歷經(jīng)十五年的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)以完整的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)重塑千行百業(yè)，其廣泛應(yīng)用也為金融、醫(yī)療、物流等多個領(lǐng)域帶來巨大變革。但凡事皆有兩面性，技術(shù)向善，也能為惡。

區(qū)塊鏈技術(shù)在普及應(yīng)用的同時，也滋生了一系列的安全風(fēng)險，尤以涉虛擬貨幣犯罪為重。此類新型科技犯罪形式，不僅對人民及社會的安全造成了嚴(yán)重威脅，也對現(xiàn)有法律和執(zhí)法提出了全新挑戰(zhàn)。本文主要講述了我們?nèi)绾斡?a target="_blank">機器學(xué)習(xí)模型來打擊虛擬貨幣違法犯罪行為。

圖 1：數(shù)據(jù)顯示，涉幣犯罪愈演愈烈

區(qū)塊鏈：“黑暗森林”的形成

區(qū)塊鏈技術(shù)的核心特點是去中心化、匿名性，參與區(qū)塊鏈交易的真實主體難以追蹤，犯罪分子在鏈上自由交易，不必?fù)?dān)心執(zhí)法小隊的追蹤獵殺。

圖 2：區(qū)塊鏈技術(shù)：去中心化、安全透明、可追溯的分布式賬本技術(shù)

虛擬貨幣具有去中心化、無法監(jiān)管、無國界、跨境限制、交易無限制和交易低成本的特征。不僅如此區(qū)塊鏈技術(shù)還為犯罪分子提供了豐富的手段來隱匿蹤跡、抵擋追蹤?！盎鞄牌?、隱私幣”等的出現(xiàn)，進(jìn)一步增強了其匿名性，為犯罪分子創(chuàng)造了毀滅追蹤路徑的“迷霧地帶”。違法犯罪活動多以穩(wěn)定幣 USDT（泰達(dá)幣）為主要犯罪媒介，此外也常見于通過 BTC(比特幣)、ETH(以太坊)、XRP(瑞波幣)、XMR(門羅幣）等虛擬貨幣作為載體的犯罪行為。

盡管區(qū)塊鏈技術(shù)為不法分子實施犯罪帶來諸多便利，但鏈上交易數(shù)據(jù)完全公開透明的特性，也為涉幣案件的分析研判提供了海量數(shù)據(jù)。很多安全專家試圖將分析傳統(tǒng)法幣犯罪案件的實戰(zhàn)經(jīng)驗，應(yīng)用在鏈上交易數(shù)據(jù)分析。但鑒于區(qū)塊鏈技術(shù)的獨特性，這些傳統(tǒng)方法仍需與時俱進(jìn)優(yōu)化。

涉幣案件的偵破流程耗時很長，一個案件從獲取線索到結(jié)案，通常會超過半年。為了提升結(jié)案成果率，案件的線索階段就需廣撒網(wǎng)、多線跟蹤，這對于辦案人員的分析產(chǎn)出質(zhì)量與時效要求甚高。辦案人員不僅需要具備深厚的區(qū)塊鏈技術(shù)知識，也要深刻了解犯罪分子的行為模式與作案策略，門檻較高。目前，業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的辦案人員實屬稀缺。為更高效精準(zhǔn)打擊涉幣犯罪，執(zhí)法領(lǐng)域在招募并培養(yǎng)復(fù)合型涉幣案件辦案人員的同時，要不斷引進(jìn)相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行賦能，進(jìn)一步提升偵破能力。

利用大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)來分析海量鏈上數(shù)據(jù)，幫助發(fā)現(xiàn)人力難以識別的線索，從而找到犯罪分子的蹤跡”，已成為當(dāng)前打擊涉虛貨幣犯罪領(lǐng)域創(chuàng)新探索與方法研究的重要而前沿的方向，并在業(yè)內(nèi)釋放了巨大的應(yīng)用價值與潛能。

機器學(xué)習(xí)如何用于涉幣犯罪分析

機器學(xué)習(xí)新技術(shù)已在合規(guī)領(lǐng)域尤其是金融犯罪風(fēng)險防控方面，如金融風(fēng)險評估、反洗錢等場景有了較為廣泛的應(yīng)用。近年來，業(yè)內(nèi)不斷布局探索圖計算技術(shù)的動作，旨在進(jìn)一步提升模型表現(xiàn)。

