfumo wa Manufaa ya Nje
Utendakazi wa manufaa ya nje kwa mchimbaji $i$ umefafanuliwa kama $U_i^{ext} = \sum_{j=1}^{n} r_j \cdot x_{ij}$ ambapo $r_j$ inawakilisha malipo ya nje kwa kazi muhimu $j$ na $x_{ij}$ ni mgawo wa rasilimali za mchimbaji $i$ kwa kazi $j$.
3. Uchambuzi wa Usawa
3.1 Tabia ya Kimkakati ya Uchimbaji
Wachimbaji huongeza manufaa ya jumla $\pi_i = R \cdot \frac{h_i}{H} + U_i^{ext} - C_i(h_i)$ ambapo $R$ ni malipo ya bloki na $H = \sum_{i=1}^{m} h_i$ ni jumla ya kiwango cha hash cha mtandao. Uchambuzi wetu unaonyesha kuwa wachimbaji walio na manufaa kubwa ya nje wanaweza kukusanya kazi muhimu katika bloki moja ili kuongeza faida.
3.2 Vipimo vya Kuwakamata Mamlaka
Tunatumia entropy ya Shannon kuiga kuwakamata mamlaka: $E = -\sum_{i=1}^{m} p_i \log_2 p_i$ ambapo $p_i = h_i/H$ inawakilisha sehemu ya jumla ya juhudi za hesabu za mchimbaji $i$. Entropy kubwa inaonyesha kuwakamata mamlaka bora.
4. Matokeo ya Majaribio
Uigizaji wetu unaonyesha kuwa wakati malipo ya nje yazidi 50% ya malipo ya bloki, usawa wa uchimbaji hubadilika sana. Wachimbaji wenye gharama ndogo na manufaa ya nje hupata faida kubwa zaidi ya 70-80% ikilinganishwa na wachimbaji wa kitamaduni. Entropy ya kuwakamata mamlaka hupungua kwa 15-25% katika hali za manufaa kubwa ya nje, ikionyesha hatari za uwezekano wa kukusanyika kwa mamlaka.
Kielelezo 1: Faida ya Uchimbaji dhidi ya Uwiano wa Manufaa ya Nje
Chati inaonyesha ukuaji wa kasi wa faida ya wachimbaji kadiri uwiano wa manufaa ya nje unavyoongezeka kutoka 0% hadi 100%. Wachimbaji walio na faida ya gharama ($c_i < \bar{c}$) wanaonyesha faida kubwa za mara 2.3 kwa uwiano wa manufaa ya nje wa 80% ikilinganishwa na wachimbaji wenye gharama kubwa.
Kielelezo 2: Entropy ya Kuwakamata Mamlaka Chini ya Hali Tofauti
Ulinganisho wa entropy ya Shannon katika hali tatu: gharama sawa (entropy = 4.2), gharama tofauti bila manufaa ya nje (entropy = 3.8), na gharama tofauti na manufaa ya nje (entropy = 3.1). Manufaa ya nje hupunguza kuwakamata mamlaka kwa 26%.
5. Mfumo wa Kiufundi
Mfumo wa kimsingi wa hisabati unapanua mchezo wa uchimbaji kujumuisha manufaa ya nje. Shida ya uboreshaji ya mchimbaji inakuwa:
$$\max_{h_i, x_{ij}} \left[ R \cdot \frac{h_i}{\sum_{k=1}^m h_k} + \sum_{j=1}^n r_j x_{ij} - c_i h_i \right]$$
Kikwazo: $\sum_{j=1}^n x_{ij} \leq h_i$ na $x_{ij} \geq 0$
Hii inasababisha hali ya usawa: $\frac{R}{H} \left(1 - \frac{h_i}{H}\right) + \max_j r_j = c_i$
6. Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi
Fikiria hali yenye wachimbaji watatu: Mchimbaji A (gharama ndogo, manufaa kubwa ya nje), Mchimbaji B (gharama ya kati, manufaa ya kati), Mchimbaji C (gharama kubwa, manufaa ndogo ya nje). Kwa kutumia uchambuzi wetu wa usawa:
- Mchimbaji A huweka 80% ya rasilimali kwa kazi za nje wakati $r_j > 0.6R$
- Mchimbaji B anafuata mkakati mchanganyiko, akiwiana malipo ya ndani na ya nje
- Mchimbaji C analenga hasa uchimbaji wa kitamaduni isipokuwa malipo ya nje yazidi $0.8R$
Mgawanyiko unaotokana wa kiwango cha hash unaonyesha Mchimbaji A anadhibiti 45% ya nguvu ya mtandao, na kuleta wasiwasi wa kukusanyika kwa mamlaka licha ya manufaa ya jumla kubwa.
