区块链构建了一个分布式点对点的系统,作为一种安全可验证的分散确认事务的机制,广泛应用于金融经济、物联网、大数据、边云计算和边缘智能领域。
边缘人工智能计算中的节点本身及在相互通信的过程中可能会遭受网络攻击,而以区块链作为底层支撑的可信边缘人工智能计算架构更适合于多变边缘计算环境下的AI场景; 参与边缘智能的节点可能存在恶意行为,或者对于为系统做贡献的行为缺乏足够的激励,同时信息与数据作为人工智能的核心是不可或缺的,而区块链技术可以有效激励边缘智能场景中信息与数据的共享与交换; 区块链可以有效提升边缘人工智能计算系统中数据管理、存储和传输的安全性。 尽管将区块链技术融合边缘智能和物联网具有诸多优势,但是区块链赋能的融合技术也存在许多的技术挑战。 ——构建跨域/泛中心网络中的分布式信任—— 在物联网边缘计算中,攻击者可能使用分布式拒绝服务攻击增加中心服务器的计算负担,进而影响数据传输的正确性。使用区块链技术可以进行去中心化的任务分配和调度,从而有效缓解攻击带来的危害。 在物联网边缘计算场景下进行隐私保护也是一个全新的挑战,可以利用受区块链保护的智能合约对用户自定义的敏感数据进行加密,并提供安全可信的条件访问和解密查询方法。 借助可信任的区块链技术,可以进一步拓展物联网边缘计算访问控制的功能。例如,针对物联网中集中式授权造成的性能瓶颈或单点故障,可以利用区块链技术对大型物联网系统中的设备、服务和信息进行有效的访问控制。 边缘计算将计算任务迁移到附近的节点中处理,来缓解远程云服务器的压力,降低网络时延。现有的区块链技术,大多需要强大的计算能力与能量消耗的支持。结合边缘计算的特点,可以将构建区块链所需的计算任务卸载到边缘计算节点中,实现区块链的快速构建。 (1)服务质量问题:由于集中式控制器的存在,在广域网范围内会存在实时调度服务质量底下的问题,无法满足物联网的QoS需求。 (2)服务安全问题:SDN 控制器在网络控制决策中的决定性地位,很容易成为攻击者的目标,存在的 DDoS/DoS 攻击、非法访问、单点失效等安全问题,使得系统为合法用户服务的质量下降,甚至无法提供服务。 基于区块链的去中心化、不可篡改、可追溯、高可信和高可用的特性,可以有效地缓解上述问题: (1)利用区块链的智能合约技术赋予不同SDN控制器自主进行资源拍卖能力,以此确定不同业务对各类资源使用的优先级,并组成由不同资源连接而成的功能服务链。对于各种功能服务链形成的队列,使用包含优先级调度模型、QoS框架模型的多跳模型来保证队列满足物联网QoS下的合理调度要求。 (2)使用区块链技术,在各 SDN 控制器上构建一个由一个可读取、可添加、不可篡改的分布式数据库组成的区块链存储,共同维护区块的记录列表;并利用高效安全的共识算法对区块的消息进行验证,并建立分析模型对安全性以及性能进行分析。
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