边缘人工智能区块链

2020-03-30 19:46大豫创业者
 
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区块链作为比特币的底层支撑技术,能在泛中心环境下以安全可验证的方式构建分类账,因而得到了广泛关注。在区块链中,网络中的任何节点都可以进行事务的验证和转发。所有节点共同维护包含事务的区块有序链接的分类账,从而构建了一个无法篡改的、全网一致的状态记录。

因此,除了应用于数字货币领域外,区块链技术也正在改变着各种无信任环境下的交易模式。区块链可用于记录交易、消息传递、身份认证和访问控制管理等,在建立更安全的系统上具有相当大的潜力。虽然区块链技术呈现出极具潜力的应用需求,但考虑到区块链本身的特性和限制因素。

区块链天然的泛中心分布式可信特性为设计边缘人工智能计算的框架与范式提供了新的思路。在边缘人工智能计算中,运行人工智能算法的多个设备分散在边缘网络中。为了协作完成人工智能计算任务或联合进行智能群体决策,这些设备之间需要频繁通信。

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在边缘智能计算的场景中,存在着更多设备与设备之间的合作。比如:多个拥有本地数据的设备共同收敛全局人工智能模型;在智慧交通中,多个车辆共同协助反馈交通信息;多智能体之间联合进行决策等。合作的基础是合作方之间存在信任,即对方提供的信息、做出的决策是真实可靠的。现有的信任构建方式主要包括两种:一种是基于身份管理和访问控制的方式,一般是在一个域内设立一个中心管理机构来管理身份或以分布式的形式验证身份,如果身份被验证为可靠,则其受允许的行为便值得信任,但是如何进行身份的相互验证是一个难点。

在系统设计中,保护安全与隐私的目标并不是一个新话题,而区块链具有匿名性、分散性、安全性等关键特性,因而被认为能够方便、高效、可靠、安全地应对系统中的安全和隐私问题。使用区块链提升系统的隐私和安全性往往伴随着相关的密码学算法的使用与设计,比如一种常见的用于保护隐私的密码学手段是零知识证明。但是,这些密码学中的算法还需要进一步设计与研究,比如交互式的零知识通信协议过于复杂,以致容易受到恶意软件的攻击。

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另一种是基于信誉反馈的方式,即相关方给出有关信任的评价,综合得出关于某节点值得信任的程度,但是相关评价是否可靠又成为了一个问题。区块链以其不可篡改性保证记录数据的真实性,以其可追溯性和共识机制有助于确认记录数据的可靠性,因而可以在跨域/开放网络中更好地构建信任,但这一方面研究的难点在于:如何通过模拟实验来验证所提方案的有效性,如何设定信任的衡量方式,以及如何模拟部分节点不同程度的“不可信”情况。

然而,无论是设备本身还是设备间的通信都面临着多种网络安全攻击的威胁,如设备有可能发生故障或存有恶意,在这种情况下传输的信息可能泄露或被篡改。区块链作为一种由密码学支撑的、可验证的、不可篡改的分类账,可以通过事务记录和对事务记录有效性的分布式共识来保障分散不可信环境中的安全交互,正好可以在边缘人工智能计算的场景下发挥作用。同时,区块链的共识机制与激励机制配合智能合约天然适合构建一个经济市场,可以有效激励边缘人工智能计算中信息的共享与交互。

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