区块链和人工智能有什么关系?

对于很多初创的公司来说,人工智能发展的最大瓶颈是数据。而大多数数据都掌握在巨头手中。这意味着创业公司没有任何胜出的机会吗?在区块链诞生之前,这个答案是肯定的。

但区块链诞生之后,创业公司有机会通过数据交易市场、通过token 激励体系,通过加密经济学的方式获得有价值的数据,实现用户和创业公司双赢的局面。区块链和人工智能的结合才刚刚开始,但未来会激发出很多创新,最终为创业公司打开一条通往人工智能的全新路径。那么区块链和人工智能究竟有什么关系呢?

目前整个区块链行业的发展,有诸多乱象,这和有没有一个好的标准有巨大关系,而区块链技术和行业的发展程度,恰恰又决定了区块链标准化推进的进度。

区块链和人工智能有什么关系

在“2018全球区块链经济人(北京)峰会”上,同济大学教授、中国位置服务产业联盟(筹)专家委员会主席、IEEE区块链标准工作组成员、中国通信英文版区块链专题客座主编刘儿兀,从区块链的技术诞生到逐次发展,就“区块链技术及国际标准化进展”发表了主题感言。以下为其发言精华内容实录。

区块链从概念上讲,有几个关键术语:信任、公共账本、匿名(区块链上的账号用假名不是真名)、安全、追溯、状态机器、P2P(也叫自组织、去中心化)这几个名词大家也经常遇到,从我的理解来讲,信任是第一位的。

首先,要有一台具有人工智能的机器。而基于目前研究水平,大多数人工智能基本上靠大量的经验数据,才可能训练出一些模型,数据越全训练的模型越好,但是数据是怎么留下的,是怎么样的逻辑我们其实还不是非常知道,也就是说人工智能的理论基石还没有那么深厚。

另外只有智能,比如一个人再怎么聪明,两个人再怎么聪明,人和人之间没有信任,产出效率也是很低的,所以还需要信任,还需要一个能够制造信任的机器,因为不管是用底层还是加密等各种技术手段,机器制造信任,可能都会比人建立信任容易得多,人和人之间的信任是随机性而且不可控的,所以机器反而容易做信任这件事,代价也比较低。

从目前区块链的发展来看,它刚好是在这样一个需要信任机器的时间点上,可以在很廉价的机器智能方式上,用密码学建立一个信任平台。

有了这个平台就有一个好处——因为它是匿名的,是一个天然的信任基础平台,人们相信区块链可以提供信息安全和隐私保护,而愿意上传分享数据,那么区块链可以拿到海量数据,而这些数据可以用来反哺给人工智能,并且因为区块链有追溯功能,每个数据都可以通过区块链记录下来,比如是给谁用,或者用在哪里,都是很清楚的,这也就给了人工智能怎么掌握数据流向一个很好的参考,也会有助于人工智能的理论提高,所以它的重要价值之一,是可提供一个很大的数据集,而且会把数据逻辑理清。

具有智能的机器和制造信任的机器加起来,就相当于效率。两个智能之间如果有一个很好的信任机制,效率就会非常高。为了好记,有一个公式:E=I2T,智能机器和信任机器之间是相辅相成的关系,制造信任的机器也可能不是区块链,但是从目前情况来看,区块链可以提供一个很好的选择。

再回到区块链,从技术角度来讲,首先它的基本要求是一个公共账本,它可以记录交易、人的行为等等信息,不只限于账户之间的金钱往来信息。

另外一个是共识机制,共识机制相当于指导谁会在公共账本上有记账权,它有一些特征包括不可篡改、匿名、可追溯、抗攻击,这些都是区块链要成为公共账本需要具有的特征。

区块链的概念最早在1991年就有了,当时它是叫Chain of Blocks,是Stuart Haber & Scott Stornetta两人提出要建设一条用一块组成安全的链。

1992年,Bayer等人又提了一个Merkle Tree,它可以把多个文档放在一个Block里面,现在区块链多个交易放在一个Block里面这一功能就是从这里开始的。

1994年,有一个搞密码破译的人叫Szabo,他发现如果账本是去中心化的,可以用来做智能合约,就是有一段代码它可以自动执行,这一点是现在的区块链包括比特币和以太坊的研究基础。

2008年,中本聪提出了区块链的概念,这个概念是基于之前安全的链,MrekleTree这些概念的。

2009年,比特币出来了,它是第一个无中介的,解决双花问题的数字货币(防止一个人将数字货币传给另一个人的时候,同时可能再传给第三者)它相当于是区块链成型概念的1.0,是区块链第一个真正落地的应用。

2014年,是区块链概念2.0,Vitalik的以太坊。现在还有很多技术在竞争,包括以太坊本身也在Tendermiet基础上改,大家竞争的目的就是看谁是区块链3.0,目前没有3.0。

