Комплексный обзор блокчейна в ИИ

ИИ и блокчейн стали двумя из наиболее революционных технических инноваций в последнее время.

• Искусственный интеллект (ИИ): Позволяет машинам и компьютерам имитировать человеческое мышление и процессы принятия решений.
• Блокчейн: Распределенная и неизменная бухгалтерская книга, которая безопасно хранит данные и информацию в децентрализованном и доверенном порядке.

В последнее время ученые глубоко изучили потенциальные применения этих технологий в различных секторах. В этой статье мы предоставим краткий обзор того, как блокчейн можно интегрировать с ИИ, концепцию, которую можно назвать “децентрализованным ИИ”. Давайте погрузимся в это.

Децентрализованный ИИ: Введение в блокчейн в ИИ

В последнее десятилетие или около того блокчейн был одной из наиболее обсуждаемых инноваций, и он начал набирать обороты, когда нашел свое применение в других областях. С момента его создания в 2008 году он продолжал развиваться как разрушительная технология, которая имела потенциал революционизировать способ хранения или обмена данными или информацией и революционизировать способ отслеживания и автоматизации транзакций.

Одной из наиболее обсуждаемых точек блокчейна является то, что каждая транзакция блокчейна подписана криптографически, и узлы, которые содержат копию всей бухгалтерской книги цепочки всех транзакций, проверяют каждую такую транзакцию, что приводит к созданию синхронизированных, безопасных и общих записей с временными метками, которые невозможно изменить. Следовательно, блокчейн может быть эффективным вариантом для исключения необходимости в центральной власти для проверки и управления транзакциями и взаимодействиями между пользователями в сети.

Двигаясь дальше, техническая индустрия производила и генерировала огромное количество данных благодаря техническим инновациям, таким как устройства IoT, смартфоны, социальные сети и веб-приложения, которые внесли значительный вклад в рост ИИ, поскольку для эффективной и эффективной работы системы ИИ часто используют большое количество данных с помощью глубокого обучения и методов машинного обучения для выполнения различных аналитических задач.

Даже сегодня, значительная часть методов машинного обучения и глубокого обучения для моделей ИИ полагается на централизованную модель, которая обучает группу серверов, которые запускают или обучают конкретную модель против обучающих данных, а затем проверяет обучение с помощью валидационных или обучающих наборов данных. Высокий спрос на эффективное обучение модели ИИ является причиной, по которой крупные технологические компании и команды разработчиков часто хранят большое количество данных для обучения своих моделей для достижения лучших возможных результатов и производительности.

Большинство моделей и методов ИИ сегодня являются централизованными, и хотя централизация принесла много успеха в индустрии ИИ, есть значительный недостаток централизованного хранения данных для моделей ИИ. Когда все данные хранятся в централизованном порядке, возможность篡改 данных или коррупции данных увеличивается, поскольку централизованное хранение данных всегда является предметом вредоносного ПО и кибератак. Кроме того, при работе с большим количеством данных сложно проверить подлинность и происхождение источника данных, что может привести к неправильному обучению модели, что может привести к нежелательным, неточным и даже опасным последствиям.

Проблемы с хранением данных для моделей ИИ являются основной причиной использования блокчейна в ИИ и разработки децентрализованного ИИ. Основная цель децентрализованного ИИ – обеспечить процесс и выполнить принятие решений или анализ с помощью цифрового подписания, безопасного и доверенного общего хранения данных, хранящегося и транзактированного в сети блокчейна в децентрализованном или распределенном порядке без использования внешних ресурсов третьих сторон.

Модели ИИ имеют репутацию часто работающих с большим количеством данных, и ученые уже предсказали блокчейн как будущее хранения данных. Кроме того, блокчейн имеет смарт-контракты, которые позволяют пользователям программировать сеть блокчейна для управления транзакциями между участниками, генерирующими или получающими данные, или принятием решений. Автономные приложения и машины на основе смарт-контрактов блокчейна могут учиться и адаптироваться к изменениям со временем, и они также могут принимать точные и доверенные решения, результаты которых проверяются и подтверждаются узлами сети блокчейна.

