隨著全世界的開發(fā)團(tuán)隊(duì)爭相開發(fā)AI工具，在邊緣設(shè)備上訓(xùn)練算法變得越來越普遍。聯(lián)合學(xué)習(xí)是分布式機(jī)器學(xué)習(xí)的子集，是一種相對較新的方法，它允許企業(yè)在不直接訪問原始用戶數(shù)據(jù)的情況下改進(jìn)其AI工具。

聯(lián)合學(xué)習(xí)由Google在2017年提出構(gòu)想，是一種去中心化的學(xué)習(xí)模型，通過該模型可以在邊緣設(shè)備上訓(xùn)練算法。關(guān)于Google的“設(shè)備上機(jī)器學(xué)習(xí)”方法，這家搜索巨頭將其預(yù)測文本算法推到了Android設(shè)備上，匯總了數(shù)據(jù)，并將新知識的摘要發(fā)送回了中央服務(wù)器。為了保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的完整性，此數(shù)據(jù)是通過同態(tài)加密或差分隱私傳遞的，這是對數(shù)據(jù)添加噪聲以使結(jié)果模糊的一種做法。

一般而言，通過聯(lián)合學(xué)習(xí)，可以對AI算法進(jìn)行訓(xùn)練，而無需識別任何單個用戶的特定數(shù)據(jù)。實(shí)際上，原始數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會離開設(shè)備本身。僅匯總的模型更新會發(fā)回。這些模型更新隨后在交付到中央服務(wù)器后解密。然后，將更新后的模型的測試版本發(fā)送回選定的設(shè)備，并且在重復(fù)此過程數(shù)千次之后，顯著改善了AI算法，同時又不會危及用戶隱私。

預(yù)計(jì)該技術(shù)將在醫(yī)療保健領(lǐng)域掀起波瀾。例如，醫(yī)療初創(chuàng)公司Owkin目前正在探索聯(lián)合學(xué)習(xí)。為了利用來自多個醫(yī)療機(jī)構(gòu)的患者數(shù)據(jù)，Owkin使用聯(lián)合學(xué)習(xí)來利用來自不同醫(yī)院的數(shù)據(jù)來構(gòu)建AI算法。這可能會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，尤其是醫(yī)院在保持患者數(shù)據(jù)的完整性并遵守HIPAA法規(guī)的前提下，能夠相互共享疾病進(jìn)展數(shù)據(jù)非常寶貴。絕非唯一的醫(yī)療行業(yè)采用這項(xiàng)技術(shù)。自動駕駛汽車公司，智慧城市，無人機(jī)和金融科技組織將越來越多地使用聯(lián)合學(xué)習(xí)。其他一些聯(lián)合學(xué)習(xí)型初創(chuàng)公司也正在上市，包括Snips，S20.ai和Xnor.ai，后者最近被Apple收購。

潛在問題

中間人攻擊

鑒于這些AI算法值得大量投資，因此預(yù)計(jì)這些模型將成為黑客的攻擊目標(biāo)。那些邪惡的人將嘗試進(jìn)行中間人攻擊。但是，如前所述，通過添加噪聲并聚集來自各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后對該聚集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，企業(yè)可能會使黑客感到困難。

模型中毒

可能更令人擔(dān)憂的是使模型本身中毒的攻擊?？梢韵胂?，黑客可以通過自己的設(shè)備或通過接管網(wǎng)絡(luò)上其他用戶的設(shè)備來破壞模型。具有諷刺意味的是，由于聯(lián)合學(xué)習(xí)聚合了來自不同設(shè)備的數(shù)據(jù)并將加密的摘要發(fā)送回中央服務(wù)器，因此通過后門進(jìn)入的黑客得到了一定程度的掩蓋。因此，很難(即使不是不可能)識別異常的位置。

帶寬和處理限制

盡管設(shè)備上機(jī)器學(xué)習(xí)在不暴露原始用戶數(shù)據(jù)的情況下有效地訓(xùn)練了算法，但它確實(shí)需要大量的本地功能和內(nèi)存。企業(yè)試圖通過僅在設(shè)備空閑、充電或連接到Wi-Fi時在邊緣上訓(xùn)練其AI算法來規(guī)避這一問題;但是，這是一個永恒的挑戰(zhàn)。

5G的影響

隨著5G在全球的擴(kuò)展，邊緣設(shè)備將不再受到帶寬和處理速度限制的限制。根據(jù)諾基亞最近的一份報告，每平方公里4G基站可以支持100000個設(shè)備。而即將到來的5G站將在同一地區(qū)支持多達(dá)100萬個設(shè)備。通過增強(qiáng)的移動寬帶和低延遲，5G將提供能源效率，同時促進(jìn)設(shè)備到設(shè)備通信(D2D)。實(shí)際上，據(jù)預(yù)測，5G將帶來10-100倍的帶寬增加和5-10倍的等待時間減少。

隨著5G的普及，我們將體驗(yàn)到更快的網(wǎng)絡(luò)，更多的端點(diǎn)和更大的攻擊面，這可能會吸引大量DDoS攻擊。此外，5G具有切片功能，該功能允許根據(jù)用戶的需要輕松地創(chuàng)建、修改和刪除切片(虛擬網(wǎng)絡(luò))。根據(jù)有關(guān)5G破壞力的研究手稿，該網(wǎng)絡(luò)切片組件是否能夠緩解安全隱患或帶來許多新問題還有待觀察。

總而言之，從隱私和安全角度來看，都存在新的問題;然而，事實(shí)仍然存在：5G最終將成為聯(lián)合學(xué)習(xí)的福音。