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Whitepaper

Ailo Network: Decentralized AI Through Distributed Inference & Federated Learning

"The community trains the model, the community owns the model."

1. Abstract

Ailo Network introduces a revolutionary approach to AI by combining distributed inference and federated learning directly in web browsers. Using Transformers.js and WebSocket coordination, Ailo enables multiple browsers to work together running AI models up to 600 billion parameters, far beyond what any single device could handle. This creates a truly decentralized AI infrastructure where users can both chat with AI models and contribute computing power to train them, earning AiloCoin rewards.

2. Introduction

2.1 The Problem

Modern Large Language Models require massive computational resources that only large corporations can afford. Running models like GPT-4, Llama 70B, or Grok 600B requires specialized datacenter infrastructure costing millions of dollars. This creates a dangerous centralization of AI power.

2.2 The Solution

Ailo Network democratizes AI access through two revolutionary approaches:

  • Browser Solo Inference: Run smaller models (up to 500M parameters) entirely in your browser using Transformers.js
  • Distributed Inference: Multiple browsers coordinate via WebSocket to run massive models (1.8B to 600B parameters) by sharing the computational load
  • Federated Training: Train models across thousands of browsers while keeping data private, earning AiloCoin rewards

2.3 Current Capabilities

As of December 2024, Ailo Network supports:

  • Solo models: Qwen 0.5B, GPT-2, DistilGPT-2 (instant, single browser)
  • Distributed: Qwen 1.8B (4 nodes coordinated)
  • Native Mining: Python CUDA Client for NVIDIA GPUs (10x-50x faster)
  • Roadmap: Llama 70B (64 nodes), Llama 405B (256 nodes), Grok 600B (512 nodes)

2.1 Key Innovations

  • Hybrid Training: Supports both Browser-Based (WebGL) and Native (CUDA) clients
  • Federated Aggregation: Privacy-preserving gradient averaging without sharing raw data
  • Proof-of-Contribution: Cryptocurrency mining that produces useful AI work
  • Sharded Weights: Efficient handling of billion-parameter models in limited memory

3. Architecture

3.1 Neural Network Model

Ailo employs a Transformer decoder-only architecture, similar to GPT-2, implemented entirely in JavaScript. The model specifications are:

Parameter Value
Total Parameters ~840 million (target 1.2B)
Transformer Layers 24
Embedding Dimension 1600
FFN Hidden Dimension 6400
Attention Heads 25
Vocabulary Size 50,257 (GPT-2)
Maximum Context 2048 tokens

3.2 Federated Learning Protocol

The training process follows the Federated Averaging (FedAvg) algorithm:

  1. Clients download the current global model Mt
  2. Each client k trains locally on data Dk for E epochs
  3. Clients submit gradients ∇Lk to the coordinator
  4. Coordinator computes weighted average of gradients
  5. New global model Mt+1 = Mt - η · Σ(wk · ∇Lk)
Mt+1 = Mt - η · Σk (nk/n) · ∇Lk

3.3 Weight Sharding

To handle 3.2 GB of model weights in browser memory constraints, Ailo implements a VirtualTensor system that splits weights into 35 binary chunks. Chunks are cached in IndexedDB after first download, enabling instant loading on subsequent visits.

4. Proof-of-Contribution (PoC)

Traditional Proof-of-Work cryptocurrencies waste enormous computational resources on hash puzzles with no practical output. Ailo introduces Proof-of-Contribution, where mining work directly improves the AI model.

4.1 Contribution Validation

The coordinator validates each contribution by:

  • Verifying loss reduction on held-out validation set
  • Checking gradient magnitude for statistical plausibility
  • Validating digital signature from user wallet
  • Rate limiting to prevent Sybil attacks

4.2 Reward Formula

Contributors receive AiloCoin proportional to their contribution quality:

Reward = BaseRate × BatchSize × (1 + LossBonus)

Where LossBonus increases for contributions that significantly reduce model loss.

4.3 Distributed Inference Rewards

In addition to training rewards, users earn AiloCoin by contributing computational power for distributed AI inference:

  • Inference Participation: Nodes that join distributed inference rooms process requests collaboratively
  • Reward Rate: 0.05 ALC per successful inference processed
  • Models Supported: Qwen 1.8B (4 nodes), Llama-2 7B (12 nodes), Llama-2 70B (120 nodes)
  • Fair Distribution: All participating nodes receive rewards, excluding the requestor

This creates a self-sustaining network where users are incentivized to keep their browsers active and contribute to the collective intelligence.