Как блокчейн может трансформировать искусственный интеллект?

Несколько недостатков искусственного интеллекта и индустрии блокчейна можно эффективно устранить путем объединения обеих технических систем. Блокчейн действует как распределенная бухгалтерская книга, которая хранит и передает данные криптографическим методом, который согласован и проверен узлами сети. Сети блокчейна хранят данные с высокой устойчивостью и целостностью, что делает их практически неуязвимыми для篡改, что является основной причиной, по которой результаты алгоритмов машинного обучения, когда они принимают решения с помощью смарт-контрактов блокчейна, не могут быть оспорены и могут быть доверены. Использование сетей блокчейна с технологиями ИИ может помочь в создании децентрализованных, неизменных и безопасных систем для высокочувствительных данных, которые могут быть собраны, обработаны и использованы приложениями, работающими на ИИ.

Двигаясь дальше, некоторые из наиболее заметных преимуществ интеграции ИИ и блокчейна перечислены ниже.

• Улучшенная безопасность данных

Одной из основных причин огромной популярности блокчейна является то, что он предлагает высокую безопасность и безопасность хранения информации в Интернете. Блокчейны предлагают альтернативу хранению чувствительной и критической информации на дисках, которая заключается в хранении цифровых подписанных данных, которые могут быть доступны только с помощью приватных ключей. Следовательно, использование блокчейна для хранения данных для алгоритмов ИИ может позволить моделям ИИ работать с чувствительными данными, что приведет к более точной и доверенной информации.

• Коллективное принятие решений

В технической экосистеме участвующие приложения или инструменты должны работать в координации друг с другом, чтобы достичь цели с максимальной эффективностью. Системы блокчейна предлагают децентрализованные и распределенные решения для алгоритмов принятия решений, которые могут заменить необходимость в центральной власти. Исключение центральной власти позволит роботам обсуждать проблему внутри, голосовать по любому вопросу и решать проблему большинством до тех пор, пока не будет достигнуто соглашение.

• Улучшение доверия к решениям роботов

Блокчейн хранит данные высокобезопасным способом, который не может быть изменен, что обеспечивает качество данных на протяжении всего процесса обучения. В результате модель будет обучена на высокоточных данных, что в конечном итоге поможет увеличить точность модели.

• Более высокая эффективность

Одной из основных причин, по которой бизнес-процессы, которые часто涉ивают нескольких пользователей, таких как несколько акционеров или заинтересованных сторон, государственных организаций и бизнес-фирм, часто неэффективны, является необходимость многочисленных авторизаций бизнес-транзакций. Использование блокчейна и смарт-контрактов позволит создать DAO или децентрализованные автономные агенты, которые будут автоматически проверять данные или передачу активов между различными заинтересованными сторонами, эффективно и быстро.

Таксономия блокчейна в ИИ

В этом разделе мы будем говорить о некоторых ключевых концепциях, используемых в применении технологий блокчейна для приложений ИИ, которые упоминаются на рисунке ниже.

Децентрализованные приложения ИИ

Текущие приложения ИИ обычно работают в автономном режиме для выполнения обоснованных решений с помощью различных стратегий планирования, поиска, оптимизации, обучения, восстановления и управления знаниями. Однако децентрализация приложений ИИ является сложной и сложной задачей по нескольким причинам.

• Автономные вычисления

Одной из основных целей приложений ИИ является обеспечение частично или полностью автономных операций, где несколько интеллектуальных агентов или небольших компьютерных программ будут воспринимать и анализировать свою местную среду, сохранять свое внутреннее состояние и выполнять указанные действия соответственно.