通过历史上一系列的技术开发,形成了当前的区块链主流架构:单向链表、密码学,还有去中心化网络。

其实区块链可以不用去中心化,目前的主流架构是去中心化已经形成,也就是区块链上面的数据结构是单链式的,是每个节点都可以传到上面去,节点之间是自组织或者去中心化的。

关于共识机制,从技术上来讲,系统如何保持一个稳定的可靠的状态,是共识机制要解决的事情,共识机制是把区块链主流架构下的每个技术环节都串起来,比如单向链表的共识是在最长链上添加。

可见共识机制是非常重要的一部分,它是分布式系统如何达成一致的保证。其中有一个很重要的理论依据,就是能够解决拜占庭问题的容错系统。

1982年关于拜占庭问题,图灵提出了一个理论性的结论,即系统里面的坏人(别人传了消息给他,他可能故意传错)不超过1/3的时候,在这种不可靠的环境下(还是有小于1/3的坏人存在),能够鉴定一个可靠系统是可能的。但是如何构建这个系统,他没有提出来。

一直到1999年,Miguel Castro提出了实用拜占庭,他找到一个算法,可以指导如何建一个拜占庭容错的系统。这是一个非常大的理论进步,但是只常见于学术圈内,做一些理论性研究,实际应用比较少,因为在规模化网络的时候,它的性能比较差。

2009年,随着比特币的出世,有了POW,即工作量证明,它相当于买彩票,狂算。POW就用一种比较简单的方式实现了拜占庭容错,并且算法得到了大量推广,但是它还是有一些问题,就是浪费能量,比如没事算什么哈希(算力),它一直算就为了拿到记帐权,这对于实际问题或者实际应用可能没有那么好的帮助,2014年,Jae Kwon提出了PoS,它类似于股权证明、权益证明,类似于你在公司里面股份有多少,投票率有多少,它是第一个在区块链中实现了拜占庭容错,它其实是1999年Miguel Castro提出的理论在实际规模化网络系统中的实现。

2014年之后在PoS的基础上延伸出很多东西,比如前段时间很多人在炒的DPos,它的竞争对象是以太坊,它们两个都要做区块链操作系统,也就是类似安卓系统。再比如以太坊的Casper,它有两个版本CFFG和CTFG。总之不同的区块链系统基本上都是基于PoS,包括小蚁等等,都是在PoS基础上做的。

目前来看,区块链存在的问题,一个是速率慢,十分钟出一个区块,以太坊好一些,也要几十秒出一个区块;一个是容量小,每秒七个交易,这是无法像现在的全球信用卡系统一样支持全球操作的,它起码要达到几万个TPS,例如2017年双十一的时候,支付宝达到了26万多TPS。区块链系统要跟现在成熟的互联网系统做比拟,基本上10万是一个可比拟值,而目前来看相差太多。也有一些人在研究做扩容的工作。

基于区块链存在的问题,有研究人员就想改善它的性能,从区块链的架构(单向链表、密码学,去中心化网络)上改进。但是目前的方法,在单向链表上改多是治标不治本,在密码学上改可行性不高,在去中心化上改也存在问题。比如完全去中心化、完全的分布式后,系统的健康性很好,但是效率很低。

总结起来说,在我的理解中,区块链就是一部制造信任的机器,公共账本、共识机制、不可篡改、匿名、可追溯、抗攻击是它的特性,因为有了信任,大家愿意把数据上传,之后会有大量数据,可以反哺给人工智能,人工智能的理论发展会有所帮助。从技术角度上来说,为提高效率,人工智能需要一个信任机器,目前来看,区块链是合适的,当然也不排除还有其他合适的方式来做这件事。

我们参与了P2418标准的制定相关工作,它是2017年6月份开始讨论,2017年8月份正式启动,初步是准备在2019年6月份来应用。其中对安全性比较重视,因为物联网本身的安全性不靠区块链解决,物联网是一些代码,区块链是区分不出来的。

下图是P2418标准的6个流程和框架之一。

从框架1可见最底层是传感器,智能合约是在第三层,然后对应着要做一些跟大数据、人工智能等的跨领域合作。

还有一些复杂网络的优化部署,其实互联网就是一个复杂网络的结构,它有一个专门的术语,叫无标度的网络,这从理论上证明区块链基本上会有一些网络度的分布。但区块链的复杂网络特征可能不在底层的网络结构上,而在交易上,因为区块链记录的是交易信息。虽然交易信息会因为一些技术原因变化,但是每个人需要可以把区块链的全网数据复制下来,做一些分析,当然其中可能会有一个账目安全问题的担忧,也就是我跟谁交易不想让别人知道,但通过这种技术会暴露出来。


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