4.4 Token Economics

AiloCoin does not have a fixed maximum supply. This design choice enables perpetual rewards for network contributors without arbitrary caps that would eventually halt incentives.

Minting Mechanism

New tokens are minted exclusively as rewards for verifiable contributions to the Ailo Network:

  • Training Contributions: ~0.1 ALC per verified gradient submission
  • Latency Bonuses: Up to +0.05 ALC for fast processing (<5 seconds)
  • Inference Rewards: 0.05 ALC per distributed inference processed

Economic Sustainability

Token issuance is algorithmically regulated and balanced by:

  • Transaction Fees: 0.01 ALC fee on transfers to prevent spam
  • Burn Mechanisms: A portion of fees is permanently burned, reducing circulating supply
  • Contribution Verification: Only valid, verified contributions receive rewards
  • Rate Limiting: Anti-Sybil protections prevent reward farming

This creates a balanced economy where token supply grows proportionally to actual network utility and value creation.

4.5 Transaction Verification & Rollback

Ailo Network implements a decentralized transaction verification system where nodes collaborate to detect and reverse fraudulent transactions:

Client-Side Verification

Each node downloads and verifies the blockchain locally using IndexedDB storage. Verification checks include:

  • Transaction type and amount validity
  • Wallet address format and consistency
  • Timestamp integrity (not future-dated)
  • Transfer logic (sender ≠ recipient)

Node-Based Confirmation System

Ailo uses a distributed node confirmation mechanism where multiple independent nodes must verify a transaction before it is considered confirmed:

  • Minimum Confirmations: 10 node verifications required for a transaction to be spendable
  • Maximum Tracked: Up to 10 confirmations are tracked per transaction
  • Auto-Verification: When users view transactions in their wallet, their client automatically submits a verification
  • Unique Per Node: Each node/wallet can only verify a transaction once, preventing Sybil attacks
  • System Rewards: Transactions from NETWORK (mining, training rewards) are auto-confirmed and immediately spendable
Confirmation Status = "PENDING" if confirmations < 10, else "CONFIRMED"
System TX (from NETWORK) = Always "CONFIRMED"

Consensus-Based Rollback

When a node detects a suspicious transaction, it reports to the network:

  • Report Threshold: If 51% of active nodes report the same transaction, consensus is reached
  • Automatic Reversal: A REVERSAL transaction is created, returning funds to the original sender
  • Status Tracking: Transactions are marked as REPORTED → DISPUTED → REVERSED
  • Protected Rewards: System minting (training/inference rewards) cannot be rolled back

5. Privacy and Security

Ailo prioritizes user privacy through several mechanisms:

  • Local Training: Raw data never leaves the user's device
  • Gradient Anonymization: Only aggregated updates contain user contributions
  • No PII Collection: Only a unique username is required to participate (no email needed)

6. Roadmap

Phase Status Description
Phase 1 ✅ Completed (Dec 2025) Network Launch & Browser AI Chat (Qwen 0.5B, GPT-2)
Phase 2 ✅ Completed (Dec 2025) Distributed Inference - Qwen 1.8B across 4 nodes
Phase 3 🔜 Q1 2026 Llama-2 70B distributed across 120 nodes
Phase 4 🔜 Q2 2026 Llama 3.1 405B distributed across 256 nodes
Phase 5 🔜 2026+ Global scale: 512+ nodes, 600B+ parameter models

7. Team

Ailo Network is the result of passion for decentralized technology and artificial intelligence.

Riccardo Sparacino

Riccardo Sparacino

Founder & Lead Software Engineer

Senior Software Engineer specializing in AI Agents, Parallel Computing, and Full Stack Development. Riccardo leads the architectural vision, bringing extensive experience from Onlinestore, Vodafone, and AiLo to create a truly distributed AI infrastructure.

Diego Saitta

Diego Saitta

Software Engineer

AI Developer with a Bachelor's degree, specializing in the development of Artificial Intelligence solutions and software applications. Contributes to the design and implementation of intelligent and scalable systems for digital applications.

8. Conclusion

Ailo Network represents a paradigm shift in AI development: from centralized corporate control to distributed community ownership. By aligning economic incentives (AiloCoin) with useful work (AI training), we create a sustainable ecosystem where everyone benefits from the collective intelligence.

Join the revolution. Train the future.

