Tổng quan Toàn diện về Blockchain trong Trí tuệ Nhân tạo

Trí tuệ Nhân tạo (AI) và Blockchain đã xuất hiện như hai trong số những đổi mới kỹ thuật đột phá nhất trong thời gian gần đây.

• Trí tuệ Nhân tạo (AI): Cho phép máy móc và máy tính bắt chước quá trình suy nghĩ và ra quyết định của con người.
• Blockchain: Một sổ cái phân tán và không thể thay đổi, lưu trữ dữ liệu và thông tin một cách an toàn và đáng tin cậy.

Gần đây, các nhà khoa học đã bắt đầu khám phá các ứng dụng tiềm năng của những công nghệ này trong các lĩnh vực khác nhau. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về cách blockchain có thể được tích hợp với AI, một khái niệm có thể được gọi là “trí tuệ nhân tạo phân tán”. Hãy cùng khám phá.

Trí tuệ Nhân tạo Phân tán: Giới thiệu về Blockchain trong AI

Trong thập kỷ qua, blockchain đã trở thành một trong những đổi mới được bàn tán nhiều nhất, và nó bắt đầu thu hút sự chú ý khi nó tìm thấy ứng dụng trong các lĩnh vực khác. Kể từ khi ra đời vào năm 2008, nó tiếp tục nổi lên như một công nghệ đột phá có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta lưu trữ hoặc trao đổi dữ liệu hoặc thông tin, và cách chúng ta theo dõi và tự động hóa các giao dịch.

Một trong những điểm được nói đến nhiều nhất về blockchain là rằng mỗi giao dịch blockchain đều được ký bằng cách mã hóa, và các nút khai thác giữ một bản sao của toàn bộ sổ cái của các khối giao dịch được ký, tạo ra các bản ghi có thời gian và được đồng bộ hóa, an toàn và chia sẻ, không thể thay đổi. Do đó, blockchain có thể là một lựa chọn hiệu quả để loại bỏ nhu cầu về một cơ quan trung ương để xác minh và quản lý các giao dịch và tương tác giữa người dùng trên mạng.

Tiếp theo, ngành công nghiệp kỹ thuật đã tạo ra và tạo ra một lượng lớn dữ liệu nhờ vào các đổi mới kỹ thuật như thiết bị IoT, điện thoại thông minh, mạng xã hội và ứng dụng web, những thứ đã góp phần đáng kể vào sự phát triển của AI. Để hoạt động hiệu quả và hiệu quả, các hệ thống AI thường sử dụng một lượng lớn dữ liệu bằng cách sử dụng các phương pháp học sâu và học máy để thực hiện các phân tích khác nhau.

Ngay cả ngày nay, một lượng lớn các kỹ thuật học máy và học sâu cho các mô hình AI vẫn dựa trên một mô hình tập trung, nơi một nhóm máy chủ được đào tạo trên một mô hình cụ thể và sau đó được xác minh bằng cách sử dụng tập dữ liệu xác minh hoặc đào tạo. Yêu cầu cao để đào tạo một mô hình AI hiệu quả là lý do tại sao các tổ chức công nghệ và đội ngũ phát triển thường lưu trữ một lượng lớn dữ liệu để đào tạo mô hình của họ cho kết quả và hiệu suất tốt nhất.

Hầu hết các mô hình và thực hành AI hiện nay đều tập trung, và mặc dù tập trung đã mang lại nhiều thành công cho ngành AI, nhưng vẫn có một hạn chế lớn với lưu trữ dữ liệu tập trung cho các mô hình AI. Khi toàn bộ dữ liệu được lưu trữ một cách tập trung, khả năng bị xâm phạm dữ liệu hoặc bị hỏng dữ liệu tăng lên, vì lưu trữ dữ liệu tập trung luôn là đối tượng của các cuộc tấn công malware và an ninh mạng. Hơn nữa, khi xử lý một lượng lớn dữ liệu, việc xác minh tính xác thực và nguồn gốc của dữ liệu không được đảm bảo, điều này có thể dẫn đến việc đào tạo mô hình sai, dẫn đến kết quả không mong muốn và thậm chí nguy hiểm.

