Gonka算法系列（1）PoW 2.0介绍

引言：从无意义计算到有意义的AI工作

传统的工作量证明（Proof of Work）机制，如比特币网络所采用的，虽然在安全性方面表现出色，但其固有的能源浪费问题一直备受诟病。Gonka 项目通过创新的 PoW 2.0机制 ，将这一困境转化为机遇，让原本用于无意义哈希计算的算力真正服务于 AI 推理和训练任务。

在深入探讨 PoW 2.0 的技术细节之前，我们需要先理解其核心设计理念：将原本用于维护网络安全的计算资源，重新定向到具有实际价值的 AI 计算任务中，从而实现计算资源的最大化利用。

1. PoW 2.0完整生命周期：Epoch的精密编排

为了实现计算资源的高效利用，PoW 2.0 采用了基于区块高度的 Epoch 管理机制。每个 Epoch 都有明确的阶段划分和时间安排，确保网络安全维护与 AI 计算服务能够协调进行。

1.1 Epoch架构概览

Gonka 采用基于区块高度的 Epoch 管理机制，每个 Epoch的长度以区块数为单位计算 。根据实际的网络配置：

数据来源 ：genesis/genesis-overrides.json#L23-L32

为了更好地理解 Epoch 的运作机制，我们需要先了解其在整个网络中的作用。Epoch 不仅是时间管理的基本单位，更是协调 PoW 计算、验证和 AI 服务的关键框架。

1.2生命周期的关键阶段划分

Gonka 的 Epoch 生命周期分为四个关键阶段，通过精确的时间编排实现算力的高效利用：

阶段1：PoW计算竞赛阶段（60个区块）

在每个 Epoch 中，系统分配 60个区块的时间 专门用于 PoW 计算竞赛（生产环境配置）。这个阶段决定了节点在后续阶段的任务分配权重。

在这一阶段，节点会执行基于 Transformer 模型的前向传播计算，通过计算结果与目标向量的距离来衡量工作量。距离小于设定阈值的计算结果被视为有效的 PoW 证明。

阶段2：PoC交换阶段（5个区块）

PoW 竞赛结束后，节点有 5 个区块的时间提交计算结果。

阶段3：PoC验证阶段（20个区块）

网络对提交的 PoW 结果进行验证，确保计算的正确性。

阶段4：推理服务阶段（剩余时间）

验证完成后，节点根据其在 PoW 阶段的表现获得相应的推理任务分配权重，开始执行推理服务。

1.3时间分配的精确计算

虽然系统基于区块高度管理，但为了便于理解，我们可以将其转换为时间概念：

数据来源 ：基于实际网络配置和区块链特性计算

这样， 每个epoch大约持续24小时，其中PoW阶段约6分钟 ，剩余时间用于 AI 推理和训练服务。

2. 任务分配的随机性与权重机制

在了解了 Epoch 的生命周期之后，我们需要进一步探讨 PoW 2.0 如何通过权重机制来实现任务的公平分配。这一机制确保了高质量的节点能够获得更多任务，形成良性循环。

2.1权重驱动的随机分配

任务分配遵循 随机且按权重比例 的原则。节点的权重由多个因素决定：

数据来源 ：inference-chain/proto/inference/inference/participant.proto

在 Gonka 网络中，节点权重是动态调整的，主要基于节点的历史表现。权重较高的节点有更大的概率被分配到推理任务，从而获得更多的奖励。

2.2基于PoC权重的奖励分配

奖励分配机制是激励节点参与网络维护的重要手段。通过基于 PoC 权重的分配方式，确保了节点的贡献能够得到相应的回报。

数据来源 ：proposals/tokenomics-v 2/bitcoin-reward.md

这种奖励分配机制确保了节点根据其在 PoW 阶段的表现获得相应的奖励，激励节点积极参与网络维护和 AI 计算任务。

3. 奖励机制与惩罚策略

除了任务分配机制外，奖励与惩罚策略也是维护网络健康运行的关键。这些机制共同构成了 PoW 2.0 的激励体系。

3.1统计显著性检验

根据技术设计，节点 不会获得奖励 的情况包括：

•拒绝执行分配的任务

•在统计学上显著数量的任务中提交错误结果

•在 Epoch 内的可用性过低

网络通过统计显著性检验来识别和惩罚不良行为的节点，确保网络的健康运行。

3.2实时统计监控

系统持续监控每个节点的表现指标：

通过实时监控节点的表现，系统能够动态调整节点权重，确保高质量的节点获得更多任务分配。

4. 区块生成与共识机制：独立运行的安全基石

在理解了激励机制之后，我们还需要关注 PoW 2.0 的底层安全机制。区块生成与共识机制是整个系统的安全基石。

4.1连续且独立的区块生成机制

区块生成是一个连续且独立的过程 。这个过程与 PoW 计算竞赛、推理任务执行等其他网络活动相互独立，确保了网络的稳定性和可预测性。

区块生成的独立性设计确保了即使 AI 计算任务出现问题，区块链网络仍能正常运行。

4.2基于Tendermint的分层共识设计

Gonka 采用 分层共识机制 ，将区块链安全性与 AI 计算任务分离：