【视频】量子计算神经网络——能量锎系统-佩嘉传禧
“锎”，是自然界能自行产生的质量最高的放射性元素，蕴含着强大的能量！
“锎”，是一种区块链的发展技术，可称之为“增强区块链”！
1.摘要
本文介绍了一个新的区块链技术驱动的工业级应用——“锎”的原理，并从上层概述了其架构。本文介绍这种进化的区块链“锎”作为区块链通用平台的增强协议。锎注重合规，同时支持多个竞争企业在同一网络上一起工作时出现的各种需求（锎具有开放性）。
该规范的核心因素是智能合约、数字资产、记录资料库、基于去中心化的共识网络，和加密安全。此外，工业级的性能需求、身份验证、隐私和保密交易，一个可配置的共识模型等这些区块链基本要素，已经被添加进来。
2. 背景2.1“区块链”是什么？
区块链是一个新兴的技术模式，可以从根本上增强银行业、供应链、和其他交易网络在降低成本和相关的业务操作的风险的同时，为创新和成长创造新的机遇。自2009年以来，随着比特币在交易领域的迅速崛起，许多行业都投入大量资源到这个非常受欢迎的、但有争议的加密货币的底层技术上来。
区块链是一个点对点分布式总账技术，由于其高效、安全的进行 发行、交易、管理、服务资产的能力，首先在金融领域获得重视。分布式总账可以很容易的创建高性价比的业务网络而不需要一个中央控制点，在区块链生态系统中的每一个成员都维护自身的账本，协调事务。相反，中心化系统是低效、昂贵的，经常非标准化、中心化的组织运作流程。
区块链系统建立在“可复制、共享的账本”之上。网络中的每个参与者拥有一个完整
的交易账本的副本，能够从相同的可复制、共享的账本中获取信息。比特币作为最早应用的区块链技术，成功的将“价值转移”（如支付）这一巨大金融需求，变成了不需要中央权威机构来分散完成的事。但是，作为最早的开创式应用，也存在几个大问题：交易容量小、交易类型单一、挖矿的PoW机制无法适应金融需求。
在性能上，众多比特币的后继者们做出了很多的优化，像BitShares等系统已经能够达到证券级的要求；交易类型的丰富，Ripple等系统都能支持各种交易类型像挂单（Offer）等等，保证了实现金融领域大部分的类型实现陈芳辉。
当前区块链的重大发展方向，就是将专用系统向更符合现实世界的通用系统努力。而最可能达成这个目标的，就是“智能合约”的发展。
2.2智能合约
如同在商业领域共享总账概念获得的吸引力，“智能合约”也在工业领域得到了很多
的关注。一个智能合约是部署在区块链上的，共享的并且被利益相关者共同验证的业务规则的集合，可以处理信息，接收、储存和发送价值。一个智能合约，通过受信任的方式，允许所有的利益相关者去验证合同的有效性，有效的形成一组自动化的业务流程。
智能合约是区块链上用计算机语言而非法律语言记录的合约，通过计算系统自动执行，无需第三方那人那山那狗，当约定条件被触及，交易就会发生。如果约定资产在链上（比如数字货币），则会自动转入交易对方名下；如果在链下（比如公寓）,账目上的变动也会记录在链。智能合约将大大降低整个交易过程的成本。
如上图，区块链通过交易数据解决了价值传输，智能合约将解决经济领域更为广泛的
合约问题。
3.为什么需要一个全新的锎
作为一个新兴技术，现有的区块链未能满足众多复杂的商业交易中的需求。可伸缩性挑战，缺乏保密机制和隐私交易的支持，还有其他的局限性，使其对许多关键业务是行不通的。为了让这个平台在时间上是弹性的，并且支持整个行业需求，它应该是轻量级的，模块化的，可配置的组件实现扩展性(交易验证，区块共识等等)。
3.1 “锎”——增强区块链通用平台
我们现在要说的“锎”是一个和区块链相关的技术，也可以说是一个被命名为“锎”
的增强区块链，旨在于建立一个提供通用区块链智能合约服务的平台，未来任何企业或个人想要利用增强区块链的智能合约功能进行知识产权保护、财产公证、物联网金融、协议管理、虚拟资源等技术应用时，都无需再费时费力自行建立区块链，而是可以直接利用“锎”这个区块链平台，在此平台之上便捷的实现相关的应用！而这些应用对于目前的商业社会来说，都是极具革命性的进步，可以将人类社会推向另一个更高级的时代，从信息时代进入到信息的自由公证即智能合约时代！