Thử thách với lưu trữ dữ liệu cho các mô hình AI là lý do chính cho việc sử dụng blockchain trong AI và sự phát triển của trí tuệ nhân tạo phân tán. Mục tiêu chính của trí tuệ nhân tạo phân tán là cho phép một quá trình và thực hiện phân tích hoặc ra quyết định bằng cách sử dụng dữ liệu được ký bằng cách mã hóa, an toàn và đáng tin cậy, được lưu trữ và giao dịch trên mạng blockchain một cách phân tán hoặc phân phối mà không cần sử dụng tài nguyên bên ngoài.

Các mô hình AI có danh tiếng thường làm việc với một lượng lớn dữ liệu, và các nhà khoa học đã dự đoán blockchain sẽ là tương lai của lưu trữ dữ liệu. Hơn nữa, blockchain có các hợp đồng thông minh cho phép người dùng lập trình mạng blockchain để quản lý các giao dịch giữa các bên tham gia vào việc tạo ra hoặc truy cập dữ liệu, hoặc ra quyết định. Các ứng dụng và máy tự động dựa trên các hợp đồng thông minh blockchain có thể học hỏi và thích nghi với các thay đổi theo thời gian, và chúng cũng có thể đưa ra quyết định chính xác và đáng tin cậy, kết quả được xác minh và xác nhận bởi các nút khai thác của mạng blockchain.

Làm thế nào Blockchain có thể Chuyển đổi Trí tuệ Nhân tạo?

Một số điểm yếu của ngành trí tuệ nhân tạo và blockchain có thể được giải quyết hiệu quả bằng cách kết hợp cả hai hệ thống kỹ thuật. Blockchain hoạt động như một sổ cái phân tán lưu trữ và truyền tải dữ liệu bằng cách mã hóa, được ký và xác minh bởi các nút khai thác của mạng. Các mạng blockchain lưu trữ dữ liệu với độ bền và tính toàn vẹn cao, khiến cho việc giả mạo dữ liệu trở nên gần như không thể. Việc sử dụng blockchain với các công nghệ AI có thể giúp tạo ra các hệ thống phân tán, không thể thay đổi và an toàn cho các dữ liệu nhạy cảm, có thể được thu thập, xử lý và sử dụng bởi các ứng dụng được hỗ trợ bởi AI.

Tiếp theo, một số lợi ích nổi bật của việc tích hợp AI và blockchain được liệt kê dưới đây.

• Bảo mật Dữ liệu Cải thiện

Một lý do chính cho sự phổ biến của blockchain là nó cung cấp một phương pháp an toàn và bảo mật để lưu trữ thông tin trên web. Blockchain cung cấp một phương pháp thay thế để lưu trữ thông tin nhạy cảm và quan trọng trên đĩa, bằng cách lưu trữ dữ liệu được ký bằng cách mã hóa, có thể được truy cập chỉ bằng cách sử dụng các khóa riêng.

• Quyết định Tập thể

Trong một hệ sinh thái kỹ thuật, các ứng dụng hoặc công cụ tham gia phải hoạt động phối hợp với nhau để đạt được mục tiêu với hiệu quả tối đa. Các hệ thống blockchain cung cấp các giải pháp phân tán và phân tán cho các thuật toán ra quyết định, có thể thay thế nhu cầu về một cơ quan trung ương. Loại bỏ cơ quan trung ương sẽ cho phép các robot thảo luận về vấn đề nội bộ, bỏ phiếu về bất kỳ vấn đề nào và giải quyết vấn đề với đa số cho đến khi đạt được kết luận.

• Tin cậy Cải thiện về Quyết định của Robot

Blockchain lưu trữ dữ liệu một cách an toàn mà không thể thay đổi, đảm bảo chất lượng của dữ liệu trong suốt quá trình đào tạo. Kết quả là, mô hình sẽ được đào tạo trên dữ liệu chính xác, điều này sẽ giúp tăng độ chính xác của mô hình.