• Оптимизация

Одной из основных особенностей приложений ИИ является их потенциал принимать наиболее эффективные и эффективные решения, фильтруя набор идеальных решений среди всех возможных решений, и это возможно благодаря оптимизации алгоритмов и моделей ИИ. Техники оптимизации направлены на поиск лучшего решения проблемы, работая в ограниченной или неограниченной среде в зависимости от системных и прикладных целей. Децентрализованная оптимизация приведет к лучшей эффективности и повышению производительности.

• Планирование

Приложения ИИ используют стратегии планирования при сотрудничестве с другими приложениями и системами для решения сложных проблем в новых или сложных средах. Стратегии планирования играют важную роль в поддержании устойчивости и эффективности моделей ИИ. Использование блокчейна для стратегий планирования может привести к разработке более неизменных и критических стратегий, используемых для критически важных систем и стратегических приложений.

• Обнаружение знаний и управление знаниями

Приложения ИИ имеют репутацию работы с большим количеством данных, и их зависимость от централизованных систем обработки данных. С помощью децентрализации процессы обнаружения знаний и управления знаниями смогут предоставить персонализированные закономерности знаний, учитывающие потребности всех участвующих сторон.

• Обучение

В сердце приложений ИИ лежат алгоритмы обучения, которые позволяют процессам обнаружения и автоматизации знаний. Существуют различные виды алгоритмов обучения, такие как обучение с учителем, обучение без учителя, полуученное обучение, обучение с подкреплением, ансамблевое обучение, модели глубокого обучения и многое другое, которые решают различные проблемы машинного обучения. Использование децентрализованных моделей обучения может привести к высокоавтономным системам обучения, которые поддерживают местный интеллект в различных вертикалях систем ИИ.

Децентрализованные операции ИИ

Модели и алгоритмы ИИ часто обучаются, тестируются и проверяются на большом количестве данных, чтобы принимать лучшие и более разнообразные решения. Однако использование централизованных решений для хранения данных, таких как центры данных, облака и кластеры, является значительным препятствием для разработки высокобезопасных приложений ИИ, которые сохраняют конфиденциальность пользователей. Вот некоторые из наиболее заметных реализаций блокчейна, которые могут быть приняты различными приложениями ИИ.

• Децентрализованное хранение

Централизованные решения для хранения данных высоко уязвимы, когда речь идет о безопасности и конфиденциальности, поскольку эти решения для хранения данных включают личные и конфиденциальные данные пользователей, а также их местоположение, медицинские записи, действия и финансовую информацию. Блокчейн предлагает децентрализованные и криптографически безопасные решения для хранения данных во всей сети и приложениях. Децентрализованные решения для хранения данных используют узлы, и каждый узел в сети сохраняет клиенто-ориентированную зашифрованную копию базы данных, чтобы обеспечить доступность данных для клиентов. Клиенты могут использовать и добывать свои данные по мере необходимости и требований.

Два наиболее распространенных метода хранения, используемых в децентрализованных решениях для хранения данных, – это Шардирование и Роинг. Шардирование – это процесс, в котором вы создаете логические разделы баз данных, известные как “Шарды”, где каждая секция назначается уникальным ключом, который можно использовать для доступа к секции. С другой стороны, Роинг – это метод, который использует “Рои”, чтобы обеспечить параллельный доступ к данным из нескольких узлов в сети, чтобы уменьшить задержку в приложениях ИИ, и таким образом привести к более эффективной и плавной производительности. Шарды объединяются, в результате чего образуется коллективное хранение, поддерживаемое в сети группой узлов в виде роев.

Использование децентрализованных решений для хранения данных может привести к повышению надежности и масштабируемости хранения благодаря географическим распределениям, предлагаемым децентрализованными решениями для хранения данных. Некоторые из появляющихся децентрализованных решений для хранения данных включают Storj, Swarm, Sia, FileCoin, IPFS и многое другое.

