AIMP — AI Mesh Protocol

एक प्रायोगिक, सर्वर रहित नेटवर्किंग प्रोटोकॉल, जो खंडित, कम-बैंडविड्थ नेटवर्कों में स्वायत्त एजेंटों के बीच लचीला अवस्था सिंक्रनाइज़ेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। Merkle-CRDTs और क्रिप्टोग्राफ़िक पहचान पर निर्मित — कोई केंद्रीय प्राधिकरण नहीं, कोई वैश्विक DNS नहीं, हमेशा लिखने योग्य।

पेपर

लेखक प्रोफ़ाइल: ResearchGate · ResearchHub

प्रोटोकॉल स्टैक

नया क्या है

v0.4.0 — नियतात्मक शब्दार्थ टोपोलॉजी

L3 v0.3.0 में एप्लिकेशन को मैन्युअल रूप से ज्ञान ग्राफ (समर्थन/विरोधाभास किनारे) बनाने की आवश्यकता थी। v0.4.0 स्वायत्त धार निर्माण के साथ इस अड़चन को समाप्त करता है:

• दावे एक वैकल्पिक QuantizedEmbedding([u64; 4]) रखते हैं — एक 256-बिट SimHash जो एप्लिकेशन-साइड पर एक विहित एम्बेडिंग मॉडल से गणना की जाती है।
• प्रत्येक युग की सीमा पर, प्रोटोकॉल जोड़ीवार हैमिंग दूरी (XOR + पॉपकाउंट, ~1 ns प्रति जोड़ी) की गणना करता है और करीबी जोड़ियों (d <= 30 बिट्स) के लिए समर्थन किनारे और दूर की जोड़ियों (d >= 200 बिट्स) के लिए विरोधाभास किनारे उत्सर्जित करता है।
• किनारे की ताकत आधार अंकों में दूरी के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है (d=0 → 10000 bps, d=30 → 1000 bps)।
• एक max_k_nearest सीमा किनारे के घनत्व को O(N) तक सीमित करती है, विश्वास प्रसार के विस्फोट को रोकती है।
• embedding_version: u32 प्रोटोकॉल-स्तरीय मॉडल उन्नयन के लिए असंबद्ध अव्यक्त स्थानों को अलग करता है।
• ऑटो-किनारे L2 गपशप के माध्यम से भौतिक होते हैं, होलोग्राफिक रूटिंग के माध्यम से GC से बचे रहते हैं।
• मृत क्षेत्र (31-199 बिट्स) अस्पष्ट दावों को अनाथ करता है — ज्ञानमीमांसीय रूप से सही अलगाव।

// Autonomous truth discovery: 10,000 claims → 50 ms scan, O(N) edges
// No floats. No coordination. No central authority.
let edges = auto_edge_generator.generate_edges(&epoch_claims);

v0.3.0 — सहसंबंध-जागरूक विश्वास एकत्रीकरण

L3 v0.2.0 मानता है कि सभी साक्ष्य स्रोत सांख्यिकीय रूप से स्वतंत्र हैं (नाइव बायस)। यह पैथोलॉजिकल अति-विश्वास पैदा करता है जब भौतिक रूप से सहसंबद्ध सेंसर (जैसे, एक ही छत पर 100 IoT उपकरण) या शब्दार्थ रूप से सहसंबद्ध एजेंट (जैसे, एक ही डेटासेट पर फाइन-ट्यून किए गए LLM) समान अवलोकनों की रिपोर्ट करते हैं।

v0.3.0 ग्रिड-सेल सहसंबंध छूट प्रस्तुत करता है:

• प्रत्येक दावा एक वैकल्पिक CorrelationCell(u64) रखता है — स्थानिक, शब्दार्थ या लौकिक निकटता के लिए एक असतत निर्देशांक।
• प्रत्येक कोशिका के भीतर, साक्ष्य को ताकत के अनुसार क्रमबद्ध किया जाता है और ज्यामितीय रूप से छूट दी जाती है: सबसे मजबूत स्रोत 100% भार बनाए रखता है; प्रत्येक बाद के स्रोत को discount_bps^rank / 10000^rank (डिफ़ॉल्ट 30%) प्राप्त होता है।
• 30% छूट के साथ, N सहसंबद्ध सेंसर एक एकल सेंसर के साक्ष्य के ~1.42x पर अभिसरण करते हैं — N के बावजूद। भोली विधि Nx प्रवर्धन उत्पन्न करेगी।
• CRDT साहचर्य चुनौती (ज्यामितीय क्षय आंशिक विलय में गैर-साहचर्य है) को स्थापत्य रूप से हल किया जाता है: युग न्यूनीकरण (temporal_grid, fingerprint, correlation_cell) द्वारा बकेट करता है, पूर्ण सेट पर परमाणु गणना की गारंटी देता है।
• correlation_cell: None वाले दावे v0.2.0 के समान व्यवहार करते हैं (शून्य प्रतिगमन)।
• सभी अंकगणित केवल-पूर्णांक (i32/i64, आधार अंक) है। कोई फ्लोट नहीं। ZK-तैयार।

// 100 co-located sensors, 70% confidence each:
// v0.2.0 (naive):  100 × 847 = 84,700 milli-log-odds → ~100% (hyper-confident)
// v0.3.0 (30%):    847 × Σ(0.3^i) ≈ 1,207 milli-log-odds → ~77% (realistic)

आर्किटेक्चर

aimp_node/          Rust संदर्भ कार्यान्वयन (Cargo वर्कस्पेस सदस्य)
  src/
    crdt/           Merkle-DAG इंजन, अभिनेता मॉडल, एरीना आवंटक, कोरम सर्वसम्मति
    crypto/         Ed25519 पहचान, BLAKE3 हैशिंग, शून्य-विश्वास फ़ायरवॉल
    network/        UDP गपशप, Noise Protocol XX सत्र, प्रति-सहकर्मी दर सीमा
    protocol/       वायर प्रारूप (MessagePack), टाइप किया गया पेलोड एनम
    epistemic.rs    L3 एपिस्टेमिक लेयर (v0.3.0): लॉग-ऑड्स, विश्वास प्रसार, सहसंबंध छूट
    semantic_topology.rs  L3 शब्दार्थ टोपोलॉजी (v0.4.0): SimHash एम्बेडिंग, ऑटो-एज जनरेशन
    decision_engine.rs  प्लग करने योग्य नियतात्मक निर्णय इंजन (ट्रैट + नियम इंजन + हॉट-रीलोड)
    error.rs        एकीकृत AimpError प्रकार पदानुक्रम
    dashboard/      Ratatui TUI
    config.rs       सत्यापन के साथ गतिशील विन्यास
    event/          संरचित लॉगिंग + Prometheus मीट्रिक्स (काउंटर + हिस्टोग्राम)
  tests/            एकीकरण परीक्षण
  benches/          Criterion बेंचमार्क
aimp_testbed/       Python SDK (aimp-client) + CLI टूल + अराजकता परीक्षण
deploy/             Systemd सेवा, Firecracker माइक्रोVM, स्थापना स्क्रिप्ट
formal/             TLA+ अभिसरण + कोरम सुरक्षा + विश्वास अभिसरण विनिर्देश
docs/               पेपर 1 (Typst स्रोत + PDF)
v0.2.0/             पेपर 2: एपिस्टेमिक लेयर (Typst स्रोत + PDF)
v0.3.0/             पेपर 3: सहसंबंध-जागरूक एकत्रीकरण (Typst स्रोत + PDF)

रणनीतिक लाभ

मुख्य विशेषताएं

कोर इंजन (v0.1.0)

• tokio::mpsc के माध्यम से शून्य-साझा-अवस्था CRDT के साथ अभिनेता मॉडल
• O(1) सम्मिलन और SoA लेआउट के साथ स्लैब/एरीना आवंटन
• आराम पर ChaCha20Poly1305 एन्क्रिप्शन के साथ redb के माध्यम से टिकाऊ स्थायित्व
• डोमेन पृथक्करण के साथ HKDF-SHA256 कुंजी व्युत्पत्ति
• लिखने पर अमान्यकरण के साथ कैश्ड मर्कल रूट
• स्लैब मेमोरी पुनर्ग्रहण के साथ वास्तविक मार्क-एंड-स्वीप GC
• CRDT अभिनेता में एकीकृत युग-आधारित GC ट्रैकिंग