• Hiệu suất Cải thiện

Một trong những lý do chính tại sao các quy trình kinh doanh thường liên quan đến nhiều người dùng như nhiều cổ đông hoặc bên liên quan, tổ chức chính phủ và công ty, thường không hiệu quả là do sự ủy quyền nhiều lần của các giao dịch kinh doanh. Sử dụng blockchain và các hợp đồng thông minh sẽ cho phép các đại lý tự động phân tán (DAO) hoặc các tác nhân tự động phân tán xác minh dữ liệu hoặc chuyển giao tài sản giữa các bên liên quan một cách tự động, hiệu quả và nhanh chóng.

Taxonomy của Blockchain trong AI

Trong phần này, chúng tôi sẽ thảo luận về một số khái niệm chính được sử dụng trong ứng dụng của công nghệ blockchain cho các ứng dụng AI được đề cập trong hình dưới đây.

Ứng dụng Trí tuệ Nhân tạo Phân tán

Các ứng dụng AI hiện tại thường hoạt động một cách tự động để thực hiện các quyết định thông minh bằng cách sử dụng các chiến lược lập kế hoạch, tìm kiếm, tối ưu hóa, học hỏi, thu hồi kiến thức và quản lý kiến thức khác nhau. Tuy nhiên, việc phân tán các ứng dụng AI là một nhiệm vụ khó khăn và đầy thách thức vì nhiều lý do.

• Tính toán Tự động

Một trong những mục tiêu chính của các ứng dụng AI là cho phép hoạt động tự động hoặc bán tự động, nơi các tác nhân thông minh hoặc các chương trình máy tính nhỏ sẽ nhận thức và phân tích môi trường cục bộ của chúng, bảo tồn trạng thái nội bộ của chúng và thực hiện các hành động cụ thể theo đó.

• Tối ưu hóa

Một trong những tính năng chính của các ứng dụng AI là khả năng đưa ra quyết định hiệu quả và hiệu quả nhất bằng cách lọc một tập hợp các giải pháp lý tưởng trong số tất cả các giải pháp có thể, và điều này có thể đạt được bằng cách tối ưu hóa các thuật toán và mô hình AI. Các kỹ thuật tối ưu hóa nhằm tìm ra giải pháp tốt nhất cho một vấn đề bằng cách hoạt động trong một môi trường bị giới hạn hoặc không giới hạn tùy thuộc vào mục tiêu của hệ thống và ứng dụng.

Hoạt động Trí tuệ Nhân tạo Phân tán

Các mô hình và thuật toán AI thường đào tạo, kiểm tra và xác minh trên một lượng lớn dữ liệu để đưa ra quyết định tốt hơn và đa dạng hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng các giải pháp lưu trữ dữ liệu tập trung như trung tâm dữ liệu, đám mây và cụm làm cho việc phát triển các ứng dụng AI an toàn và bảo mật trở nên khó khăn.

• Lưu trữ Phân tán

Các giải pháp lưu trữ dữ liệu tập trung dễ bị tổn thương về mặt bảo mật và quyền riêng tư, vì chúng liên quan đến dữ liệu cá nhân và nhạy cảm của người dùng, cùng với vị trí, hồ sơ sức khỏe, hoạt động và thông tin tài chính của họ. Blockchain cung cấp các giải pháp lưu trữ phân tán và bảo mật bằng cách mã hóa trên các ứng dụng và mạng tham gia.

Hai kỹ thuật lưu trữ phổ biến nhất được sử dụng trong các giải pháp lưu trữ phân tán là Sharding và Swarming. Sharding là quá trình tạo ra các phân vùng logic của cơ sở dữ liệu được gọi là “phân vùng” nơi mỗi phân vùng được chỉ định một khóa duy nhất có thể được sử dụng để truy cập phân vùng. Mặt khác, Swarming là một phương pháp sử dụng “swarm” để cho phép truy cập song song vào dữ liệu từ nhiều nút trong mạng, giảm độ trễ trong các ứng dụng AI và dẫn đến hiệu suất mượt mà hơn.