通用区块链平台，除了类似Ripple、HyperLedger这类平台的基本特性外，必须着重几个特性需求（Featured requirements）：
模块化的共识机制
由于不同的行业和地区可能会运行自己的网络，不同的网络可能需要部署不同的共识算法，以适应他们的使用情况。锎协议的一致性算法必须是可调配的，允许用户在部署过程中选择自己的一致性算法。锎协议在它的最初版本提供了拜占庭容错实现（BFT），使用了PBFT协议；目前使用性能更优化的SIEVE协议。我们预计在将来会有增加更新的共识算法模块。
智能合约
区块链的逻辑，通常被称为“智能合约”，是当事人在代码中说明所有相关条款，并自我执行的协议，可以自动结算，可以被未来的签名或触发事件所决定（行为）。智能合约提供定义智能合约模板语言的能力，通过限制执行环境和计算灵活度的功能，来满足法律合同的要求。
性能和可扩展性
如果区块链成为经济意识的互联网的基础设施，那么它的性能必须被设计为长期的。总账或账本集合必须可以持续运行100年以上，仍然允许在用户接受的时间内发现、搜索、身份确定和其它关键的功能。同样的，在一个给定的网络中，节点和交易者的数量可能随着时间的推移变得非常大，基础设施必须能够在不导致性能降级的前提下处理这样的扩展。
隐私和保密的重要性
我们相信，对于任何区块链来说，一个基本要求是在网络上的未经授权的第三方，不能以任何身份和行为模式检查账目。我们也允许区块链用户做出一定的业务逻辑和（或）其他参数的交易机密，使其对于合同或资产转移的利益相关者以外的其他任何人都是不可访问的。
3.2 “锎”的能量价值
“锎”原意是一种高能量的放射性元素，因此锎区块链系统也设计了一种锎能量扯淡碑，来作为这种中间等价物。锎将会通过与其它一些项目的合作，将锎植入到这些项目中，使得锎能够对这些项目的应用起到增益的作用，就像为其注入了能量一般！由于有了能量的增益，自然也就有了价值，顺理成章成为信用平台的中间等价物。
作为一个区块链技术通用智能合约平台，首先需要树立自身的信用价值，区块链本身的分布式技术自带天生的信用，但是还需要为它赋予一定的价值作为中间等价物，才能让它更好的行使一个智能合约平台的功能，无论是知识产权公证，协议管理等等应用，都会需要用到这种有价值的中间等价物。因此锎能量并非纯粹的虚拟货币，而是服务于智能合约的中间等价物，主要作为数字资产抵押等用途。
4.体系结构
在研究了多个新兴的区块链系统之后，我们发现，IBM开源的开放式区块链技术
Open BlockChain(OBC)非常符合我们的特性需求。在底层结构上，扩展性方面，能满足我们的需求，而且OBC是开放的系统，能够对接不同业务层面的业务逻辑。所以我们在OBC基础之上建立了我们的锎增强区块链。
在金融公司包括摩根大通，伦敦证券交易所和美国富国银行以及如思科和英特尔的技术专家的支持下，科技巨头IBM 已经推出了一个开源的区块链。它被称为开放区块链（OBC），又称HyperLedger。
4.1 开放式区块链（OBC） 架构概述
OBC预计有很多区块链组成网络，每个网络分类为不同的目标。虽然有可能是一个流行的通用网络的单一实例，但是不需要任何一个网络账簿依赖其他任何网络作为其核心功能。尽管这个级别的网络是独立的，OBC仍然允许不同的网络账簿之间的相互作用。
上图展示了的OBC的三类对齐排列参考架构：会员（Membership），区块链，链码（Chaincode）。这些类别是一个逻辑结构，不是把组件物理的划分成独立的进程、地址空间或（虚拟）机器。
这些组件将被从基础上建造，有的将使用现有的开源代码，有的将和现有的服务连接起来实现所需要的功能。
会员（Membership）服务管理网络上的身份、隐私和保密性。参与者登记获得身份，权威机构发行交易的安全密钥。信誉经理有权利审计交易相关的参与者，假设每个审核员都被参与者赋予了适当的访问权限。
区块链服务通过点对点协议管理分布式总账，这是建立在HTTP/2之上的。优化的数据结构通过在全球范围内的众多参与者中进行复制来提供有效的方案。不同的共识算法保证强一致性(容忍BFT的不良行为，容忍延迟、崩溃、中断，或Pow的审查)每个配置可以被插入和部署。