एपिस्टेमिक लेयर (v0.2.0 — v0.4.0)

• पूर्णांक लॉग-ऑड्स अंकगणित (i32, मिली-लॉग-ऑड्स) — कोई फ्लोट नहीं, 100% नियतात्मक
• दो-पास मार्कोवियन विश्वास प्रसार (समर्थन → विरोधाभास, कोई दोलन नहीं)
• Sybil-प्रतिरोधी प्रतिष्ठा: नए नोड 0 से शुरू होते हैं, प्रतिनिधिमंडल आवश्यक, प्रतिष्ठा खर्च
• ग्रिड-संरेखित युग न्यूनीकरण भौतिक संघनन के साथ (सारांश GC से बचते हैं)
• चक्र का पता लगाना (सॉर्ट किया गया DFS) आत्मविश्वास मुद्रास्फीति लूप को रोकता है
• v0.3.0: सहसंबंध-जागरूक एकत्रीकरण — सह-स्थित सेंसर / LLM के लिए ज्यामितीय छूट
• v0.3.0: परमाणु कोशिका न्यूनीकरण — CRDT सुरक्षा के लिए (युग, फिंगरप्रिंट, सेल) द्वारा बकेटिंग
• v0.4.0: नियतात्मक शब्दार्थ टोपोलॉजी — SimHash एम्बेडिंग, स्वायत्त किनारा निर्माण
• व्यक्तिपरक तर्क / Dempster-Shafer से 98-142x तेज़ (आर्किटेक्चर में बिट-समान)

नेटवर्किंग और सुरक्षा

• Noise Protocol XX एन्क्रिप्टेड सत्र (डिफ़ॉल्ट रूप से चालू)
• प्रति-सहकर्मी टोकन बकेट दर सीमा (पूर्णांक अंकगणित)
• HashSet + VecDeque के माध्यम से O(1) गपशप नकल उन्मूलन
• सर्किट ब्रेकर के साथ TTL रीप्ले हमले का पता लगाना
• सत्र LRU निष्कासन (TTL + अधिकतम संख्या)
• रोलिंग उन्नयन के लिए प्रोटोकॉल संस्करण श्रेणी वार्ता

निर्णय इंजन और सर्वसम्मति

• RuleEngine कार्यान्वयन के साथ प्लग करने योग्य DecisionEngine ट्रैट
• aimp_rules.json से हॉट-रीलोड नियम (कोई पुनरारंभ आवश्यक नहीं)
• लगातार सत्यापित निर्णयों के साथ BFT कोरम मतदान
• प्रति ऑपकोड टाइप किया गया Payload एनम (संकलन-समय सुरक्षा)

अवलोकनीयता

• Prometheus काउंटर, गेज और विलंबता हिस्टोग्राम
• उप-जांच और HTTP स्थिति कोड के साथ समग्र /health एंडपॉइंट
• TUI डैशबोर्ड के साथ संरचित SystemEvent लॉगिंग

संचालन

• एकीकृत AimpError प्रकार पदानुक्रम (अब और Box<dyn Error> नहीं)
• कॉन्फ़िग सत्यापन (अमान्य पैरामीटर संयोजनों को अस्वीकार करता है)
• 5-सेकंड टाइमआउट के साथ सुचारु शटडाउन
• Systemd हार्डनिंग सेवा फ़ाइल
• CI/CD: lint, परीक्षण, सुरक्षा ऑडिट, दस्तावेज़, क्रॉस-संकलित रिलीज़

बेंचमार्क

Criterion के साथ Apple Silicon (M-series) पर मापा गया, एकल-थ्रेडेड, fast-crypto मोड:

सिस्टम-स्तर

सिम्युलेटेड 5-नोड क्लस्टर एंटी-एन्ट्रॉपी सिंक के साथ (इन-प्रोसेस, Apple Silicon):

नेटवर्क क्षति (netem सिमुलेशन)