Whitepaper v1.0 | December 2025 | Ailo Network Team

1. Abstract

Ailo Network introduce un approccio innovativo all'addestramento di Large Language Models (LLM) sfruttando la potenza di calcolo distribuita dai browser web di tutto il mondo. A differenza dell'addestramento centralizzato tradizionale, Ailo utilizza il Federated Learning per aggregare conoscenza da migliaia di contributori preservando la privacy dei dati. I contributori sono incentivati attraverso AiloCoin, una criptovaluta basata sul consenso Proof-of-Contribution, dove il mining produce utile training AI invece di inutili calcoli hash.

2. Introduzione

Lo sviluppo dei Large Language Models è stato dominato da corporazioni con accesso a massicce infrastrutture datacenter. Addestrare un modello come GPT-4 richiede decine di milioni di dollari in costi computazionali, creando una barriera insormontabile per ricercatori indipendenti e organizzazioni più piccole.

Ailo Network democratizza questo processo creando un ambiente di training collaborativo dove chiunque abbia un browser web può contribuire. L'intelligenza collettiva di migliaia di utenti, ognuno che addestra su piccoli batch di dati pubblici, converge per produrre un potente modello AI che appartiene alla comunità.

2.1 Innovazioni Chiave

  • Training Ibrido: Supporta sia client Browser (WebGL) che Nativi (CUDA)
  • Aggregazione Federata: Media dei gradienti privacy-preserving senza condividere dati grezzi
  • Proof-of-Contribution: Mining di criptovaluta che produce lavoro AI utile
  • Weight Sharding: Gestione efficiente di modelli da miliardi di parametri in memoria limitata

3. Architettura

3.1 Modello Rete Neurale

Ailo impiega un'architettura Transformer decoder-only, simile a GPT-2, implementata interamente in JavaScript. Le specifiche del modello sono:

Parametro Valore
Parametri Totali ~840 milioni (target 1.2B)
Layer Transformer 24
Dimensione Embedding 1600
Dimensione Hidden FFN 6400
Teste di Attenzione 25
Dimensione Vocabolario 50.257 (GPT-2)
Contesto Massimo 2048 token

3.2 Protocollo Federated Learning

Il processo di training segue l'algoritmo Federated Averaging (FedAvg):

  1. I client scaricano il modello globale corrente Mt
  2. Ogni client k addestra localmente sui dati Dk per E epoche
  3. I client inviano i gradienti ∇Lk al coordinatore
  4. Il coordinatore calcola la media pesata dei gradienti
  5. Nuovo modello globale Mt+1 = Mt - η · Σ(wk · ∇Lk)
Mt+1 = Mt - η · Σk (nk/n) · ∇Lk

3.3 Weight Sharding

Per gestire 3.2 GB di pesi del modello nei limiti di memoria del browser, Ailo implementa un sistema VirtualTensor che divide i pesi in 35 chunk binari. I chunk vengono cachati in IndexedDB dopo il primo download, permettendo caricamento istantaneo nelle visite successive.

4. Proof-of-Contribution (PoC)

Le criptovalute tradizionali Proof-of-Work sprecano enormi risorse computazionali su puzzle hash senza output pratico. Ailo introduce Proof-of-Contribution, dove il lavoro di mining migliora direttamente il modello AI.

4.1 Validazione del Contributo

Il coordinatore valida ogni contributo verificando:

  • Riduzione della loss su un validation set separato
  • Magnitudo del gradiente per plausibilità statistica
  • Firma digitale dal wallet utente
  • Rate limiting per prevenire attacchi Sybil

4.2 Formula di Reward

I contributori ricevono AiloCoin proporzionale alla qualità del loro contributo:

Reward = BaseRate × BatchSize × (1 + LossBonus)

Dove LossBonus aumenta per contributi che riducono significativamente la loss del modello.

4.3 Reward per Inferenza Distribuita

Oltre ai reward per il training, gli utenti guadagnano AiloCoin contribuendo potenza computazionale per l'inferenza AI distribuita:

  • Partecipazione Inferenza: I nodi che si uniscono alle stanze di inferenza distribuita processano le richieste collaborativamente
  • Tasso di Reward: 0.05 ALC per ogni inferenza processata con successo
  • Modelli Supportati: Qwen 1.8B (4 nodi), Llama-2 7B (12 nodi), Llama-2 70B (120 nodi)
  • Distribuzione Equa: Tutti i nodi partecipanti ricevono i reward, escludendo chi fa la richiesta

Questo crea una rete auto-sostenibile dove gli utenti sono incentivati a mantenere i loro browser attivi e contribuire all'intelligenza collettiva.