Sử dụng các giải pháp lưu trữ phân tán có thể dẫn đến độ tin cậy và khả năng mở rộng của lưu trữ được cải thiện do sự phân phối địa lý đa bên của các giải pháp lưu trữ phân tán. Một số giải pháp lưu trữ phân tán mới nổi bao gồm Storj, Swarm, Sia, FileCoin, IPFS và nhiều hơn nữa.

• Quản lý Dữ liệu

Một trong những yêu cầu chính để phát triển một ứng dụng AI là quản lý dữ liệu một cách mà các tập dữ liệu chính xác, liên quan và hoàn chỉnh có thể được thu thập từ các nguồn dữ liệu đáng tin cậy. Thông thường, các ứng dụng và thuật toán AI đã chạy các phương pháp quản lý dữ liệu tập trung như phân đoạn dữ liệu, lọc dữ liệu và lưu trữ dữ liệu nhận thức nội dung được thực hiện trên tất cả các nút trong mạng.

Các phương pháp quản lý dữ liệu phân tán trên mạng blockchain được thiết kế để được triển khai ở cấp độ nút trong mạng, xem xét các thuộc tính không gian và thời gian trong dữ liệu. Hơn nữa, để duy trì tính xác thực và bảo mật của dữ liệu, các kế hoạch quản lý phân tán có thể đặt siêu dữ liệu trên blockchain.

Loại Blockchain cho Các Ứng dụng AI

Công nghệ Blockchain có thể được nhóm thành hai loại: Cho phép nơi chỉ các người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập các ứng dụng blockchain trong môi trường dựa trên đám mây, liên minh hoặc riêng tư, và Không cho phép nơi bất kỳ ai cũng có thể truy cập công khai các hệ thống bằng cách sử dụng internet.

• Blockchain Công cộng

Blockchain công cộng thuộc loại không cho phép, nơi người dùng có thể tải mã blockchain về hệ thống của họ, sửa đổi mã và sử dụng mã theo nhu cầu và yêu cầu của họ. Hơn nữa, các blockchain công cộng thường là mã nguồn mở cho các hoạt động đọc và viết, và dễ dàng truy cập.

• Blockchain Riêng tư

Không giống như các blockchain công cộng, các mạng blockchain riêng tư là các hệ thống cho phép, được quản lý bởi một tổ chức duy nhất, và chúng được thiết kế như các hệ thống cho phép, nơi các người dùng hoặc tham gia luôn được biết trong mạng và họ đã được phê duyệt trước để đọc và viết trên mạng.

Giống như trong các mạng blockchain công cộng, việc phê duyệt giao dịch và chuyển giao tài sản trong mạng blockchain riêng tư được thực hiện bởi các thuật toán đồng thuận đa bên hoặc bỏ phiếu, không chỉ cho phép các giao dịch nhanh hơn mà còn tiêu thụ ít năng lượng hơn. Thật đáng kinh ngạc, thời gian phê duyệt giao dịch trung bình trên một mạng blockchain riêng tư là dưới một giây.

• Mạng Blockchain Liên minh

Các mạng blockchain liên minh, cũng được gọi là mạng blockchain liên bang, được vận hành bởi một nhóm tổ chức, nơi các nhóm thường được hình thành dựa trên lợi ích chung được chia sẻ bởi các tổ chức này.

Giống như các mạng blockchain riêng tư, mạng blockchain liên minh hoạt động như các hệ thống cho phép, mặc dù một số người dùng trên mạng có cả quyền đọc và viết trên mạng. Thông thường, tất cả người dùng trên mạng blockchain liên minh có quyền đọc, nhưng chỉ một số ít người có thể viết dữ liệu trên mạng.

Cơ sở Hạ tầng Phân tán cho Các Ứng dụng AI

Các kiến trúc blockchain truyền thống được thiết kế bởi các nhà phát triển như cơ sở hạ tầng tuyến tính sử dụng các chiến lược băm và cấu trúc dữ liệu liên kết. Tuy nhiên, gần đây, các nhà phát triển đã làm việc trên các cơ sở hạ tầng phi tuyến tính sử dụng thông tin hàng đợi và lý thuyết đồ thị để xử lý dữ liệu lớn và đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng AI thời gian thực.

