人工智能和機器學習算法的最新發(fā)展為網絡自動化提供了動力。最近，移動網絡運營商（MNO）正在使用以人工智能為基礎的模塊，通過在其租用/自有區(qū)域內授權的數據進行網絡分發(fā)來實現網絡自動化。

5G網絡的出現逐漸打亂傳統(tǒng)網絡范式，需要超級異構網絡來協(xié)調和組織各類網絡基站，例如宏基站、微基站、家庭基站（Femto）、皮基站（pico）以及管理大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）、毫米波或設備到設備（D2D）通信。

但是，問題在于幾個MNO的數據訪問受限。基于區(qū)塊鏈的數據共享可以改變這種情況，增強人工智能驅動的網絡系統(tǒng)性能。

1. 什么是AI驅動的網絡？

人工智能對于我們來說并不新鮮，但人工智能算法的早期版本僅限于某些特定的應用，而這些應用僅限于系統(tǒng)的限制性計算能力。

然后，隨著人工智能越來越適用，網絡運營商開始探索由AI驅動的網絡系統(tǒng)以更好的進行網絡組織和分配。

其基本思想如下：首先使用聚類方法來獲得網絡的最優(yōu)分區(qū)，然后使用神經網絡計算算法來獲得最優(yōu)的流量路由。并且，隨著數據驅動智能的發(fā)展，算法現在可以通過訪問大量數據來進行學習。

隨著人工智能和計算能力的進一步發(fā)展，MNO現在可以使用卷積神經網絡（CNN）和循環(huán)神經網絡（RNN）從大量原始數據創(chuàng)建組織模型。

2. 什么是基于區(qū)塊鏈的數據共享？

隨著智能合約的出現，基于區(qū)塊鏈的技術對許多企業(yè)變得十分有吸引力。早期區(qū)塊鏈的基本問題是驗證，許多專家認為基于區(qū)塊鏈的數據共享中的數據民主化正在威脅著數據安全。

智能合約消除了參與者對驗證問題和數據所有權的懷疑。智能合約首先被編譯成機器代碼并作為交易上傳至區(qū)塊鏈，某位礦工打包交易，然后其他礦工通過對第一區(qū)塊進行投票來進行驗證，周而復始，再通過另一個客戶端添加數據后，在第二區(qū)塊進行交易驗證。

此外，第三個客戶端可以通過區(qū)塊鏈塊讀取經過驗證的數據。因此，智能合約更加民主化，并且可以通過驗證系統(tǒng)來驗證數據。

企業(yè)通常更喜歡受許可的智能合約，而不是公共的智能合約，因為后者不如受許可的智能合約安全。

3. AI 驅動的網絡中基于區(qū)塊鏈的數據共享

· 基于區(qū)塊鏈的數據共享利用了AI驅動網絡的智能合約。該系統(tǒng)分為三層。

· 用戶層——系統(tǒng)中的參與者（MNO）

· 系統(tǒng)管理層——包含以下組件：

MSP （成員服務）

共識節(jié)點（Consensus Nodes）

驗證器（Verifier）

網守（Gatekeeper）

數據鏈（DataChain）

行為鏈（BehaviorChain）

· 數據存儲層——基于云的數據存儲

4. 系統(tǒng)層的重要部分

1、MSP（成員服務）

成員服務的功能是負責頒發(fā)成員資格證書、進行系統(tǒng)參與者授權和注冊。

它持有像主密鑰一樣的根證書，并向注冊成員頒發(fā)第二個密鑰（Cu）證書。每當有新成員加入系統(tǒng)時，都會提供一個“Cu”密鑰作為新證書。私鑰用于每個成員的身份注冊和驗證。

在我們的案例中，成員是不同的移動網絡運營商（MNO）。每個MNO的標識都需要MSP層提供的特定證書。

2、驗證器（Verifier）：

驗證器對任何調用API的用戶都使用通過MSP發(fā)行的“Cu”證書。應用程序接口充當系統(tǒng)與用戶之間進行交互的媒介。特定的GUI將他們的應用創(chuàng)意變成現實。

3、共識節(jié)點（Consensus Nodes）：

共識節(jié)點負責實現AI算法，這里我們基于區(qū)塊鏈的數據共享系統(tǒng)集成了AI算法。

通過共識算法來保證分類帳本的一致性。共識算法涉及到對交易背書，其中交易涉及到將原始數據編譯為區(qū)塊鏈的字節(jié)碼。

此外，還需確定交易上傳到區(qū)塊鏈的順序。在交易背書過程中，如果兩個區(qū)塊鏈結點都想把事務上傳到區(qū)塊鏈中，則需要使用智能合約來確定由誰來對交易進行確認。