相較基于人工經(jīng)驗主觀判斷的風(fēng)險評估系統(tǒng)，機器學(xué)習(xí)模型的優(yōu)勢在于：

最大限度利用獲取的信息，發(fā)現(xiàn)人力難以找到的規(guī)律。如在反洗錢領(lǐng)域，機器學(xué)習(xí)技術(shù)這一優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。洗錢活動往往涉及復(fù)雜的交易鏈和隱蔽的資金流向，機器學(xué)習(xí)模型通過對大量交易數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可自動識別出可疑的交易模式與行為，從而幫助金融機構(gòu)及時發(fā)現(xiàn)和阻止洗錢犯罪；

判斷更加精準(zhǔn)高效，擺脫人工經(jīng)驗的主觀性。如在金融風(fēng)險評估中，傳統(tǒng)方法十分依賴人工經(jīng)驗主觀判斷，效率低下，且僅能針對劃分出的人群進(jìn)行粗略判斷；機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以自動為每位客戶甚至每筆交易進(jìn)行分析推斷，生成風(fēng)險評分，并且確保這些評分均基于完整和準(zhǔn)確的信息客觀計算產(chǎn)出，精準(zhǔn)度和可靠性極大提升；

數(shù)據(jù)資源是人工智能發(fā)展的驅(qū)動力之一。隨著數(shù)據(jù)量的快速增長和技術(shù)的飛速進(jìn)步，機器學(xué)習(xí)模型可不斷進(jìn)行迭代優(yōu)化，從而確保其表現(xiàn)始終處于最佳狀態(tài)。

上述機器學(xué)習(xí)模型，在傳統(tǒng)金融安全領(lǐng)域發(fā)揮的優(yōu)勢，同樣也可在涉幣案件偵查中發(fā)揮巨大作用。我們基于區(qū)塊鏈交易特征進(jìn)行迭代完善，形成了圖計算機器學(xué)習(xí)模型，并將其應(yīng)用于涉幣案件偵查平臺的實戰(zhàn)后，證實卓有成效。

圖計算模型：判斷涉案地址關(guān)聯(lián)度

在涉虛擬幣新型網(wǎng)絡(luò)犯罪案件中，起始線索地址往往是犯罪活動的初始資金歸集地址。以涉幣網(wǎng)絡(luò)賭博案件為例，該地址可能是用于歸集賭客充值兌換籌碼資金的地址，以此線索地址作為追蹤犯罪團伙，開展偵查工作的實戰(zhàn)開端，但從起始線索地址追蹤到犯罪團伙的各個核心職能地址，中間分析過程可能涉及數(shù)十萬個相關(guān)聯(lián)的地址。如何在這些大量地址中，準(zhǔn)確又快速找到相關(guān)性最強的可疑地址，是偵查工作突破的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的人工偵查方法存在以下痛點：

主要依賴人工操作，偵查效率低下，且容易出錯。由于人本身的能力有限，即使投入大量人力成本，去追蹤覆蓋數(shù)十萬個地址的可能性也微乎其微；

展開鏈上節(jié)點數(shù)量、層級有限。由于技術(shù)與資源的限制，傳統(tǒng)偵查方法往往只能展開有限的節(jié)點數(shù)量和層級（最多 3 層），這樣的實戰(zhàn)節(jié)奏可以窺見，追蹤到犯罪團隊的核心地址并不明朗。

人力能夠并行處理的特征數(shù)量少。依靠人工經(jīng)驗，往往只能綜合考慮有限的主要特征（5-10 個），無法同時考慮更多維度特征。

人為主觀因素影響巨大。優(yōu)秀的涉幣案件分析師人才十分稀缺，已從業(yè)人員專業(yè)水平參差不齊，業(yè)內(nèi)也并沒有形成公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)偵查方法并培訓(xùn)普及，每個辦案人員的方法與歷史實戰(zhàn)經(jīng)驗均不相同，便會導(dǎo)致結(jié)果因人而異；即使擁有培訓(xùn)經(jīng)歷，分析師也只能綜合考慮 5-10 個標(biāo)準(zhǔn)化的主要特征，且每個人基于自身經(jīng)驗賦予各特征的權(quán)重也不一樣，也會造成結(jié)果因人而異。