4.2 链码（Chaincode）实现的智能合约
链码服务是在验证节点上一种安全和轻便地沙盒链码执行方式。环境是“锁定”和一被签名的基础镜像的安全容器，包含安全操作系统和链码语言，运行时和Golang的SDK镜像，JVM，和Node.js。如果需要，可以使用其他编程语言。
链码是分散的事务程序，运行在验证的节点上。链码服务不依赖任何特定的虚拟机或计算机语言来，使用Docker来控制链码。Docker提供了有担保的, 轻量级的沙盒链码执行方式。
安全注册服务使基础OBC图像和含有链码的自定义镜像安全Docker Registry。
“世界状态”描绘了每个链码的状态。每个链码被分配了状态，可以用来以键-值
（key-value）格式存储数据，其中键和值可以是任意的字节数组。全世界还包含了它对应的块号。
链码交易在链码部署上是有时限性的和可配置的，类似于数据库调用或Web服务调用。如果一个交易超时，它被认为是一个错误，并且不会引起总帐上的状态变化。如果调用者具有相同的严格的保密范围，一个链码功能可以调用另一个链码功能；即如果他们分享同样的验证器，一个机密链码可以调用另一个机密链码。
由于交易是运行在一个新的块上，在区块链上的最后一块的世界状态增量是被维护的。如果当前块能够达成共识，更改会被提交到数据库，然后世界状态块数量递增1。如果不能达成共识，增量被丢弃，数据库不被修改。
4.3 量子发行 & 挂单撮合
除了OBC的几个系统模块，我们在OBC的基础之上，主要增加了几个重要模块：量子发行、挂单撮合、路径发现。
挂单撮合服务是在数字资产管理的业务里最常见的应用。价值流动除了直接的payment交易类型外，还有很多证券化的场景。我们内置实现了撮合系统，保证价值的最大化和流动性增强。撮合系统在某资产内是相对中心化的，为了保证证券级的效率，所有买卖队列通过全内存的数据库实现。
路径发现（Pathfinding） 服务广泛用在跨资产交易领域（比如外汇FX就是典型应用）。在允许互相交易的多个资产里，需要Pathfinding技术，为买家提供一个“最短路径”，最低成本的达成一个跨资产交换。该模块保证跨资产交换的交易是原子性的，即不用担心多重换汇导致的中间问题，只要能达成交易，一定是多对资产可撮合的结果。这里面也涉及到分布式锁的处理等问题。
量子发行是完成能量传输,体现价值流动的算法保证。前面章节提到，锎作为一个区块链技术通用智能合约平台，首先需要树立自身的信用价值。通过量子发行，我们仿真了神经网络，使得锎能量能够在账号结成的网络里流动，并且通过这种措施，促进网络节点数保持安全水平之上，保障分布式系统的健壮和稳定。量子发行作为锎系统重要的组成导游欢送词，而且借鉴了量子计算、神经网络的复杂算法，其核心算法将在下一节专门描述。
5. 锎的量子发行
学习和借鉴神经网络和量子计算，能够更好的理解锎的量子发行算法。
5.1 说明：
随着锎节点和其交易的增加，锎系统将逐步形成一个巨大的网络，而这个网络要处理的事务就是“智能合约”。这个网络的每个节点都是一个智慧的大脑在控制，用神经网络的结构组合成一个超级神经网络，随着锎应用的扩展，我们将会发现锎系统可以进行越来越多需要高级智能的合约业务。更抽象一点说，锎系统可以如同神经网络一般自我进化，他能够处理的问题甚至会超过我们今天的想象驾笼真太郎。
而我们为什么称锎的发行为量子发行，是因为它借鉴了神经网络和量子计算近似的结构和算法，用以计算出最佳的发行效率，使锎网络能够用更健康、更快速的成长起来！而这个寻找最佳发行机制的算法，同样可以利用到别的问题求解中，意味着锎系统实际上可以成为一个开放式的人工智能神经网络和量子模拟算法处理器。
由于锎系统的每个节点都是一个智慧大脑，锎系统网络可以特别利用这一优势执行一些有关于社会和经济的预测问题，比如股票涨幅的预测，金美幸黄金价格的走势，国家货币的汇率，全球经济的风向等等。这是其他人工智能系统难以企及的高度！