4.4 Economia del Token

AiloCoin non ha una supply massima fissa. Questa scelta progettuale permette ricompense perpetue per i contributori della rete senza limiti arbitrari che fermerebbero gli incentivi.

Meccanismo di Minting

Nuovi token vengono creati esclusivamente come ricompensa per contributi verificabili alla Rete Ailo:

  • Contributi Training: ~0.1 ALC per gradiente verificato inviato
  • Bonus Latenza: Fino a +0.05 ALC per elaborazione veloce (<5 secondi)
  • Ricompense Inference: 0.05 ALC per inference distribuita elaborata

Sostenibilità Economica

L'emissione dei token è regolata algoritmicamente e bilanciata da:

  • Commissioni di Transazione: 0.01 ALC di fee sui trasferimenti per prevenire spam
  • Meccanismi di Burn: Una parte delle fee viene bruciata permanentemente, riducendo la supply circolante
  • Verifica Contributi: Solo i contributi validi e verificati ricevono ricompense
  • Rate Limiting: Protezioni anti-Sybil prevengono il farming di ricompense

Questo crea un'economia bilanciata dove la supply di token cresce proporzionalmente all'utilità e al valore creato dalla rete.

4.5 Verifica Transazioni e Rollback

Ailo Network implementa un sistema decentralizzato di verifica delle transazioni dove i nodi collaborano per rilevare e annullare transazioni fraudolente:

Verifica Lato Client

Ogni nodo scarica e verifica la blockchain localmente usando IndexedDB. I controlli includono:

  • Validità del tipo e importo transazione
  • Formato e consistenza indirizzi wallet
  • Integrità timestamp (non future-dated)
  • Logica trasferimento (mittente ≠ destinatario)

Rollback Basato su Consenso

Quando un nodo rileva una transazione sospetta, la segnala alla rete:

  • Soglia Report: Se il 51% dei nodi attivi segnala la stessa transazione, si raggiunge il consenso
  • Inversione Automatica: Viene creata una transazione REVERSAL che restituisce i fondi al mittente originale
  • Tracking Stato: Le transazioni sono marcate come REPORTED → DISPUTED → REVERSED
  • Reward Protetti: I minting di sistema (training/inference rewards) non possono essere annullati

5. Privacy e Sicurezza

Ailo dà priorità alla privacy degli utenti attraverso diversi meccanismi:

  • Training Locale: I dati grezzi non lasciano mai il dispositivo dell'utente
  • Anonimizzazione Gradienti: Solo gli aggiornamenti aggregati contengono i contributi utente
  • No Raccolta PII: È richiesto solo un username univoco per partecipare (nessuna email richiesta)

6. Roadmap

Fase Target Descrizione
Fase 1 Q1 2026 Training AILO-1B (corrente)
Fase 2 Q2 2026 Rilascio modello e ottimizzazione
Fase 3 Q4 2026 Scala a 7B parametri
Fase 4 Q2 2027 Inferenza distribuita (sharding)
Fase 5 Q3 2027 API aperta per sviluppatori

7. Team

Ailo Network è il risultato della passione per la tecnologia decentralizzata e l'intelligenza artificiale.

Riccardo Sparacino

Riccardo Sparacino

Fondatore & Lead Software Engineer

Senior Software Engineer specializzato in Agenti IA, Calcolo Parallelo e sviluppo Full Stack. Riccardo guida la visione architetturale, portando una vasta esperienza da Onlinestore, Vodafone e AiLo per creare un'infrastruttura AI veramente distribuita.

Diego Saitta

Diego Saitta

Software Engineer

Sviluppatore AI con Laurea, specializzato nello sviluppo di soluzioni di Intelligenza Artificiale e applicazioni software. Contribuisce alla progettazione e implementazione di sistemi intelligenti e scalabili per applicazioni digitali.

8. Conclusione

Ailo Network rappresenta un cambio di paradigma nello sviluppo AI: dal controllo aziendale centralizzato alla proprietà comunitaria distribuita. Allineando gli incentivi economici (AiloCoin) con il lavoro utile (training AI), creiamo un ecosistema sostenibile dove tutti beneficiano dell'intelligenza collettiva.

Unisciti alla rivoluzione. Addestra il futuro.

Whitepaper v1.0 | Dicembre 2025 | Ailo Network Team