• Управление данными

Одной из основных требований разработки приложения ИИ является управление данными таким образом, чтобы можно было собрать высокоточные, актуальные и полные наборы данных из надежных и доверенных источников данных. Традиционно приложения и алгоритмы ИИ использовали централизованные методы управления данными, такие как сегментация данных, фильтрация данных и осведомленное хранение данных, которые выполняются во всех узлах сети. По сравнению с децентрализованным хранением данных, предлагаемым сетями блокчейна, централизованное управление данными не справляется, поскольку не только скорость дублирования данных будет высокой, даже если в данные внесены незначительные изменения, но и потребность в передаче подобных наборов данных будет высокой.

Децентрализованные методы управления данными, с другой стороны, были разработаны для развертывания на уровне узлов в сети, учитывая пространственные и временные атрибуты в данных. Кроме того, для поддержания подлинности и безопасности данных децентрализованные схемы управления могут поместить метаданные в блокчейн.

Типы блокчейна для приложений ИИ

Технология блокчейна может быть сгруппирована в две категории: Разрешенные, где только авторизованные пользователи могут получить доступ к приложениям блокчейна в облачных, консорциумных или частных условиях, и Не разрешенные, где любой может публично получить доступ к системам, используя Интернет.

• Публичные блокчейны

Публичный блокчейн принадлежит к категории не разрешенных сетей блокчейна, где пользователи имеют свободу загрузить код блокчейна на свои системы, изменить код и использовать код по своему усмотрению. Кроме того, публичные блокчейны часто являются открытыми для чтения и записи, и легко доступны. Поскольку публичные блокчейны доступны всем, эти системы используют сложные протоколы для безопасности, и информация об идентификаторе и транзакционной приватности пользователей в сети управляется с помощью псевдонимных и анонимных данных в сети. Для передачи данных и активов каждая публичная сеть блокчейна использует родные токены, также известные как указатели значения или криптовалюты.

• Частные блокчейны

В отличие от публичных блокчейнов, частные сети блокчейна являются разрешенными системами, которые управляются одной организацией, и они предназначены как не разрешенные системы, где пользователи или участники всегда известны в сети и имеют предварительное одобрение для чтения и записи в сети. Частные блокчейны часто предлагают более высокую эффективность, поскольку идентификатор посетителей известен, и они являются предварительно одобренными участниками сети, что исключает необходимость в сложных алгоритмах и математических операциях для проверки любой транзакции в сети. Кроме того, частные сети блокчейна могут передавать любой тип активов, ценностей или коренных данных в сети.

Как и в публичных сетях блокчейна, одобрение транзакции и передачи активов в частной сети блокчейна выполняется с помощью алгоритмов консенсуса или голосования, которые не только позволяют выполнять быстрые транзакции, но и потребляют мало энергии. Удивительно, что среднее время одобрения транзакции в частной сети блокчейна составляет менее одной секунды.

• Сети блокчейна консорциума

Сети блокчейна консорциума, также известные как федеративные блокчейны, управляются группой организаций, где группы обычно образуются на основе взаимных интересов, разделяемых этими организациями. Сети блокчейна консорциума обычно предлагаются государственными организациями и органами, банками и некоторыми частными компаниями блокчейна.

Как и их частные аналоги блокчейна, сеть блокчейна консорциума работает как разрешенные системы, хотя несколько пользователей в сети имеют право чтения и записи в сети. Обычно все пользователи в сети блокчейна консорциума имеют право чтения, но только несколько лиц могут записывать данные в сеть.

Децентрализованная инфраструктура для приложений ИИ

Архитектуры блокчейна традиционно разрабатывались разработчиками как линейная инфраструктура, используя комбинацию стратегий хеширования и связанных списков данных. Однако в последнее время разработчики работают над нелинейными инфраструктурами, используя информацию о очереди и теорию графов для обработки больших данных и удовлетворения требований реальных приложений, основанных на ИИ.

