BSV 区块链上的计算外包示例

Posted 2022-02-20 sCrypt 智能合约

我们提出一种新的范例，用 sCrypt 智能合约来外包密集型计算。这种方法适合解决大量的计算密集型问题。作为示例，我们把该方法应用到旅行推销员问题上。

旅行者 / 送花小哥问题

情人节这天，会有很多人订花送给心仪的对象，花店的送花小哥也将非常忙碌。在准备送花之前，他想要找到来往于所有目的地之间的最短路线。由于订单数量庞大，这需要大量计算[1]。因为 BSV 区块链具备超强的智能合约能力，他决定用该能力来应对这个挑战。

他部署了下面的合约，并将0.01个 BSV 锁定在合约 UTXO 中。任何人如果发现了比给定的阈值更短的路径，就可以解锁并赎回赏金[2]。值得注意的是，合约并不重新计算路线，而只是验证路线长度是否满足要求。

// travelling salesman problem
contract TSP 
    int threshold;
    // 10 * 10 adjacent matrix repressentation
    int[100] graph;

    public function verify(int[10] path) 
        int sum = 0;

        // verify it traverses each vertex exactly once
        int i = 0;
        loop (10) 
            int j = 0;

            loop (10) 
                if (j > i && path[i] == path[j])
                    exit(false);
            
                j = j + 1;
            

            i = i + 1;
        

        i = 0;
        // calculate path length
        loop (10) 
            sum = sum + this.dist(i, (i + 1) % 10);
            i = i + 1;
        

        require(sum <= this.threshold);
    

    // distance between vertex i & j
    function dist(int i, int j): int 
        return this.graph[TSP.index(i, j)];
    

    static function index(int i, int j) : int 
        return i * 10 + j;
    

实践中要考虑的问题

在实践中，因为路径问题的解决方案是明文的，可以被拦截，所以需要采用诸如R-Puzzle等措施来防止攻击者窃取解决方案。
此外，考虑到在截止日期前也许没人能找到解决方案，则需要再增加一个花费 UTXO 的条件（即一个 public 函数），让合约所有者可以赎回赏金。

推而广之

上述合约可以直接推广至解决一大类计算问题。这类问题很难解决，但很容易验证。例如，所有的NP完全问题都属于这类问题。
这种方法让 BSV 区别于其他的智能合约区块链。后者必须重新运行每个计算来进行验证，而前者不用重新计算就可以验证，这使后者具有极高的效率和可扩展性。结合小额支付，这打开了一个巨大的全球计算市场，比现有的更细粒度、更有竞争力、更有效率。

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[1]旅行推销员问题是NP完全问题。

[2]我们解决了拥有同样计算复杂度的旅行推销员问题的决策版本。