所有機器學(xué)習(xí)產(chǎn)品功能的成功落地應(yīng)用，皆是一個公司“業(yè)務(wù)、算法和工程”三方實力的綜合體現(xiàn)，三者相輔相成。圖計算模型的成功開發(fā)落地，首先根植于案件分析師團隊依托大量案例實踐沉淀的業(yè)務(wù)理解。在近一年多的時間里，分析師們通過借鑒大量傳統(tǒng)法幣案件的偵破經(jīng)驗，并結(jié)合虛擬幣交易的特征，針對幾十起具體涉幣案件的情況深入分析研判，積累了極具價值的“特征判定規(guī)則”。這些規(guī)則可以幫助分析師更加準(zhǔn)確地判斷虛擬貨幣交易是否涉及犯罪行為，以及發(fā)現(xiàn)和追蹤可疑交易。人力發(fā)掘出案件中的可疑涉案地址后，通過警方向交易所調(diào)取涉案地址的身份與交易信息，進(jìn)一步確認(rèn)了結(jié)果的準(zhǔn)確性，并根據(jù)結(jié)果來修正“特征判定規(guī)則”。

涉案團伙分工明確，資金歸集、洗錢、收益發(fā)放、資金沉淀和兌換等各類職能劃分清晰，此類多層級的組織結(jié)構(gòu)和交易行為模式形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。應(yīng)用風(fēng)險管理領(lǐng)域最前沿的圖計算模型，可以將涉案團伙的成員、職能以及交易活動等數(shù)據(jù)信息整合成“點和邊”的形式呈現(xiàn)，從而構(gòu)建出復(fù)雜的不限層級的全幣種全鏈路的網(wǎng)狀圖，并自動學(xué)習(xí)其中包含信息；此外，網(wǎng)圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也釋放了高價值信息，可以深入揭示出團伙內(nèi)部的組織關(guān)系、資金流動路徑以及犯罪收益的分配情況等關(guān)鍵線索與證據(jù)。

圖 3：涉幣網(wǎng)絡(luò)賭博案件的資金流轉(zhuǎn)脈絡(luò)

模型實現(xiàn)步驟

圖計算模型實現(xiàn)的步驟如下：

1.搜索提取全量交易數(shù)據(jù)。首先獲取一個起始線索地址，通常是一個案件初始資金的歸集地址。從數(shù)據(jù)庫中搜索并提取從該地址出發(fā)的所有下游交易，可根據(jù)案件類型靈活設(shè)置向后搜索的層級。隨著搜索層級的增加，對計算資源要求也呈指數(shù)加大，但并不會發(fā)現(xiàn)更多高價值的涉案地址，增量價值遞減；

2.根據(jù)交易數(shù)據(jù)構(gòu)建網(wǎng)圖（Graph）。網(wǎng)圖的“節(jié)點”是交易對手方的地址，“邊”是兩個地址之間的交易關(guān)系，鏈路則是一個起始地址到一個終點地址之間的交易通路。起始線索地址與任意一個終點地址之間，可能存在多條不同長度的鏈路。這將構(gòu)建一個包含數(shù)十萬節(jié)點與邊的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

3.提取特征。生成網(wǎng)圖后，按照鏈路維度，從鏈路中每個地址和每筆交易中提取關(guān)鍵特征。這里，我們主要用到了 5 大類，共計超過 100 個特征，包括：

地址資金余額相關(guān)特征：比如平均賬戶余額、賬戶余額的標(biāo)準(zhǔn)差、最新余額等；

交易模式相關(guān)特征：比如平均交易頻率、交易頻率的標(biāo)準(zhǔn)差、交易總次數(shù)、交易間隔等；

交易金額相關(guān)特征：比如除了均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差等，還有異常大額交易等；

