區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)融合發(fā)展初探

劉曦子

（賽迪智庫網(wǎng)絡(luò)空間研究所，北京 100846）

1 引言

區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)是當前科技行業(yè)非常前沿的兩類技術(shù)。從技術(shù)本質(zhì)上來看，區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上是通過共識算法來生成、存儲數(shù)據(jù)，通過智能合約操作數(shù)據(jù)，以及通過密碼學(xué)技術(shù)保證數(shù)據(jù)的安全[1]。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、數(shù)據(jù)不可篡改等特點[2]。人工智能技術(shù)則包含三個關(guān)鍵點，一是數(shù)據(jù)，二是算法，三是計算能力。實際上，從這兩類技術(shù)本身特點來看，區(qū)塊鏈和人工智能在數(shù)據(jù)、算法和算力這三個層面上可以相互賦能并融合發(fā)展。

在數(shù)據(jù)層面，區(qū)塊鏈技術(shù)在一定程度上能夠保證可信數(shù)據(jù)，以及實現(xiàn)在保護數(shù)據(jù)隱私情況下的數(shù)據(jù)共享，為人工智能建模和應(yīng)用提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，從而提高模型的精度。

在算法層面，一方面，區(qū)塊鏈的智能合約本質(zhì)上是一段實現(xiàn)了某種算法的代碼，人工智能技術(shù)植入其中可以使得區(qū)塊鏈智能合約更加智能；另一方面，區(qū)塊鏈可以保證人工智能引擎的模型和結(jié)果不被篡改，降低模型遭到人為攻擊風(fēng)險。

在計算能力層面，基于區(qū)塊鏈的人工智能可以實現(xiàn)去中心化的智能聯(lián)合建模，為用戶提供彈性的計算能力滿足其計算需求。

2 區(qū)塊鏈為人工智能技術(shù)應(yīng)用提供了高質(zhì)量數(shù)據(jù)來源

可靠的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是人工智能技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。然而，當前用于人工智能技術(shù)建模的數(shù)據(jù)收集和運用存在四個問題。

一是數(shù)據(jù)不可信。人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展促進了大數(shù)據(jù)交易市場的火爆，很多人工智能的互聯(lián)網(wǎng)公司由于自身缺乏數(shù)據(jù)收集渠道而轉(zhuǎn)向從數(shù)據(jù)交易市場的數(shù)據(jù)公司購買。實際上，市場很多的所謂大數(shù)據(jù)公司的數(shù)據(jù)來源來自于數(shù)據(jù)黑市，數(shù)據(jù)真實度和可信度大打折扣。例如，有些數(shù)據(jù)過期失效，數(shù)據(jù)販子對同一份過期數(shù)據(jù)稍加修改，反復(fù)售賣。數(shù)據(jù)販子甚至通過制造虛假數(shù)據(jù)獲取利潤，這些“臟數(shù)據(jù)”往往只有30%是真實的，70%是造假充量的假數(shù)據(jù)。

二是數(shù)據(jù)涉嫌非法。一部分數(shù)據(jù)販子通過所謂內(nèi)部渠道，企業(yè)內(nèi)部人員與外部人員勾結(jié)，以及其他關(guān)系掌握數(shù)據(jù)資源，其本身沒有數(shù)據(jù)加工能力，通過直接售賣裸數(shù)據(jù)賺取差價，在販賣的數(shù)據(jù)中，有些數(shù)據(jù)可能是涉嫌違法的個人隱私數(shù)據(jù)。

三是數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。例如，數(shù)據(jù)的實時性較低，數(shù)據(jù)標注質(zhì)量不高等。在人工智能應(yīng)用中，包括圖像識別、語音識別、動作識別、自動駕駛等領(lǐng)域都需要對數(shù)據(jù)進行精準標注，高質(zhì)量的標注數(shù)據(jù)決定了人工智能建模的效率[3]。

四是數(shù)據(jù)難以共享。當前，數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)仍處于垂直分割狀態(tài)，數(shù)據(jù)的持有者、開發(fā)者、使用者相對分離，數(shù)據(jù)難以流動和共享，無法最大程度利用數(shù)據(jù)為人工智能企業(yè)發(fā)展提供動能。即使不同企業(yè)或者組織之間有意愿進行數(shù)據(jù)共享，也因為涉及用戶數(shù)據(jù)隱私安全問題和數(shù)據(jù)共享中的利益分配問題望而卻步。

表1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議比較

區(qū)塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，能夠在保證數(shù)據(jù)可信、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)隱私安全的前提下，充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)計算，為人工智能應(yīng)用在數(shù)據(jù)質(zhì)量和共享層面提供有力的支持。

