1、區(qū)塊鏈賦能的邊緣智能與物聯(lián)網(wǎng) (1)邊緣人工智能計(jì)算中的節(jié)點(diǎn)本身及在相互通信的過程中可能會(huì)遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊,而以區(qū)塊鏈作為底層支撐的可信邊緣人工智能計(jì)算架構(gòu)更適合于多變邊緣計(jì)算環(huán)境下的AI場(chǎng)景; (2)參與邊緣智能的節(jié)點(diǎn)可能存在惡意行為,或者對(duì)于為系統(tǒng)做貢獻(xiàn)的行為缺乏足夠的激勵(lì),同時(shí)信息與數(shù)據(jù)作為人工智能的核心是不可或缺的,而區(qū)塊鏈技術(shù)可以有效激勵(lì)邊緣智能場(chǎng)景中信息與數(shù)據(jù)的共享與交換; (3)區(qū)塊鏈可以有效提升邊緣人工智能計(jì)算系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)陌踩浴?/p> (2)構(gòu)建跨域/泛中心網(wǎng)絡(luò)中的分布式信任 在邊緣智能計(jì)算的場(chǎng)景中,存在著更多設(shè)備與設(shè)備之間的合作。區(qū)塊鏈以其不可篡改性保證記錄數(shù)據(jù)的真實(shí)性,以其可追溯性和共識(shí)機(jī)制有助于確認(rèn)記錄數(shù)據(jù)的可靠性,因而可以在跨域/開放網(wǎng)絡(luò)中更好地構(gòu)建信任,但這一方面研究的難點(diǎn)在于:如何通過模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所提方案的有效性,如何設(shè)定信任的衡量方式,以及如何模擬部分節(jié)點(diǎn)不同程度的“不可信”情況。 (3)群智計(jì)算與數(shù)據(jù)隱私的權(quán)衡 區(qū)塊鏈具有匿名性、分散性、安全性等關(guān)鍵特性,因而被認(rèn)為能夠方便、高效、可靠、安全地應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中的安全和隱私問題。但是,這些基于密碼學(xué)中的算法還需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)與研究,比如交互式的零知識(shí)通信協(xié)議過于復(fù)雜,以致容易受到惡意軟件的攻擊;若采用非交互式簡(jiǎn)潔零知識(shí)證明技術(shù),其證明過程需要大量的內(nèi)存,這意味著在受限設(shè)備上很難使用。 2、區(qū)塊鏈賦能的邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng) 在物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算中,攻擊者可能使用分布式拒絕服務(wù)攻擊增加中心服務(wù)器的計(jì)算負(fù)擔(dān),進(jìn)而影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以進(jìn)行去中心化的任務(wù)分配和調(diào)度,從而有效緩解攻擊帶來的危害。 (2)隱私保護(hù): 在物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算場(chǎng)景下進(jìn)行隱私保護(hù)也是一個(gè)全新的挑戰(zhàn),可以利用受區(qū)塊鏈保護(hù)的智能合約對(duì)用戶自定義的敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并提供安全可信的條件訪問和解密查詢方法。 (3)訪問控制: 借助可信任的區(qū)塊鏈技術(shù),可以進(jìn)一步拓展物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算訪問控制的功能。例如,針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中集中式授權(quán)造成的性能瓶頸或單點(diǎn)故障,可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)大型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備、服務(wù)和信息進(jìn)行有效的訪問控制。 (4)資源管理: 邊緣計(jì)算將計(jì)算任務(wù)遷移到附近的節(jié)點(diǎn)中處理,來緩解遠(yuǎn)程云服務(wù)器的壓力,降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延?,F(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù),大多需要強(qiáng)大的計(jì)算能力與能量消耗的支持。結(jié)合邊緣計(jì)算的特點(diǎn),可以將構(gòu)建區(qū)塊鏈所需的計(jì)算任務(wù)卸載到邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中,實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的快速構(gòu)建。 3、區(qū)塊鏈賦能的軟件定義網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng) 由于集中式控制器的存在,在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)會(huì)存在實(shí)時(shí)調(diào)度服務(wù)質(zhì)量底下的問題,無法滿足物聯(lián)網(wǎng)的QoS需求。 (2)服務(wù)安全問題: SDN 控制器在網(wǎng)絡(luò)控制決策中的決定性地位,很容易成為攻擊者的目標(biāo),存在的 DDoS/DoS 攻擊、非法訪問、單點(diǎn)失效等安全問題,使得系統(tǒng)為合法用戶服務(wù)的質(zhì)量下降,甚至無法提供服務(wù)。 基于區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改、可追溯、高可信和高可用的特性,可以有效地緩解上述問題: (1)利用區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)賦予不同SDN控制器自主進(jìn)行資源拍賣能力,以此確定不同業(yè)務(wù)對(duì)各類資源使用的優(yōu)先級(jí),并組成由不同資源連接而成的功能服務(wù)鏈。對(duì)于各種功能服務(wù)鏈形成的隊(duì)列,使用包含優(yōu)先級(jí)調(diào)度模型、QoS框架模型的多跳模型來保證隊(duì)列滿足物聯(lián)網(wǎng)QoS下的合理調(diào)度要求。 (2)使用區(qū)塊鏈技術(shù),在各 SDN 控制器上構(gòu)建一個(gè)由一個(gè)可讀取、可添加、不可篡改的分布式數(shù)據(jù)庫組成的區(qū)塊鏈存儲(chǔ),共同維護(hù)區(qū)塊的記錄列表;并利用高效安全的共識(shí)算法對(duì)區(qū)塊的消息進(jìn)行驗(yàn)證,并建立分析模型對(duì)安全性以及性能進(jìn)行分析。
·本文節(jié)選自《區(qū)塊鏈應(yīng)用藍(lán)皮書:中國區(qū)塊鏈應(yīng)用發(fā)展研究報(bào)告(2020)》,作者:高鎮(zhèn)、仇超、任曉旭、曹一凡、王曉飛
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