Ứng dụng AI được Blockchain hóa

Lưu trữ và Quản lý Dữ liệu Phân tán với AI

Sử dụng blockchain với AI đã cho phép các nhà phát triển làm việc trên các hệ thống ổn định hỗ trợ sự tương tác của các đổi mới kỹ thuật khác nhau, và do đó cung cấp một nền tảng cho quản lý dữ liệu an toàn và bảo mật, chuyển giao dữ liệu và lưu trữ dữ liệu.

Trong những năm gần đây, việc xử lý một lượng lớn dữ liệu, tăng khả năng tính toán của các thuật toán và mô hình theo cấp số nhân, và tăng sự chấp nhận của người dùng đối với các hệ thống và ứng dụng kết nối đã trở thành những ưu tiên hàng đầu trong ngành AI và ML. Vì các mạng nơ-ron nhân tạo thường yêu cầu một lượng lớn dữ liệu và khả năng tính toán để đào tạo, điều quan trọng là phải tạo ra các trung tâm dữ liệu mạnh mẽ để thu thập các tập dữ liệu lớn.

Cơ sở Hạ tầng Phân tán cho AI

Sự giới thiệu của cơ sở hạ tầng mạng blockchain đã thêm ba đặc điểm mới vào các kiến trúc phân tán truyền thống: kiểm soát phân tán và chia sẻ dữ liệu và tài sản, trao đổi tài sản bản địa và hồ sơ kiểm toán không thể thay đổi. Khi cơ sở hạ tầng blockchain được kết hợp với các công nghệ AI, cơ sở hạ tầng đã cung cấp cho người dùng các mô hình dữ liệu mới và cung cấp kiểm soát chia sẻ của các mô hình AI và dữ liệu đào tạo trong khi thêm vào tính đáng tin cậy của dữ liệu.

Để tạo ra các mô hình dữ liệu tốt hơn và hiệu quả hơn, các mô hình AI cần truy cập vào một lượng lớn dữ liệu được cung cấp bởi các mạng blockchain. Các mạng phân tán như IPFS và Ethereum có thể xử lý lưu trữ dữ liệu và tài nguyên tính toán lớn, cung cấp các bản ghi không thể thay đổi với mức độ riêng tư cao.

Ứng dụng Trí tuệ Nhân tạo Phân tán

Quyết định tập thể và trí tuệ phân tán có thể có nhiều ứng dụng. Ví dụ, hình dưới đây minh họa các tính năng và lợi ích của việc kết hợp blockchain với IoT và AI để tăng năng suất trong các lĩnh vực nông nghiệp. Các cảm biến IoT có thể theo dõi mức độ dinh dưỡng của đất và chụp ảnh để giúp theo dõi sự phát triển của cây trồng theo thời gian.

Hình trên minh họa các hệ thống dựa trên blockchain được sử dụng cho việc khám phá thông minh tự động dưới đáy đại dương.

Hình trên minh họa việc sử dụng blockchain và AI cho các mục đích tài chính và ngân hàng, và cách blockchain và AI có thể cải thiện hiệu suất, an toàn và bảo mật của hệ thống tài chính.

Kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã thảo luận về ứng dụng và trường hợp sử dụng của blockchain trong AI. Bài viết cung cấp một cái nhìn tổng quan về lưu trữ phân tán và cách blockchain có thể là chìa khóa để giải quyết một số vấn đề với AI. Tiếp theo, chúng tôi cũng đã thảo luận về phân loại blockchain trong AI, các công nghệ liên quan và so sánh các triển khai blockchain về loại và cơ sở hạ tầng, hoạt động AI phân tán và giao thức.

Tóm lại, việc triển khai blockchain trong AI có tiềm năng giải quyết và giải quyết các vấn đề hiện có trong ngành AI liên quan đến quyền riêng tư của người dùng, các oracle bảo mật, bảo mật hợp đồng thông minh, giao thức đồng thuận, tiêu chuẩn hóa và quản trị.