सिम्युलेटेड पैकेट हानि, विलंबता और विभाजन के तहत अभिसरण (5 नोड्स, 50 उत्परिवर्तन/नोड):

AIMP ~80% पैकेट हानि तक कुछ ही एंटी-एन्ट्रॉपी राउंड में अभिसरित होता है, शालीनता से गिरावट करता है।

क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म (ARM64 संसाधन-सीमित)

Docker ARM64 Linux RPi-श्रेणी संसाधन सीमाओं के साथ:

RPi Zero श्रेणी के हार्डवेयर पर भी, थ्रूपुट दर सीमा से 3 ऑर्डर अधिक है।

Automerge v0.7 के साथ तुलना

एक ही हार्डवेयर, एक ही संक्रियाएं, एकल-थ्रेडेड, target-cpu=native:

AIMP ring के साथ Automerge को उत्परिवर्तन पर 1.37x (प्रति लेखन Ed25519 के साथ) और विलय पर 2.4x बेहतर प्रदर्शन करता है। Yrs उत्परिवर्तन पर सबसे तेज़ है (कोई क्रिप्टो नहीं) लेकिन AIMP विलय Yrs के 26% के भीतर है।

# अधिकतम थ्रूपुट के लिए ring बैकएंड सक्षम करें
RUSTFLAGS="-C target-cpu=native" cargo run --release --features fast-crypto,fast-alloc

बेंचमार्क स्थानीय रूप से चलाएं:

cargo bench --manifest-path aimp_node/Cargo.toml             # माइक्रो-बेंचमार्क
cargo run --release -p aimp_node --example bench_convergence  # सिस्टम बेंचमार्क
cargo run --release -p aimp_node --example bench_netem        # नेटवर्क क्षति
docker build -f Dockerfile.bench -t aimp-bench . && \
  docker run --rm --memory=1g --cpus=1 aimp-bench             # ARM64 सीमित

औपचारिक सत्यापन (TLA+)

L2 — CRDT अभिसरण

TLC ने 10 समानांतर कार्यकर्ताओं और शून्य उल्लंघनों के साथ <1 सेकंड में 16 की गहराई तक 46,063 राज्यों (9,558 अलग) का अन्वेषण किया। बग पाए गए: 2 शुद्धता बग (आउट-ऑफ-ऑर्डर हेड्स, कोरम डबल-वोटिंग)। दोनों ठीक किए गए।

L3 — विश्वास अभिसरण

व्यापक बाउंडेड सत्यापन: 199,902 कॉन्फ़िगरेशन (5 गुण, N=6 नोड्स तक)। बग पाए गए: 1 विश्वास प्रसार फॉर्मूला बग (t_{k+1} = t_k + At_k बनाम सही t_{k+1} = t_0 + At_k)। ठीक किया गया।

त्वरित प्रारंभ

1. नोड चलाएं

cargo run -- --port 1337 --name node1

2. Python CLI

cd aimp_testbed
pip install -e .
aimp-cli health --target 127.0.0.1 --metrics-port 9090
aimp-cli infer "Check valve pressure in sector north"

3. परीक्षण और बेंचमार्क चलाएं

make test                     # गुण-आधारित + एकीकरण परीक्षण
make bench                    # Criterion बेंचमार्क
make lint                     # फ़ॉर्मेट + clippy
make docs                     # rustdoc जनरेट करें

एज परिनियोजन

AIMP शून्य रनटाइम निर्भरता के साथ एकल स्थिर बाइनरी के रूप में चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कोई Docker, कोई कंटेनर रनटाइम, कोई JVM नहीं।

त्वरित परिनियोजन (बेयर मेटल)

# अपनी आर्किटेक्चर के लिए बाइनरी डाउनलोड करें
curl -LO https://github.com/fabriziosalmi/aimp/releases/latest/download/aimp_node-aarch64-linux
chmod +x aimp_node-aarch64-linux

# systemd सेवा के रूप में स्थापित करें
sudo deploy/install.sh ./aimp_node-aarch64-linux

# प्रारंभ करें
sudo systemctl start aimp-node
curl localhost:9090/health

स्रोत से क्रॉस-कंपाइल करें

make install-cross-targets   # एक बार: musl लक्ष्य स्थापित करें
make edge-arm64              # ARM64 (RPi 4/5, Jetson, Graviton)
make edge-armv7              # ARMv7 (RPi 2/3, औद्योगिक PLC)
make edge-x86                # x86_64 (एज गेटवे)
make edge-all                # सभी तीनों

