基于區塊鏈技術的數據共享賦能AI驅動網絡_BSP

人工智能和機器學習算法的最新發展為網絡自動化提供了動力。最近，移動網絡運營商(MNO)正在使用以人工智能為基礎的模塊，通過在其租用/自有區域內授權的數據進行網絡分發來實現網絡自動化。

5G網絡的出現逐漸打亂傳統網絡范式，需要超級異構網絡來協調和組織各類網絡基站，例如宏基站、微基站、家庭基站（Femto）、皮基站（pico）以及管理大規模多輸入多輸出（MIMO）、毫米波或設備到設備（D2D）通信。

但是，問題在于幾個MNO的數據訪問受限。基于區塊鏈的數據共享可以改變這種情況，增強人工智能驅動的網絡系統性能。

什么是AI驅動的網絡？

人工智能對于我們來說并不新鮮，但人工智能算法的早期版本僅限于某些特定的應用，而這些應用僅限于系統的限制性計算能力。

然后，隨著人工智能越來越適用，網絡運營商開始探索由AI驅動的網絡系統以更好的進行網絡組織和分配。

其基本思想如下：首先使用聚類方法來獲得網絡的最優分區，然后使用神經網絡計算算法來獲得最優的流量路由。并且，隨著數據驅動智能的發展，算法現在可以通過訪問大量數據來進行學習。

       

四川：已打造基于區塊鏈的NFT資產交易平臺:金色財經報道，據四川省文旅廳消息，2021年四川省音樂產業實現總產值870.62億元，同比增長14.09％。四川音樂產業向更多元方向延伸跨界，也保持著四川音樂產業的活力。

四川全省鼓勵音樂類企業積極運用現代技術手段，提高音樂創制水平、拓展傳播渠道、搶占產業先機、引領產業潮流。隨著音樂＋科技進一步深化，目前已打造基于區塊鏈的NFT（Non-FungibleToken，指非同質化Token，是用于表示數字資產的唯一加密貨幣Token）資產交易平臺。[2022/4/9 14:14:35]

     圖源：AI-powered networks

隨著人工智能和計算能力的進一步發展，MNO現在可以使用卷積神經網絡(CNN)和循環神經網絡(RNN)從大量原始數據創建組織模型。

什么是基于區塊鏈的數據共享？

隨著智能合約的出現，基于區塊鏈的技術對許多企業變得十分有吸引力。早期區塊鏈的基本問題是驗證，許多專家認為基于區塊鏈的數據共享中的數據民主化正在威脅著數據安全。

智能合約消除了參與者對驗證問題和數據所有權的懷疑。智能合約首先被編譯成機器代碼并作為交易上傳至區塊鏈，某位礦工打包交易，然后其他礦工通過對第一區塊進行投票來進行驗證，周而復始，再通過另一個客戶端添加數據后，在第二區塊進行交易驗證。

SBI Holdings計劃建立基于區塊鏈的數字證券交易所:9月2日消息，日本互聯網金融巨頭SBI Holdings正計劃建立基于區塊鏈的數字證券交易所。SBI Holdings的總裁北尾吉孝宣布，該公司計劃與日本大阪府合作建立一個新的全球金融中心。新國際金融中心將位于大阪和神戶地區。SBI計劃啟動基于區塊鏈技術的數字證券交易所，以吸引全球金融科技公司。（日經新聞）[2020/9/4]

     

此外，第三個客戶端可以通過區塊鏈塊讀取經過驗證的數據。因此，智能合約更加民主化，并且可以通過驗證系統來驗證數據。

企業通常更喜歡受許可的智能合約，而不是公共的智能合約，因為后者不如受許可的智能合約安全。

AI 驅動的網絡中基于區塊鏈的數據共享

基于區塊鏈的數據共享利用了AI驅動網絡的智能合約。該系統分為三層。

用戶層——系統中的參與者(MNO)

