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【论文翻译】AI与区块链:颠覆性整合

2019-05-15 03:55 编辑:btc268.com 来源:区块链资讯

戳一戳!和我一起走进区块链的世界

  导读

  计算机技术哪家强?AI&BC可称王。

  作为如今最火热的技术AI与区块链,二者的结合对我们的生活产生了非常重要的影响。今天要分享这篇论文带我们一起了解当AI遇上区块链?他们将如何颠覆我们的生活。让我们走进这篇论文,一起来了解一下吧!

  如果你有什么问题,或者有什么想法,欢迎评论与我一起沟通交流。

  首先先下载原论文一睹为快吧。

  AI and Blockchain : A Disruptive Integration

  作者:Thang N. Dinh, My T. Thai

  地址:http://sci-hub.tw/10.1109/MC.2018.3620971

  本文目录

  AI与区块链:颠覆性整合

  1 区块链的进步

  2 颠覆性的整合

  3 区块链应用于AI

      3.1 安全数据共享

      3.2 你的数据,你的价值

      3.3 出售你的额外计算能力

      3.4 无信任设备协作

      3.5 可解释的AI

  4 AI应用于区块链

      4.1 安全性和可扩展性

      4.2 隐私和个性化

      4.3机器的崛起

  

  AI与区块链:颠覆性整合

  人工智能和区块链是最具颠覆性的技术之一,将从根本上改变我们的生活、工作和互动方式。作者总结了现有的成果,并讨论了它们融合的前景,并尝试回答:智能、分布式安全系统能为我们的社会做些什么?

  人工智能和区块链是当今创新的主要驱动力之一。他们都在我们生活的方方面面产生极大的改变,并预计将为全球经济贡献数万亿美元。未来,我们将拥有自动驾驶汽车和可以在正常对话中代表您进行交谈的迷人的助手。新内容和经济共享平台的到来,意味着用户可以不再信任“不可靠的中间商”,如Facebook、Yahoo和Equifax。那么,如果我们将这两种颠覆性技术结合起来,会发生什么呢?在介绍了每一项技术之后,我们分享了我们对他们共同未来的愿景。

  人工智能,正如人工智能之父-Marvin Minsky和John McCarthy所定义的,程序或机器执行的任何任务似乎都需要智能。人工智能系统通常表现出以下与人类智能相关的行为:计划、学习、推理和解决问题,以及社会智能和创造力。最近人工智能的兴起是由机器学习(特别是深度学习)领域的突破推动的。它还得到可用数据爆炸式增长推动,使得机器学习算法的训练更加有效。除了带来许多令人兴奋的进步,如自动驾驶汽车和送货机器人,人工智能也引起了一系列的关注,从合成照片、声音和成人电影等虚假信息的创造到侵犯隐私。3还存在一些大公司垄断人工智能的担忧,如谷歌、微软和亚马逊,因为普通用户在获取数据、人才和计算资源方面存在很大的障碍。

  1 区块链的进步

  区块链是一个公共分布式账本,由分布式网络中的所有用户共享和同意。数据记录(例如事务)与哈希值和时间戳一起存储在块中。每个块都连接到前一个块,从而创建一个链(名称由此得来)。区块链的一个关键特征是不可变;即几乎不可能在没有网络共识的情况下修改任何信息。

  根据共识协议(即如何创建区块),区块链技术分为两类。在工作证明(POW)区块链(如比特币4和以太坊)中,矿工参与挖矿过程,解决创建新区块的计算难题。获得创建区块权的矿工将获得区块奖励并收取交易费。一般来说,POW协议消耗能源。此外,当区块奖励减少时,它们会受到大多数哈希率攻击,如最近比特币、Verge、Zencash和其他基于PowBased的加密货币事件。新一代协议使用股权证明(POS)区块链,其中不存在能耗挖掘过程。相反,参与者创造一个区块的机会会随着他们拥有的硬币数量而增加。其中最著名的是NXT、Peercoin、授权EOS、模仿Ouroboros的比特币、 Iching、和麻省理工学院最近推出的一款混合POS BFT Algorand。

  除了当前围绕加密货币的大肆宣传(这分散了区块链的真正潜力),区块链技术确实正在推动一个新的无服务器互联网和去中心化的网络的未来,“用户控制着他们自己的数据、身份和命运。”他们还将改革医疗系统,使我们能够将能够跟踪我们的数据记录是如何使用的,并拥有我们自己的数据版权。在未来充满希望的情况下,我们有权选择更好的平台,无论是Facebook、eBay、Uber、Airbnb,甚至是能源市场。

  2 颠覆性的整合

  一方面,区块链存在安全性低、可扩展性差和效率低等弱点。另一方面,人工智能在可信、可解释性和隐私性方面也有相当大的问题。这两种技术的结合似乎是不可避免的;它们可以互相补充,以革新下一代数字技术。如图1所示,区块链将给人工智能带来无信任、隐私和可解释性;反过来,人工智能可以帮助在区块链上构建机器学习系统,以实现更好的安全性、可扩展性和更有效的个性化和治理。