Firecracker माइक्रोVM (मल्टी-टेनेंट अलगाव)

कई अविश्वसनीय वर्कलोड चलाने वाले एज गेटवे के लिए:

sudo make microvm-rootfs     # AIMP के साथ ~15MB Alpine रूटफ़्स बनाता है
firecracker --no-api --config-file deploy/firecracker/vm-config.json

बूट समय: ~125ms. मेमोरी: 64MB. vCPU: 1.

Systemd सेवा

शामिल सेवा फ़ाइल (deploy/systemd/aimp-node.service) प्रदान करती है:

विन्यास

कॉन्फ़िगरेशन (उच्चतम प्राथमिकता पहले) से लोड किया जाता है:

1. CLI तर्क (--port, --name)
2. पर्यावरण चर (AIMP_PORT, AIMP_NOISE_REQUIRED, AIMP_PEER_RATE_LIMIT, ...)
3. aimp.toml फ़ाइल (वैकल्पिक)
4. हार्डकोडेड डिफ़ॉल्ट

डेटा प्रवाह

graph TD
    UDP[UDP Socket] -->|लिफ़ाफ़ा| RL[दर सीमक]
    RL -->|अनुमत| NP[Noise Protocol]
    NP -->|डिक्रिप्ट| FW[सुरक्षा फ़ायरवॉल]
    FW -->|मान्य| BP[बैकप्रेशर सेमाफोर]
    BP -->|परमिट| Parser[प्रोटोकॉल पार्सर]
    Parser -->|AimpData| CRDT[CRDT अभिनेता]
    CRDT -->|उत्परिवर्तन| DAG[Merkle-DAG + redb]
    DAG -->|छाँट| GC[युग GC]
    CRDT -->|मूल्यांकन अनुरोध| DE[निर्णय इंजन]
    DE -->|निर्णय + साक्ष्य| CRDT
    CRDT -->|कोरम वोट| QM[QuorumManager]

संबंधित कार्य

AIMP वितरित सिस्टम अनुसंधान के निम्नलिखित क्षेत्रों की अवधारणाओं पर निर्मित होता है:

• CRDTs — Shapiro et al., "A Comprehensive Study of Convergent and Commutative Replicated Data Types" (INRIA, 2011)
• Merkle-CRDTs — Kleppmann & Howard, "Byzantine Eventual Consistency and the Fundamental Limits of Peer-to-Peer Databases" (2022)
• BFT सर्वसम्मति — Castro & Liskov, "Practical Byzantine Fault Tolerance" (OSDI, 1999)
• बायेसियन एकत्रीकरण — Jaynes, "Probability Theory: The Logic of Science" (2003); विश्वास संलयन के लिए लॉग-ऑड्स अंकगणित
• विश्वास नेटवर्क — Kamvar et al., "The EigenTrust Algorithm for Reputation Management in P2P Networks" (WWW, 2003)
• व्यक्तिपरक तर्क — Jøsang, "Subjective Logic: A Formalism for Reasoning Under Uncertainty" (Springer, 2016)
• कॉपुला — Nelsen, "An Introduction to Copulas" (Springer, 2006); आश्रित साक्ष्य के लिए सहसंबंध मॉडलिंग
• Noise Protocol — Perrin, "The Noise Protocol Framework" (2018); snow क्रेट के माध्यम से XX हैंडशेक पैटर्न के लिए उपयोग किया जाता है
• गपशप प्रोटोकॉल — Demers et al., "Epidemic Algorithms for Replicated Database Maintenance" (1987)
• मर्कल ट्री — Merkle, "A Digital Signature Based on a Conventional Encryption Function" (CRYPTO, 1987)
• वेक्टर घड़ियाँ — Mattern, "Virtual Time and Global States of Distributed Systems" (1988)

लाइसेंस

MIT — Fabrizio Salmi, 2026.