系統管理層——包含以下組件：

MSP （成員服務）

共識節點（Consensus Nodes）

驗證器（Verifier）

網守（Gatekeeper）

動態 | 基于區塊鏈的Bank 4.0是業務不再依附現有物理網點的渠道延伸:近日，即信Digital Club整合一系列關于銀行數字化轉型的權威報告，報告表示，銀行數字化轉型踏入4.0時代是業內普遍的共識，而“銀行數字化轉型4.0時代”的正式定義則可以追溯到美國著名銀行家布萊特·金預測的《Bank 4.0》一書，書中認為“Bank 4.0”是依托于人工智能（AI）、現實增強（AR）、語音識別設備、穿戴智能設備、無人駕駛、5G通信、區塊鏈等創新型技術手段發展和普及，將讓銀行業務的效用和體驗完全脫離現有的物理網點和以物理網點為基礎的渠道延伸，將讓銀行業務的效用和體驗不再依附某個具體金融產品，而直接嵌入到用戶的日常生活場景中，用戶在使用金融服務時將獲得更快更流暢的體驗，基于物理網點的一系列獲客方式將消失，即時、實時的金融服務將成為流行，智能投顧和場景介入將為用戶提供更好的金融解決方案。（中國日報）[2019/10/18]

數據鏈（DataChain）

行為鏈（BehaviorChain）

數據存儲層——基于云的數據存儲

系統層的重要部分

圖源：System Design

1、MSP（成員服務）

動態 | 英國啟動首個基于區塊鏈的電力資產登記項目:據Energy Live News 6月17日消息，英國區塊鏈電力初創公司Electron、英國國家電網電力系統運營商、SP能源網絡公司和英國電網聯手創建了首個基于區塊鏈技術的共享數據庫，它將記錄與英國輸配網絡相連的所有發電和存儲基礎設施。該項目名為“RecorDER”，通過使用區塊鏈作為啟用技術，信息將能夠由所有相關方托管，從而不需要大型基礎設施項目或中央方來托管系統。通過對現有數據集進行整理，該項目將提高資產信息的可視性和可用性，從而推動啟用新的系統，促進脫碳、改進預測和建模，并降低電網的總體運營成本。[2019/6/17]

成員服務的功能是負責頒發成員資格證書、進行系統參與者授權和注冊。

它持有像主密鑰一樣的根證書，并向注冊成員頒發第二個密鑰（Cu）證書。每當有新成員加入系統時，都會提供一個“Cu”密鑰作為新證書。私鑰用于每個成員的身份注冊和驗證。

在我們的案例中，成員是不同的移動網絡運營商（MNO）。每個MNO的標識都需要MSP層提供的特定證書。

2、驗證器（Verifier）:

驗證器對任何調用API的用戶都使用通過MSP發行的“Cu”證書。應用程序接口充當系統與用戶之間進行交互的媒介。特定的GUI將他們的應用創意變成現實。

3、共識節點（Consensus Nodes）:

Zikto與AXA保險達成協議開發基于區塊鏈保險產品:韓國區塊鏈創業公司Zikto與AXA保險達成合作協議，并準備開發利用Insureum Protocol的保險產品。[2018/6/1]

共識節點負責實現AI算法，這里我們基于區塊鏈的數據共享系統集成了AI算法。

通過共識算法來保證分類帳本的一致性。共識算法涉及到對交易背書，其中交易涉及到將原始數據編譯為區塊鏈的字節碼。

此外，還需確定交易上傳到區塊鏈的順序。在交易背書過程中，如果兩個區塊鏈結點都想把事務上傳到區塊鏈中，則需要使用智能合約來確定由誰來對交易進行確認。

“超級賬本（Hyperledger Fabric）”使用的方法是對系統中的交易進行排序。在此，交易代表模式和數據使用行為。

4、網守（Gatekeeper）:

網守是數據層與系統之間連接的橋梁，通過智能合約來控制對數據層的訪問，有助于維持正確的數據流以及系統對原始數據的正確訪問。

區塊鏈（BlockChains）: 共享其網絡基礎架構和數據訪問權限，以減少支出和運營的復雜性。

但是，真實環境中還存在多個MNO的競爭和信任問題，可以通過證書頒發機構減少這些問題。為了在共享數據之上對更高的證書進行授權，我們可以將數據鏈（DataChain）和行為鏈（BehaviorChain）用于類似于超級賬本結構的聯盟鏈。

“超級賬本”實際上是具有模塊化體系結構的開源分類帳本，可以在系統中迅速使用共識節點和MSP這樣的組件。

數據鏈提供了對數據訪問的控制權，而行為鏈用于記錄每個數據。因此，結合起來，這兩個區塊鏈提供了對數據的授權、對數據的控制以及對大量數據的審計。

數據權限

在任何允許訪問原始數據的系統中，數據權限都是要首要考慮的問題。按照其風險因素和其他安全參數，數據權限可以被分為四個不同的層次。

數據僅對用戶可見（L0）

在不暴露原始數據的情況下以集體方式使用數據（L1）

原始數據可供定義和授權方訪問（L2）

數據是公開的（L3）

注意：用戶可以設置自己的數據權限級別從而獲得完整的權限控制

系統的數據結構

為了通過快速的用戶查詢和數據訪問來加速數據共享的過程，系統專門設計了一種數據結構。讓我們先看看交易在數據鏈中是如何發生的。

圖源: Data Structure

數據鏈中的交易主要包括以下組件：

·    數據擁有者

·    在區塊中發生交易的時間戳

·    數據權限級別

·    級別L2編碼為hash表

·    數據hash散列——保持數據完整性

·    數據到數據的鏈接指針

行為鏈中的交易主要包含以下組件：

·    請求訪問數據的用戶

·    記錄數據訪問時間的時間戳。

·    數據地址

·    訪問日志摘要

系統如何實施？

1. 成員管理

成員資格管理是通過相互標識和注冊來完成，從而避免惡意活動，保障安全的數據訪問。可以通過以下步驟完成：

1)      將帶有身份信息的密鑰對發送到網絡基礎結構中。

2)      用戶通過驗證后，會向新用戶頒發數字證書以進行身份識別。

2. 數據收集

數據有兩種基本類型，一種與用戶隱私有關，另一種與用戶隱私無關。

合約通過驗證器來驗證數據提供者的身份。

然后，合約標識與用戶隱私相關的原始數據，如用戶ID和其他數據。一旦被識別，它將利用非對稱密鑰加密。

合約將數據發送給網守，后者將數據存儲在云中，并返回數據地址，合約根據數據地址發起數據交易請求，如下圖所示：

這是用于數據生成合約的偽代碼。

數據生成合約：

https://link.springer.com/article/10.1007/s41650-018-0024-3

3. 數據權限級別

正如我們已經討論過的，用戶可以定義不同的數據權限級別，供其他人訪問用戶擁有的數據。用戶可以使用以下代碼分配數據權限：

4.數據共享

如果需要在不暴露原始數據的情況下進行數據計算，則需要組成一個機構，該機構由其他驗證器和作為潛在參與者的政府一起組成，并一起應用該算法，從而避免惡意訪問數據。

但是，如果需要訪問原始數據，則需要通過以下方式進行數據共享：

· 數據請求與數字證書和數字簽名一起出現。

· 合約通過驗證器驗證數據請求的合法性。

5.數據審核

每個數據提供者（MNO）都會接收常規數據報告。通過系統中的身份認證可以識別任何惡意活動或數據濫用情況。

用戶對數據有完全控制權，那么是否可以在任何惡意活動中撤回數據？

結論

隨著5G網絡的到來，一個有組織的、最優的AI驅動網絡可以幫助MNO甚至各企業完成所需的數據需求和數據強度。

更重要的是，通過區塊鏈數據共享實現MNO之間的數據民主化，必將推動AI驅動的網絡的發展！

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