在锎发行机制中，每个钱包节点都有一个最基本的目标——获取最多的发行，而我们通过设计不同的函数来控制这个目标（就如同量子计算中那些开关的偏差值规则），就能够利用锎系统的发行来解决相应的问题。比如我们希望利用锎系统来预测黄金价格，我们需要设置一个函数，通过这个函数获取每个钱包用户对黄金相关或不相关指数的态度和看法，并通过函数设计的方式反馈到锎网络中，锎网络通过每个输入的状态进行不断训练和调整偏差值，最终将可以越来越准确的预测黄金价格！
锎的未来要成为金融预测方向上的超级人工智能。因此锎将逐步开放各种金融参数的训练机制，并将这些机制用于最初发行算法预留的接口相结合，让更多节点到参与神经网络的训练中去。正在实现某金融衍生工具的智能合约，同发行算法相结合。
当然，锎网络的第一个功能要解决的目标是，通过发行让锎系统自身更快更好的扩展节点和建立连接。
5.2 名词定义：
节点 (Node)：钱包(wallet)，也就是账户(account)。节点中余额(balance)大于1的，才算是有效节点，参与后续增长率、发行的计算。
链接 (Link)：节点之间如果有交易，就能建立一条链接。如果双方有多次交易北大侠客行，那么链接方向只取第一次交易，因为交易可以有多次，链接只能有一条。
权值 (Weight)：每条链接都有两个权值，针对不同的方向，拥有不同的权值，表示该链接的强度萝莉节，强度与交易额无关，但与该交易发生的时间有关，越早的交易权值越大，比如某个节点建立的第一条交易，权值就等于1，第二条交易初始权值为1/2，第三条交易的初始权值为1/3，第四条交易的初始权值为1/4,以此类推李香兰是谁。因为每条链接都有两端，两端的节点针对这条链接有各自不同的权值。
假设a->d 发生了两者间的第一次交易，则a->d是一个新生成的链接（且固定不可变更和消失），这条链接的 a节点的权值Wa 为此时A 节点的度---即 3---的倒数：1/3；而Wd = 1/2（此时d 节点的度为2）。
所有链接两端的权值
链接和权值，都是两节点第一次交易时创建，且后期不会再变更的固定量。
节点的阈值 (Threshold)：神经网络算法中，每个节点都有一个阈值，用于控制该节点是否被激活，在锎网络中，节点的初始阈值就是其持币量（balance）。
活跃度 (Activeness)：节点近期的活跃状况，包括交易次数，对手活跃度等指标。
能量 (Energy)：节点累计和传递的单位，类似神经网络中的信息传递。
5.3 算法文字说明
1、文字描述采用“自底向上”法，即先描述组成要素的各部分算法，再描述最终整体发行算法。
2、关于发行量：锎系统每日发行一次，发行增量系数J为原有锎数量之0.1%，但发行量受到钱包增量的调控，钱包数量的累计日平均增率为q，如果q>J，则J = J * (1 + q)
如果q <= J，则J = J * (1 + q – J ) ); 并且J的值每天都不断迭代更新；只要钱包不断增加千金转校记，锎就会不断发行，钱包数量饱和之后，锎的发行就会逐渐收敛，保持锎的供应量与实际应用相当，既不会通货膨胀，也不会通货紧缩。
3、计算活跃度：每个节点都有一个活跃度，表示该节点近期的活跃状况，大致来说，近期交易越多（主要指收入），交易对象的活跃度越高，本节点就越活跃。活跃度与发行收入相关，因此每个节点都会希望提高自己的活跃度，让更多的人给自己转账就是提高活跃度的根本方法，比如商家接收锎支付，将可以大大提高其活跃度。计算单个节点活跃度的方法如下：搜索与本节点有正向交易的其他节点（即本节点作为接收方），对于第一次使用的交易，直接累加其持币量到本节点的活跃度之中，对于以前的结算中使用过的交易，每使用过一次爱在华师大，就将其持币量乘以1/2（如：使用过3 次了，就要乘1/8），再将乘过后的结果累积到本节点的活跃度中，如此便计算完成了本节点第一层连接的活跃度，然后再递归计算第二层和第三层，三层之内的节点持币值都按照上诉方法全部累加起来（重复节点只累计一次），便是本节点的最终活跃度。