首先，區(qū)塊鏈的不可篡改和可追溯性使得數(shù)據(jù)從采集、交易、流通，以及計算分析的每一步記錄都可以留存在區(qū)塊鏈上，任何人在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，不能隨意篡改數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)和制造虛假數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)的可信性和質(zhì)量得到一定程度的信用背書，有助于人工智能進行高質(zhì)量的建模，從而使用戶獲得更好的用戶體驗。

其次，基于同態(tài)加密、零知識證明、差分隱私等技術(shù)實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)共享中的數(shù)據(jù)隱私安全保護，使得多方數(shù)據(jù)所有者在不透露數(shù)據(jù)細節(jié)的前提下進行數(shù)據(jù)協(xié)同計算[4]。例如，IBM Watson Health（健康醫(yī)療項目）基于區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)一種安全、高效、可擴展的醫(yī)療數(shù)據(jù)交易方式，實現(xiàn)患者隱私數(shù)據(jù)的共享，包括電子病歷、臨床實驗、基因數(shù)據(jù)以及移動設(shè)備、可穿戴設(shè)備和“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）設(shè)備中包含的醫(yī)療數(shù)據(jù)，以便IBM 通過分析大量的個人醫(yī)療數(shù)據(jù)進行建模從而推動相關(guān)基于人工智能技術(shù)的醫(yī)療診斷應(yīng)用的落地。再次，基于區(qū)塊鏈的激勵機制和共識機制，極大拓展了數(shù)據(jù)獲取的來源渠道。在區(qū)塊鏈密碼學(xué)技術(shù)保證隱私安全的前提下，向全球范圍內(nèi)所有參與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的參與者，基于預(yù)先約定的規(guī)則收集需要的數(shù)據(jù)。對于不符合預(yù)先規(guī)則的無效數(shù)據(jù)，通過共識機制予以排除。參與者授權(quán)使用的有效數(shù)據(jù)，以Hash碼形式記錄在區(qū)塊鏈上，個人通過公私鑰技術(shù)擁有數(shù)據(jù)的控制權(quán)；對于授權(quán)提供數(shù)據(jù)的參與者，提供Token等形式的激勵。

總的來說，區(qū)塊鏈能夠進一步規(guī)范數(shù)據(jù)的使用，精細化授權(quán)范圍，有助于突破信息孤島，實現(xiàn)保護數(shù)據(jù)隱私的前提下安全可靠的數(shù)據(jù)共享。人工智能基于可信和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)開展計算和建模，極大提升區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的價值和使用空間。

3 人工智能技術(shù)有助于智能合約實現(xiàn)真正智能

智能合約概念最早在1994年由學(xué)者 Nick Szabo 提出，最初被定義為一套以數(shù)字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執(zhí)行這些承諾的協(xié)議，其設(shè)計初衷是希望通過將智能合約內(nèi)置到物理實體來創(chuàng)造各種靈活可控的智能資產(chǎn)。

區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)重新定義了智能合約，并將智能合約的內(nèi)涵進一步具體和深入。當前的智能合約一般是具有狀態(tài)、事件驅(qū)動和遵守一定協(xié)議標準，并運行在區(qū)塊鏈上的代碼程序。它能夠?qū)崿F(xiàn)一定觸發(fā)條件下，以事件或者事務(wù)的方式，按著代碼規(guī)則，處理和操作區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，并由此控制和管理區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字資產(chǎn)。作為一種嵌入式程序化合約，可以內(nèi)置在任何區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)、交易、有形或無形資產(chǎn)上，形成可編程控制的軟件定義的系統(tǒng)、市場和資產(chǎn)。

可以看到區(qū)塊鏈的智能合約的本質(zhì)是代碼，和其他編程語言并沒有什么不同。通過智能合約的代碼可以自動處理區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點之間的交易，例如為傳統(tǒng)金融資產(chǎn)的發(fā)行、交易和管理提供了自動化的工具。在數(shù)字票據(jù)的整個生命周期中，票據(jù)開立、流轉(zhuǎn)、貼現(xiàn)、轉(zhuǎn)貼現(xiàn)、再貼現(xiàn)、回購等一系列業(yè)務(wù)類型、交易規(guī)則和監(jiān)管合規(guī)，都可以通過智能合約編程的方式實現(xiàn)。此外，智能合約也能夠應(yīng)用于社會系統(tǒng)的合同管理、監(jiān)管執(zhí)法等事務(wù)中。