“超級賬本（Hyperledger Fabric）”使用的方法是對系統(tǒng)中的交易進行排序。在此，交易代表模式和數據使用行為。

4、網守（Gatekeeper）：

網守是數據層與系統(tǒng)之間連接的橋梁，通過智能合約來控制對數據層的訪問，有助于維持正確的數據流以及系統(tǒng)對原始數據的正確訪問。

區(qū)塊鏈（BlockChains）： 共享其網絡基礎架構和數據訪問權限，以減少支出和運營的復雜性。

但是，真實環(huán)境中還存在多個MNO的競爭和信任問題，可以通過證書頒發(fā)機構減少這些問題。為了在共享數據之上對更高的證書進行授權，我們可以將數據鏈（DataChain）和行為鏈（BehaviorChain）用于類似于超級賬本結構的聯(lián)盟鏈。

“超級賬本”實際上是具有模塊化體系結構的開源分類帳本，可以在系統(tǒng)中迅速使用共識節(jié)點和MSP這樣的組件。

數據鏈提供了對數據訪問的控制權，而行為鏈用于記錄每個數據。因此，結合起來，這兩個區(qū)塊鏈提供了對數據的授權、對數據的控制以及對大量數據的審計。

5. 數據權限

在任何允許訪問原始數據的系統(tǒng)中，數據權限都是要首要考慮的問題。按照其風險因素和其他安全參數，數據權限可以被分為四個不同的層次。

· 數據僅對用戶可見（L0）

· 在不暴露原始數據的情況下以集體方式使用數據（L1）

· 原始數據可供定義和授權方訪問（L2）

· 數據是公開的（L3）

注意：用戶可以設置自己的數據權限級別從而獲得完整的權限控制

6. 系統(tǒng)的數據結構

為了通過快速的用戶查詢和數據訪問來加速數據共享的過程，系統(tǒng)專門設計了一種數據結構。讓我們先看看交易在數據鏈中是如何發(fā)生的。

數據鏈中的交易主要包括以下組件：

· 數據擁有者

· 在區(qū)塊中發(fā)生交易的時間戳

· 數據權限級別

· 級別L2編碼為hash表

· 數據hash散列——保持數據完整性

· 數據到數據的鏈接指針

行為鏈中的交易主要包含以下組件：

· 請求訪問數據的用戶

· 記錄數據訪問時間的時間戳。

· 數據地址

· 訪問日志摘要

7. 系統(tǒng)如何實施？

1. 成員管理

成員資格管理是通過相互標識和注冊來完成，從而避免惡意活動，保障安全的數據訪問。可以通過以下步驟完成：

1） 將帶有身份信息的密鑰對發(fā)送到網絡基礎結構中。

2） 用戶通過驗證后，會向新用戶頒發(fā)數字證書以進行身份識別。

2. 數據收集

數據有兩種基本類型，一種與用戶隱私有關，另一種與用戶隱私無關。

合約通過驗證器來驗證數據提供者的身份。

然后，合約標識與用戶隱私相關的原始數據，如用戶ID和其他數據。一旦被識別，它將利用非對稱密鑰加密。

合約將數據發(fā)送給網守，后者將數據存儲在云中，并返回數據地址，合約根據數據地址發(fā)起數據交易請求，如下圖所示：

這是用于數據生成合約的偽代碼。

數據生成合約：

https://link.springer.com/article/10.1007/s41650-018-0024-3

3. 數據權限級別

正如我們已經討論過的，用戶可以定義不同的數據權限級別，供其他人訪問用戶擁有的數據。用戶可以使用以下代碼分配數據權限：

4.數據共享

如果需要在不暴露原始數據的情況下進行數據計算，則需要組成一個機構，該機構由其他驗證器和作為潛在參與者的政府一起組成，并一起應用該算法，從而避免惡意訪問數據。

但是，如果需要訪問原始數據，則需要通過以下方式進行數據共享：

· 數據請求與數字證書和數字簽名一起出現。

· 合約通過驗證器驗證數據請求的合法性。

5.數據審核

每個數據提供者（MNO）都會接收常規(guī)數據報告。通過系統(tǒng)中的身份認證可以識別任何惡意活動或數據濫用情況。

用戶對數據有完全控制權，那么是否可以在任何惡意活動中撤回數據？

8. 結論

隨著5G網絡的到來，一個有組織的、最優(yōu)的AI驅動網絡可以幫助MNO甚至各企業(yè)完成所需的數據需求和數據強度。

更重要的是，通過區(qū)塊鏈數據共享實現MNO之間的數據民主化，必將推動AI驅動的網絡的發(fā)展！

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