4、能量传输：类似神经网络和量子系统的能量传输，锎网络中的重点也是能量的传递，每个节点本身会以其自身持币量作为起始能量并乘与相应的权值传输到下一层链接的节点，能量的传输与链接方向无关，只与链接的权值相关，能量只通过权值大的一边传递到权值小的一边，不能反向传输。只计算权值>=1/5的边。节点收到传递过来的能量后，只要该能量大于1，则将按照同样的规则将能量继续传递出去，每次能量的转传递，都会有权值的e 次方的衰减。
可见，节点e 的能量传输给了c（因为c的权值小），继续传给a（c的权值和a相等可以互通）；d 的能量有两条路径传给a，一个是直接传输（Wd>Wa），一条是经过b（Wd>Wb）再传给a（Wb>Wa）。
5、能量累计（Energy Accumulation）：当节点接收到第一个能量E1时，首先比较其是否大于其阈值Th，如果E1>Th大丑风流记2刘晓靓，则累计能量Th，并将阈值提升为E1，如果E1<=Th，则只累计能量。之后节点如再接收到能量时，首先判断能量累计后是否会超过阈值，如果会超过，则能量=当前阈值，并将阈值提升到新能量加上老能量的累计值，否则只需累计能量即可。
6、活跃度对节点能量的影响：节点最终能量 = （累计能量+持币量+训练参数） ×ln(活跃度+持币量+训练参数)
7、以所有节点的最终能量作为配比，进行发行。
8、网络训练：训练目标是希望让节点能量值与活跃度的数值比与现实市场的对应数值比更接近，以此达到让发行算法更满足市场本身的内在规律；也就是说，如果系统中能量值与活跃度的反差比较大，说明需要调整，越能能够成正比辛酉刀法，市场越健康，基于此目标设计的神经网络的量子退火训练算法：基于神经网络的训练算法，用量子退火算法作为寻求最优权值的子算法，全包权值的调整尽快收敛，达到最佳效果。（目标：调整活跃度较低的节点的权值，使其在下次发行计算时，能量传输能力也相应降低；反之调整活跃度较高节点的权值，使其在下次发行时，能量传输能力也相应上升）通过网络训练，使系统将锎发行到市场最需要的地方去，能够让锎的系统更健康更有效。
5.4 算法形式化描述：公式1：节点（账号） i 在第n 日获得的发行收益
其中 V 是所有节点数目；Ei 是节点i 在第n 日发行时计算出来的最终能量（公式3 描述）；Qn-1是昨日锎的总数；J(是发行系数(公式2)。
公式2：第 n 日发行系数 J的计算
其中，qn-1是用户昨日增长率。
公式3：节点i在第n日发行的最终能量。
其中Eai是累积能量（见公式5）；Ai是活动节点（见公式4）；Hi是自己的当前持币量，且大于1（持币量>1的才参与计算）；M是节点的训练参数（目前为0）。
公式4：节点活跃度A的计算，依赖于该节点的正向交易的所有对手方的持币量Hj 和最 新交易的生命期T（以天为单位，1 天内的T=1, 两天内的T=2…也就是说最新交易生命期每过一天活跃系数减半）。活跃度计算依交易形成图回溯计算3 层。
公式5：能量的累积Ea的计算
其中Δ是能量的能量传输增量（公式6给出）
公式6：能量传递计算。能量只能由链接的权值大的一端，向权值小的一端传输，且能量 传输的值为：
其中，e是自然对数，e=20718, Wi是节点i在这条链接上的权值侯思思，是常量（公式7 说明）。在计算一个节点?i值时，需要枚举出节点的所有链接（度），根据此公式循环计 算。
公式7：节点i对某个节点j的权值，定义为：一旦两节点i、j之间发生第一次转账交易时，n 为节点i当时的“度”（图论中，节点的度=该节点连接的边数），则
至此，7 个公式完整模拟了网络的量子叠加，动态平衡的过程。
6. 总结
为了充分了解区块链技术的潜力，并且创建一个标准可以用于多种不同的用途，我们设计了锎网络，锎网络是灵活的、可扩展的。此外，我们还简述了锎协议的实现。
锎既是一个通用的区块链技术智能合约平台，也是一个孕育着能量价值的载体；随着区块链技术从一个新生事物到全球普及性的应用，这是一个类似于互联网革命级别的新趋势，锎在这个趋势中，首先提出平台与能量价值的概念，可以预见，“锎”必将如其原型的高能金属一般，蕴藏能量，创造价值！
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