  

  图1:AI与区块链的整合

  3 区块链应用于AI

  区块链可以为人工智能的各个组件(包括数据、算法和计算能力)的分散市场和协调平台提供动力。这将推动人工智能的创新和应用达到前所未有的水平。区块链还将帮助人工智能的决策更加透明、易于解释和值得信赖。由于区块链上的所有数据都是公开的,因此人工智能是向用户提供保密和隐私的关键。

  3.1 安全数据共享

  当前人工智能革命的动力之一是大量可用于研究、开发和商业化的数据。数据是当今数据驱动经济的新黄金。然而,获取这些黄金存在着很高的阻碍。首先,可能很难为你的训练模型获得足够的数据,除非你和大公司合作,比如facebook或者google。这最终决定了人工智能研究人员和企业之间的竞争,而这正是推动人工智能发展所必需的。第二,在一系列个人数据泄露和误用之后,隐私是一个非常重要且日益受到关注的问题。值得注意的是,最近的Facebook丑闻中,有5000万用户未经政治同意而被第三方公司Cambridge Analytica查看和攻击。这种针对目标并令人不安的行为,被马里兰大学网络安全教授Timothy Summers比作“一场定制的谣传运动:有道德和不道德的团体通过对每个用户散布谣言来分裂美国人,根据他们的恐惧怂恿并鼓励他们向分享这些恐惧的人倾诉”。

  区块链鼓励数据共享,它提供了关于哪些用户的数据被访问、何时访问以及由谁访问的透明度和责任制。区块链使用户掌握数据控制权,并知道他们的数据将被更好,更正确的使用,更有信心共享数据。其潜在影响是巨大的。例如,医生和研究人员可以获取(匿名的和巨大的)医疗记录和病例,大大加快了疾病治疗的发现以及更好的治疗模式和医疗程序的发展。特别是那些患有罕见疾病的患者会获得新的希望,因为医生们可以从世界各地获得类似的病例。随着疾病控制和预防中心和许多其他基于区块链的医疗公司的发展努力,这一愿景的一部分已经成为现实。

  3.2 你的数据,你的价值

  除了分享和控制你自己的数据,区块链技术还可以让你通过智能合约出售你的数据。这使得数据市场无需中间商,交易更加安全和私密。这样的市场将降低对小公司的障碍,平衡交易市场,从而促进创新。通过零知识证明等技术,企业和研究人员可以在不知道数据细节或数据所有者身份的情况下搜索相关信息。我们不能过分强调过滤和定位所需数据的巨大影响,同时保持用户隐私的完整性。它甚至可能引发另一轮人工智能进化。例如,由哈佛大学George Church联合创办的星云基因提供了一个平台,该平台将想要自身基因序列的人与需要这些数据的公司联系起来。与此类似的是,Longenesis提供了一个平台,用于共享和货币化生命数据,如医疗记录和健康数据。

  3.3 出售你的额外计算能力

  区块链可以通过分布式计算能力平台(即基于区块链的云计算)为人工智能利用更多的分布式计算能力。人工智能开发者现在可以利用大量用户的GPU来准备、建模、训练和部署他们的机器学习算法。用户的GPU通常只使用一小部分时间,他们可以以人工智能合约的形式列出投标的计算时间,并获得报酬。

  如果你认为出售备用计算能力的想法并不新鲜,那么你是对的。格网计算——一个曾经非常流行的想法,由于应用有限而未被被广泛采用。相比之下,如今人工智能支持的云计算市场拥有众多的应用程序,并尽可能多地由人工智能驱动。此外,通过加密代币支付的激励措施吸引了更多的用户出售他们的计算资源。

  注:格网计算:又称作“网格计算”。是一种新的高性能的分布式计算方法。与传统分布式计算的主要区别在于:没有集中控制机制的情况下,通过对计算资源进行大规模共享,满足应用对高性能计算要求,并且这种对计算资源进行大规模共享是动态的、柔性的、安全的和协作式的。

  3.4 无信任设备协作

  设备上的人工智能也很有前景,在这种情况下,无信任设备(例如,群机器人、物联网设备或手机)将协调并做出联合决策。在这些情况下,区块链将作为一个协调平台,恶意区块只有在占多数的情况下才能危及安全。这种模式的应用范围从为冰箱更新软件到在战术任务中协调群机器人。然而,它不好的一面是可以用来维护僵尸网络和恶意软件程序的命令和控制。目前,安全专家可以通过定位其集中控制中心并立即关闭这些有害程序。如果他们用区块链取代单点故障,就不容易解决问题,只能一个接一个地杀死它们。