交易時間特征：比如時間戳分布（是否有特定的交易活動時間段），交易時間重合度等；

社交網(wǎng)絡(luò)相關(guān)特征：用戶的連接度（用戶連接的其他用戶數(shù)量），用戶的社交網(wǎng)絡(luò)位置（中心性），用戶所屬社群的數(shù)量等。

4.模型訓(xùn)練。搭建基于特征的規(guī)則模型，并用機器學(xué)習(xí)方法不斷迭代規(guī)則閾值和注意力權(quán)重。規(guī)則模型為特征進(jìn)行打分，最后加權(quán)求和，得出各鏈路分?jǐn)?shù)，再根據(jù)鏈路數(shù)量、各鏈路分?jǐn)?shù)，綜合計算出起始線索地址與某個終點地址之間的“關(guān)聯(lián)度”。

5.結(jié)果產(chǎn)出。計算從起始線索地址到所有終點地址的“關(guān)聯(lián)度”并進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度最高的終點地址，就是高度可疑的涉案地址，用戶可以針對這些涉案地址進(jìn)行下一步的分析偵查，比如發(fā)函向其所在的交易所要求調(diào)取證據(jù)。

圖 4：多特征圖計算模型

能快速實現(xiàn)上述大規(guī)模計算，主要依賴區(qū)塊鏈大數(shù)據(jù)積累。區(qū)塊鏈 AI 安全廠商中科鏈源自建了三大區(qū)塊鏈（以太坊、幣安智能鏈和波場鏈）的全節(jié)點，并實時將交易數(shù)據(jù)解析處理，以確保數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性，同時，為提高數(shù)據(jù)的安全性與可靠性，將數(shù)據(jù)存儲到實時和離線兩套數(shù)據(jù)庫中，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和挖掘，這樣就擁有了從鏈的創(chuàng)世區(qū)塊到最新的所有完整交易數(shù)據(jù)的優(yōu)勢；并且根據(jù)模型特征計算需求，在數(shù)倉中建立了按天更新的業(yè)務(wù)中間表，以確保數(shù)據(jù)的新鮮度和準(zhǔn)確性，同時提高計算效率，在接到用戶發(fā)出的計算任務(wù)后，調(diào)用中間表，在 30 分鐘內(nèi)完成計算并產(chǎn)出結(jié)果。

圖 5：用戶使用去向關(guān)聯(lián)分析功能，體驗多特征圖計算模型服務(wù)

模型結(jié)果計算完畢后，中科鏈源自研的 SAFEIS 安士區(qū)塊鏈 AI 信息作戰(zhàn)系統(tǒng)會為用戶呈現(xiàn)計算結(jié)果。作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心組件是以區(qū)塊鏈交易資金流向形成的網(wǎng)狀分析視圖，在這里，用戶可以點擊任意地址，對其有交易關(guān)聯(lián)的相關(guān)地址進(jìn)行展開，從而形成巨大的網(wǎng)狀圖，便于追蹤分析。該組件的使用場景與圖計算模型的功能高度匹配，所以模型功能便深度融合到此數(shù)智執(zhí)法產(chǎn)品的核心組件中。用戶通過右鍵菜單，可以對任意地址調(diào)用模型，來計算其資金關(guān)聯(lián)高的涉案地址，并將結(jié)果也展示在網(wǎng)狀圖上，直觀揭示出犯罪行為的動態(tài)演變過程，方便進(jìn)一步研判分析。

圖 6：調(diào)用模型功能計算資金關(guān)聯(lián)高的涉案地址

機器學(xué)習(xí)模型在涉幣資金分析中的優(yōu)勢和效果

機器學(xué)習(xí)模型可以自動快速處理和分析海量鏈上數(shù)據(jù)，減少人工參與的需求，極大提高效率。模型可以突破人類能夠處理的信息極限，分析范圍可覆蓋到數(shù)十萬的下游節(jié)點，并自動從數(shù)據(jù)中提取有用的特征，同時綜合考慮多種特征進(jìn)行分析，如統(tǒng)計特征、圖特征等，進(jìn)而提供相較于單純依賴人工分析更為全面和準(zhǔn)確的分析結(jié)果。最后，模型的決策基于數(shù)據(jù)和算法，如此避免了人工由于能力、經(jīng)驗參差不齊或主觀判斷等因素造成的結(jié)果不穩(wěn)定。