Приложения ИИ, работающие на блокчейне

Децентрализованное хранение и управление данными с ИИ

Использование блокчейна с ИИ позволило разработчикам работать над разработкой стабильных систем, которые поддерживают взаимодействие различных технических инноваций, и таким образом предоставляют платформу для безопасного и безопасного управления данными, передачи данных и хранения данных. Ниже приведенный рисунок демонстрирует объединенные функции технологий блокчейна и ИИ для медицинской отрасли, которая включает различные этапы, такие как анализ, диагностика, проверка медицинских открытий и отчетов, а также принятие критических решений.

В последние годы обработка большого количества данных, увеличение вычислительной мощности алгоритмов и моделей экспоненциально, а также рост пользовательского принятия связанных систем и приложений были основными приоритетами в отрасли ИИ и МО. Поскольку искусственные нейронные сети часто требуют большого количества данных и вычислительной мощности для целей обучения, важно создать мощные центры данных для сбора больших наборов данных. Во время процесса аудита сети блокчейна можно использовать для хранения данных и информации о запросе, достигая при этом более высокого уровня безопасности и конфиденциальности. Кроме того, интеграция ИИ и технологий блокчейна обеспечит сильный механизм консенсуса, который является неизменным, прочным, децентрализованным.

Децентрализованная инфраструктура для ИИ

Введение инфраструктуры сети блокчейна добавило три новые характеристики к традиционной распределенной архитектуре: децентрализованное и общее управление данными и активами, родные обмены активами и неизменные аудиторские следы. Когда инфраструктура блокчейна была объединена с технологиями ИИ, инфраструктура предоставила пользователям новые модели данных и предложила общее управление моделями и обучающими данными, добавив к доверенности данных. Для создания лучших и более эффективных моделей данных модели ИИ нуждаются в доступе к большому количеству данных, предоставляемому сетями блокчейна.

Децентрализованные сети, такие как IPFS и Ethereum, могут обрабатывать хранение данных и огромные вычислительные ресурсы соответственно, обеспечивая при этом незапятнанные записи с высоким уровнем конфиденциальности. Открытые децентрализованные платформы ИИ, такие как ChainIntel, направлены на исключение монополизации услуг ИИ крупными компаниями.

Децентрализованные приложения ИИ

Коллективное принятие решений и децентрализованный интеллект могут иметь многочисленные применения. Например, рисунок ниже демонстрирует функции и преимущества объединения блокчейна с IoT и технологиями ИИ для увеличения урожайности в полях. Чувствители IoT могут отслеживать уровень питательных веществ в почве и захватывать изображения, которые могут помочь в мониторинге роста культур с течением времени. ИИ может использовать данные, полученные от чувствителей IoT, для предоставления прогностического анализа, который позволяет фермерам отслеживать различные условия. Использование блокчейна гарантирует, что каждый пользователь в сети имеет доступ к транзакциям, что помогает уменьшить время, затраченное на логистику.

Вышеуказанное изображение демонстрирует системы, работающие на блокчейне, используемые для беспилотного автоматического интеллектуального исследования морского дна.

Вышеуказанное изображение демонстрирует использование блокчейна и ИИ для финансовых и банковских целей, а также то, как блокчейн и ИИ могут улучшить эффективность, безопасность и безопасность финансовой системы.

Вывод

В этой статье мы говорили об применении и случаях использования блокчейна в ИИ. Статья дает обзор децентрализованного хранения и того, как блокчейн может быть ключом к решению нескольких проблем с ИИ. Двигаясь дальше, мы также обсудили таксономию блокчейна в ИИ, а также связанные технологии и сравнение реализаций блокчейна по типу блокчейна и инфраструктуры, децентрализованные операции ИИ и протоколы. Наконец, мы обсудили различные применения блокчейна в ИИ.

Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что реализация блокчейна в ИИ имеет потенциал решить существующие проблемы в отрасли ИИ, связанные с конфиденциальностью пользователей, безопасными оракулами, безопасностью смарт-контрактов, протоколами консенсуса, стандартизацией и управлением.