金色觀察｜聯邦學習是區塊鏈隱私計算的目標嗎？

區塊鏈行業里有一個很垂直的賽道，技術攻堅很艱澀，這就是對數據進行隱私處理的隱私計算。

為什么呢？

一是因為對數據處理的產品復雜度，二是技術上還有很多很多問題存在。用區塊鏈基礎設施來做，太過于簡陋，這個舉例好像，一個人住進一個沒裝窗戶卻有一個窗口的屋子，只能先掛個簾子擋一下。沒有裝窗戶的原因是因為，這個地區沒有生產窗框、玻璃的企業，也沒有會安裝的師傅，只能先用紙糊上或者掛一個簾子，更厲害的，直接把窗戶封上。

區塊鏈隱私計算現在就是這種情況。

為了實現web3，未來隱私計算一定會解決數據隱私問題，而這種需求面臨的目標是什么？也許是聯邦學習。雖然這是一個人工智能領域的基礎技術，但它定義了一種數據不離開所有者的數據處理方向。

我們為什么要做數據隱私，也是因為平臺等中心化的角色會利用數據做一些分析利用，中心化角色也是利用數據進行深度學習，以汲取數據中的價值。

可見，聯邦學習或許是一種目標選擇。

先看定義：

聯邦學習在 2016 年由谷歌最先提出，原本用于解決安卓手機終端用戶在本地更新模型的問題，其設計目標是在保障大數據交換時的信息安全、保護終端數據和個人數據隱私、保證合法合規的前提下，在多參與方或多計算結點之間開展高效率的機器學習。

高盛：美股未來數月大幅回調風險較低:12月11日消息，高盛表示，美股未來數月大幅回調風險較低。盡管標普500指數屢創新高的上漲動力越來越集中在少數幾只個股身上，但美股缺乏在未來數月大跌的理由。不同于股市最初展現的疫情后反彈，近期漲勢的寬度已經明顯收窄，令人警覺。從宏觀環境來看，未來幾個月下跌風險并不高。公司盈利和利潤率繼續優于預期，經濟衰退風險較低，且股價已經反映了對美聯儲可能收緊政策的預期。名義和實際利率料將上升，但未來幾個月仍將保持在低位，從而支撐估值和股票需求。（金十）[2021/12/12 7:33:24]

再看框架：

兩個數據擁有方（企業 A 和 B）的場景是聯邦學習的標準統構架。該構架可擴展至包含多個數據擁有方的場景。假設企業 A 和 B 想聯合訓練一個機器學習模型，它們的業務系統分別擁有各自用戶的相關數據。此外，企業 B 還擁有模型需要預測的標簽數據。出于數據隱私保護和安全考慮，A 和 B 無法直接進行數據交換，可使用聯邦學習系統建立模型。

第一步：加密樣本對齊。系統利用基于加密的用戶樣本對齊技術，在 A 和 B 不公開各自數據的前提下確認雙方的共有用戶，并且不暴露不互相重疊的用戶，以便聯合這些用戶的特征進行建模。

第二步：加密模型訓練。在確定共有用戶群體后，就可以利用這些數據訓練機器學習模型。為了保證訓練過程中數據的保密性，需要借助第三方協作者 C 進行加密訓練。過程中協作者 C 把公鑰分發給 A 和 B，用以對訓練過程中需要交換的數據進行加密。A 和 B 分別基于加密的梯度值進行計算，最后把結果匯總給 C。C 將結果解密，分別回傳給 A 和 B。

第三步：激勵。聯邦學習解決了不同機構加入聯邦共同建模的問題，建立模型以后模型的效果會在實際應用中表現出來，可以記錄在區塊鏈上。提供數據多的機構所獲得的模型效果會更好，模型效果取決于數據提供方對自己和他人的貢獻。

這個過程里，

數據隔離，不會泄露到外部其他人，滿足用戶隱私保護和數據安全的需求；訓練有效；參與者地位對等，公平合作。

這個時候看，區塊鏈可以在數據所有權、聯邦貢獻度等部分起到決定性的作用。所以是不是一個非常完美的適合用區塊鏈來做的模型。

但目前的隱私計算區塊鏈還不能完全做到這些，主要問題在于：

1.對數據操作的顆粒度還不能完全去中心化到個人。

2.算力不夠、存儲不夠。

3.只用智能合約無法執行龐大的復雜的過程。

4.缺少PaaS以及BaaS這樣的中間層服務。

5.鏈上應用的隱私需求少。

在這些問題的影響下，確實沒辦法實現，也許有人會認為，比如鏈上混幣，或者查不到交易詳情的隱私幣是不是就可以算是另一個方向的隱私了。

對，這是另一個方向的隱私需求，這個需求已經可以實現，只是聯邦學習的路會更長遠一些。

在聯邦學習之前，為了防止交易數據明文、合約代碼明文會帶來更多的安全問題，具備隱私保護能力的鏈上環境，可以用黑箱的方式保護交易、保護合約，保護資產。這里面有tee、mpc、zksnark等方式。

這些對于一個復雜的數據訓練網絡來說，都是簡陋的結構了。

以太坊是世界計算機，在以太坊出現之前，互聯網先是活在機房里，現在機房構成的龐大算力組合成云，互聯網活在云上，云是一個組合的沒有硬件限制的世界計算機，只是沒有去中心化結構。

在云服務中我們可以看到涉及隱私計算的相關服務已經上線很久，比如AWS的數據湖和數據倉，比如阿里云的datatrust以及騰訊在可信平臺上的服務，都是向這個方向看齊。

最后，讓我們看看在云服務的架構下形成的可信數據處理架構：

當云服務部分，被聯盟鏈云服務中的區塊鏈所取代或者被去中心化云服務平臺取代時，web3就要成功了。

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