1、區(qū)塊鏈賦能的邊緣智能與物聯(lián)網(wǎng) (1)邊緣人工智能計算中的節(jié)點本身及在相互通信的過程中可能會遭受網(wǎng)絡攻擊,而以區(qū)塊鏈作為底層支撐的可信邊緣人工智能計算架構(gòu)更適合于多變邊緣計算環(huán)境下的AI場景; (2)參與邊緣智能的節(jié)點可能存在惡意行為,或者對于為系統(tǒng)做貢獻的行為缺乏足夠的激勵,同時信息與數(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)可以有效激勵邊緣智能場景中信息與數(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算系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理、存儲和傳輸?shù)陌踩浴?/p> (2)構(gòu)建跨域/泛中心網(wǎng)絡中的分布式信任 在邊緣智能計算的場景中,存在著更多設備與設備之間的合作。區(qū)塊鏈以其不可篡改性保證記錄數(shù)據(jù)的真實性,以其可追溯性和共識機制有助于確認記錄數(shù)據(jù)的可靠性,因而可以在跨域/開放網(wǎng)絡中更好地構(gòu)建信任,但這一方面研究的難點在于:如何通過模擬實驗來驗證所提方案的有效性,如何設定信任的衡量方式,以及如何模擬部分節(jié)點不同程度的“不可信”情況。 (3)群智計算與數(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,因而被認為能夠方便、高效、可靠、安全地應對系統(tǒng)中的安全和隱私問題。但是,這些基于密碼學中的算法還需要進一步設計與研究,比如交互式的零知識通信協(xié)議過于復雜,以致容易受到惡意軟件的攻擊;若采用非交互式簡潔零知識證明技術(shù),其證明過程需要大量的內(nèi)存,這意味著在受限設備上很難使用。 2、區(qū)塊鏈賦能的邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng) 在物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算中,攻擊者可能使用分布式拒絕服務攻擊增加中心服務器的計算負擔,進而影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以進行去中心化的任務分配和調(diào)度,從而有效緩解攻擊帶來的危害。 (2)隱私保護: 在物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算場景下進行隱私保護也是一個全新的挑戰(zhàn),可以利用受區(qū)塊鏈保護的智能合約對用戶自定義的敏感數(shù)據(jù)進行加密,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),可以進一步拓展物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算訪問控制的功能。例如,針對物聯(lián)網(wǎng)中集中式授權(quán)造成的性能瓶頸或單點故障,可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)對大型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設備、服務和信息進行有效的訪問控制。 (4)資源管理: 邊緣計算將計算任務遷移到附近的節(jié)點中處理,來緩解遠程云服務器的壓力,降低網(wǎng)絡時延?,F(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù),大多需要強大的計算能力與能量消耗的支持。結(jié)合邊緣計算的特點,可以將構(gòu)建區(qū)塊鏈所需的計算任務卸載到邊緣計算節(jié)點中,實現(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)會存在實時調(diào)度服務質(zhì)量底下的問題,無法滿足物聯(lián)網(wǎng)的QoS需求。 (2)服務安全問題: SDN 控制器在網(wǎng)絡控制決策中的決定性地位,很容易成為攻擊者的目標,存在的 DDoS/DoS 攻擊、非法訪問、單點失效等安全問題,使得系統(tǒng)為合法用戶服務的質(zhì)量下降,甚至無法提供服務。 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控制器自主進行資源拍賣能力,以此確定不同業(yè)務對各類資源使用的優(yōu)先級,并組成由不同資源連接而成的功能服務鏈。對于各種功能服務鏈形成的隊列,使用包含優(yōu)先級調(diào)度模型、QoS框架模型的多跳模型來保證隊列滿足物聯(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)建一個由一個可讀取、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,共同維護區(qū)塊的記錄列表;并利用高效安全的共識算法對區(qū)塊的消息進行驗證,并建立分析模型對安全性以及性能進行分析。
·本文節(jié)選自《區(qū)塊鏈應用藍皮書:中國區(qū)塊鏈應用發(fā)展研究報告(2020)》,作者:高鎮(zhèn)、仇超、任曉旭、曹一凡、王曉飛
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