功能上線后，我們與幾位資深分析師合作，將模型投入到新案件的實戰(zhàn)中驗證效果。針對每個起始線索地址，我們用模型計算出 Top30 的可疑涉案地址，相關(guān)度從高到低排列。同時由分析師自行通過人工分析，再對比雙方結(jié)果。

偵查案件對準(zhǔn)確性與時效性的要求很高，關(guān)鍵在于快速找到一定數(shù)量的高質(zhì)量線索進(jìn)行突破，而無需費時找齊所有涉案線索，因此我們在評估中重點關(guān)注準(zhǔn)確率，忽略了召回率。由于網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，人工也難以窮盡所有節(jié)點，評估召回率則異常困難。

從準(zhǔn)確率來看，模型計算的 Top3 中，有 60% 左右的地址與人工分析的結(jié)果匹配，準(zhǔn)確率符合預(yù)期；此外，另有 15% 的地址，沒有通過人工找到，但經(jīng)驗證后發(fā)現(xiàn)相關(guān)度很高，這部分是模型的增量價值，可以發(fā)現(xiàn)人力難以察覺的信息。

模型功能開發(fā)難點攻堅

在模型的開發(fā)過程中，我們遇到以下主要難點：

1.源數(shù)據(jù)查詢性能壓力。

隨著模型搜索分析覆蓋的范圍增加（深入到 5 層就有幾十萬個地址節(jié)點、千萬級別的交易數(shù)據(jù)），導(dǎo)致查詢性能壓力劇增，對性能優(yōu)化和分析策略提出較高要求。

對此，我們優(yōu)化了 SQL 查詢邏輯，首先基于對案件特點的理解，合理設(shè)置了數(shù)據(jù)查詢的限制條件，盡可能在數(shù)據(jù)源頭提前篩除信息價值不高的數(shù)據(jù)。此外，我們還建立了精簡高效的臨時表，從根本上改進(jìn)了查詢性能。

2.特征計算壓力。

在獲取了幾十萬個地址節(jié)點、千萬級別的交易數(shù)據(jù)后，需要構(gòu)建出網(wǎng)狀圖，并且需根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出上百個特征，包括統(tǒng)計特征和圖特征，這使得數(shù)據(jù)處理和分析計算量巨大。

對此，我們引入了 Numpy 矩陣計算庫和 Networkx 圖特征計算庫。通過此類高效的計算庫，我們實現(xiàn)了高達(dá) 10 倍的計算速度提升。

3.不斷挖掘新特征，提升模型效果。

僅使用傳統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征，已很難達(dá)到理想效果，需要根據(jù)案件特征，來發(fā)掘更多的高質(zhì)量特征，以提高模型的推斷能力。

對此，我們引入了圖特征，通過將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)融合，為模型提供了更多的高價值信息。此外，根據(jù)資深分析師的經(jīng)驗，地址之間 gas fee 的流通也是其潛在關(guān)系的重要特征，在增加這一關(guān)鍵特征后，模型效果也得到了較大提升。

未來：模型迭代方向

目前，我們?nèi)栽诜e極與資深分析師團隊展開密切合作，試圖將該模型更多用于實戰(zhàn)，并在實踐中探索改進(jìn)點。未來，我們探索的主要方向是挖掘?qū)ふ腋嗵卣?，提高模型的?zhǔn)確性和泛化能力，同時形成更完整的規(guī)則進(jìn)行判斷，以幫助構(gòu)建更強大的模型。

模型產(chǎn)品優(yōu)化后，鑒于更多用戶的持續(xù)使用，并給模型結(jié)果進(jìn)行評分，我們進(jìn)而可以拿到更多有價值的標(biāo)注數(shù)據(jù)，用來優(yōu)化特征計算，優(yōu)化機器學(xué)習(xí)方法，進(jìn)一步迭代模型，提高模型性能與質(zhì)量，賦能數(shù)智執(zhí)法產(chǎn)品，從而為用戶提供更好的需求服務(wù)。