7. Matumizi ya Baadaye
Ujumuishaji wa mizigo ya AI na makubaliano ya blockchain unaonyesha fursa kubwa. Mwelekeo wa baadaye unajumuisha:
- Algoritmu zinazobadilika za ugumu zinazozingatia thamani za manufaa ya nje
- Kugawanya kazi muhimu kwenye minyororo mingi ili kuzuia utawala wa mnyororo mmoja
- Mifumo ya udhibiti kwa uthibitishaji na ukaguzi wa manufaa ya nje
- Mifumo mchanganyiko ya makubaliano inayochanganya PoUW na vipengele vya uthibitisho-wa-hisa
Maendeleo ya hivi karibuni katika masoko ya utambuzi wa AI yanaweza kuunda thamani ya manufaa ya nje ya $50B+ ifikapo 2028, na kubadilisha kimsingi uchumi wa uchimbaji.
Uchambuzi wa Mtaalam: Shida ya Manufaa ya Nje
Ufahamu wa Msingi
Karatasi hii inafunua mvutano wa msingi katika mifumo ya PoUW: manufaa ya nje huunda ufanisi wa kiuchumi lakini yanaweza kutishia kuwakamata mamlaka. Waandishi wanatambua kwa usahihi kwamba wakati wachimbaji wanaweza kupata malipo makubwa ya nje, usawa wa kitamaduni wa uchimbaji huvunjika. Hii sio tu kinadharia—tunaona hii ikitokea kwa wakati halisi na kampuni za AI zikiingia kwenye uchimbaji wa crypto.
Mfuatano wa Kimantiki
Utafiti unajenga kimantiki kutoka kwa mfano wa gharama tofauti wa [19], lakini upanuzi wa manufaa ya nje ndipo mambo yanapokuwa hatarishi. Mfumo wa hisabati unaonyesha kwa ustadi jinsi wachimbaji wenye akili watakavyoongeza kuelekea kukusanyika kwa mamlaka wakati malipo ya nje inapotawala. Kipimo cha kuwakamata mamlaka kinachotegemea entropy ni chenye werevu sana—kinapima kile tulichojua kwa hisia: kazi muhimu hukusanya nguvu.
Nguvu na Mapungufu
Nguvu ya karatasi hii iko katika msingi wake madhubuti wa nadharia ya michezo, inayokumbusha kazi ya msingi katika [18] iliyofunua kasoro katika uchambuzi wa awali wa usalama wa Nakamoto. Hata hivyo, waandishi wanapunguza kiasi athari za kisheria. Ikiwa kampuni za AI zinaweza kununua usalama wa blockchain kwa ufanisi kupitia malipo ya manufaa ya nje, tunaangalia uwezekano wa kuingiliwa kwa kisheria sawa na tulivyoona na ICO mwaka 2018.
Ufahamu Unaotumika
Wasanifu wa blockchain wanapaswa kuanzisha mara moja kiwango cha juu cha manufaa ya nje na kodi zinazozidi kiwango za kuwakamata mamlaka. Utafiti unapendekeza kwamba itifaki zinahitaji mifumo ya marekebisho inayobadilika ambayo inajibu kwa mkusanyiko wa manufaa ya nje. Wawekezaji wanapaswa kuangalia miradi ya PoUW iliyo na hatua za kudumu za kupinga kukusanyika kwa mamlaka—hizi zitafanikiwa zaidi kwa muda mrefu.
8. Marejeo
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System
- Eyal, I., & Sirer, E. G. (2014). Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable
- Carlsten, M., et al. (2016). On the Instability of Bitcoin Without the Block Reward
- Ball, M., et al. (2017). Proofs of Useful Work
- Zhu, J., et al. (2020). CycleGAN for Image-to-Image Translation
- Ethereum Foundation. (2023). Restaking and EigenLayer Technical Specifications