當然，智能合約只是一個事務(wù)處理模塊和狀態(tài)機構(gòu)成的系統(tǒng)，它的存在只是為了讓一組復(fù)雜的、帶有觸發(fā)條件的數(shù)字化承諾能夠按照參與者的意志，正確執(zhí)行。此外，智能合約在法律上并不具備法律約束力，在功能上也并不智能。在商業(yè)活動正真需要實際簽署合約的場景下，智能合約在實踐和理論上無法實現(xiàn)它名字所賦予的功能，智能合約代碼本身也缺乏真實合同的基本要素，例如條款、條件、爭議解決等[5]。智能合約在具有真正法律約束力上還有很長的路要走。不僅如此，智能合約的代碼也是僵化的、一成不變，在實際應(yīng)用中缺乏必要的靈活性。實際上它只包含了基于不同輸入而反饋的一系列復(fù)雜結(jié)果，當前的智能合約并不智能，它的處理是確定性的。如果說它智能的話，僅僅體現(xiàn)在提供有效的自動化履約，降低人為錯誤和潛在爭議風(fēng)險。

人工智能為區(qū)塊鏈中相對粗糙的智能合約技術(shù)帶來了福音，并有助于實現(xiàn)合約智能化。人工智能結(jié)合區(qū)塊鏈智能合約，以三個層面重塑全新的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用能力。

一是人工智能結(jié)合智能合約，可量化處理特定領(lǐng)域問題，使得智能合約具有一定的預(yù)測分析能力。例如在保險反欺詐應(yīng)用中，基于人工智能建模技術(shù)構(gòu)建風(fēng)控模型，通過運營商的電話號碼不同排列的數(shù)據(jù)組合進行反欺詐預(yù)測，并依據(jù)智能合約的規(guī)則進行相應(yīng)的處理?；谌斯ぶ悄艿闹悄芎霞s，能夠處理人腦無法預(yù)見的金融風(fēng)險，在信用評級和風(fēng)險定價方面比人腦更具有優(yōu)勢。

二是人工智能的介入讓其擁有仿生思維性進化的能力。就智能合約本身而言，通過人工智能引擎，在圖形界面的模板和向?qū)С绦虻闹敢?，能夠?qū)⒂脩糨斎朕D(zhuǎn)化為復(fù)雜智能合約代碼，即生成符合用戶和商業(yè)場景的“智能協(xié)議”。

三是人工智能不斷地通過學(xué)習(xí)和應(yīng)用實踐形成公共化的算力。

當然，人工智能與智能合約的深度結(jié)合還需跨過法律和技術(shù)兩重難關(guān)。盡管一些相對簡單的合約通?？梢詫⒙募s自動化，對于更加復(fù)雜的合約，可能還需要人的介入來解決爭議。

4 區(qū)塊鏈為人工智能建模提供了分布式算力

在區(qū)塊鏈與人工智能結(jié)合的層面上，區(qū)塊鏈技術(shù)在一定程度上保證了數(shù)據(jù)可信和質(zhì)量。人工智能技術(shù)通過引擎構(gòu)建模型，并運行在區(qū)塊鏈上，使區(qū)塊鏈的智能合約更加“智能”。在算力層面，人工智能通?；趥€人自建或者傳統(tǒng)云計算平臺進行模型計算訓(xùn)練。隨著數(shù)據(jù)量的增大和計算復(fù)雜度的提升，對于傳統(tǒng)中心化的云計算平臺和服務(wù)器的計算能力的要求也越來越高，對于企業(yè)的成本投入也在不斷攀升，這主要因為高性能計算機或者是服務(wù)所帶來硬件采購和維護成本。

盡管互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)使用廉價的P C 機作為云平臺的服務(wù)器，但電力消耗依然巨大。共享經(jīng)濟的到來，為降低能源消耗和提高資源利用效率提供極佳的解決思路。全球范圍內(nèi)的大多數(shù)普通計算機的算力都處于閑置狀態(tài)，如果能夠把這部分算力利用起來，能夠極大降低人工智能建模的成本和提高資源利用效率。

區(qū)塊鏈是分布式網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)算力的去中心化。區(qū)塊鏈有助于構(gòu)建去中心化的人工智能算力設(shè)施基礎(chǔ)平臺，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的不斷提高設(shè)備的性能以提高算力的思路。

在算力層面上，區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)在分布在全世界各地的去中心化海量節(jié)點之上運行人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用全球節(jié)點的閑置計算資源進行計算，實現(xiàn)去中心化的智能計算。此外，通過區(qū)塊鏈智能合約可以根據(jù)用戶產(chǎn)品計算量對網(wǎng)絡(luò)計算節(jié)點進行動態(tài)調(diào)整，從而提供彈性的計算能力滿足用戶計算需求。

5 結(jié)束語

本文從數(shù)據(jù)、算法和算力三個層面對區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)融合發(fā)展進行了探討，可以看到區(qū)塊鏈與人工智能在數(shù)據(jù)、算法和算力層面可以相互賦能。隨著區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)成熟，以及學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界廣泛探討，相信未來區(qū)塊鏈與人工智能這兩種技術(shù)融合將更加深入，應(yīng)用場景會更加豐富。