  3.5 可解释的AI

  尽管机器学习在构建能够感知、学习和独立行动的自主系统方面取得了广泛的成功,但在实践中不愿意采用这些系统。一个原因是,机器学习技术(例如深度学习)很难理解黑盒子里到底是什么。因此,这些系统所做的决策对人类用户来说是无法解释的,因此不能被验证或信任。在医学研究和财务规划领域,疑虑更为严重,因为错误的决策可能意味着生命的损失或经济灾难,所以解释性变得至关重要。重要的是,我们有一个不变的轨迹来跟踪数据流的发展和基于人工智能的系统的复杂行为。

  区块链可以做到这一点,跟踪数据处理和决策链的每一个环节。通过在不同的数据输入和应用场景中跟踪基于人工智能的系统的行为,我们对这些系统所做的决策有了更多的了解和信心。更好的是,人类用户将有一个清晰的追踪机器决策过程的路径,使这些决策的正当性更加容易。此外,它还提供了调整这些黑盒以平衡性能和预测精度与系统可解释性的见解。如果发生不幸的事件,这些基于区块链的跟踪对于确定人类(以及具体谁)或机器是否存在故障至关重要。

  4 AI应用于区块链

  区块链的设计和运行涉及大量参数,以及安全、性能、去中心化和许多其他方面之间的权衡。人工智能可以简化这些决策,自动化和优化区块链,以获得更高的性能和更好的管理。此外,由于区块链上的所有数据都是公开的,因此人工智能在为用户提供保密性和隐私方面发挥着关键作用。

  4.1 安全性和可扩展性

  除非恶意区块拥有大部分采矿权,否则区块链几乎不可能被黑客攻击。不幸的是,构建在区块链平台之上的应用程序和功能没有那么安全。例如,分散自治组织(DAO)是最大的众筹组织之一,拥有1.5亿美元的以太(ETHer)加密货币,是5000万美元盗窃案的受害者。黑客利用智能合约书写过程中的几个错误,允许重复的交易运行,收回的资金超过投入的资金。随着机器学习取得令人惊叹的进展,由智能机器学习算法控制的区块链可能能够检测到攻击的存在并自动调用适当的防御机制。当损害不可避免时,人工智能至少可以将被攻击的组件与区块链平台隔离,使其余组件免受攻击。类似的人工智能可以用来管理区块链,使其更具可扩展性和健壮性。例如,当事务数量激增时,人工智能可能足够智能以提高区块创建率,这将以延长确认时间为代价增加吞吐量。

  4.2 隐私和个性化

  如果你担心下一次选举是否会受到影响,或者你的数据在社交网络上是否安全,区块链就是为你准备的。区块链可以让你重新控制你的个人数据。但这是有代价的。传统的集中式设置(如Facebook、Netflix或YouTube)通过对收集的用户信息进行分析为用户个性化内容。这就是为什么你可以去Facebook上找到你最常互动的朋友的帖子,或者登陆Netflix并观看符合你品味的电影。找回你的隐私意味着没有人知道你喜欢什么,所以你可能需要滚动浏览许多页面来找到相关的内容,无法实现个性化。但是有没有一种既能实现隐私又能实现个性化体验的方法呢?

  人工智能用一种新的内容选择模型来解决。例如,一个去中心化的内容提供商(区块链上的社交网络)可以利用用户端的人工智能来个性化内容。一个机器学习程序将在用户的设备上运行,以分析他们的浏览行为和爱好。向用户提供的相关内容将被提取,而不是推送,并显示给用户。请注意,整个计算是在本地执行的,任何个人数据都不会离开用户的设备。此外,还可以对用户的内容首选项进行清理,以防止内容提供商分析用户。因此,这个新的基于拉的模型同时提供了隐私和个性化。

  4.3 机器的崛起

  许多电影都预言了未来机器崛起并统治人类生活的方方面面。未来或者至少是其中的一部分已经在这里了。智能合约已经部署在区块链上,用以解决用户之间的合同,决定谁将获得报酬。不过就目前而言,智能合约并非如此“智能”,仅限于简单形式的合约。

  随着机器学习的快速发展,人工智能将能够判断更复杂的情况。用户最终将能够解决链上(甚至链下)争议,而无需去法庭。在提供证据和文件后,人工智能可以以公正和防篡改的方式自动仲裁。所有的决策都是数据驱动,更加一致和合理。

  尽管人工智能和区块链发展迅速,但仍有很长的路要走。对于人工智能来说,最新的发展是Google Duplex发布的可以代表你进行自动电话呼叫的项目。很好,直到你读到这个项目的范围将可能的任务限制在三个方面:餐厅预订、美发沙龙预约和假期。尽管人工智能最近在算法方面取得了巨大的进步,计算能力和数据量巨大,但它无法跟上人类世界的无限复杂性。对于区块链,最近与以太坊、zcash、比特币gold和许多其他加密货币发生的安全事件表明,我们将需要一段时间才能享受现实世界应用程序的安全和可扩展区块链。

  在通往未来的道路上,区块链和人工智能之间的“友谊”将为我们的社会提供无限的创新和革命,也许只有死亡才能将它们分开。

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原文标题:【论文翻译】AI与区块链:颠覆性整合

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