隨著(zhù)全世界的開(kāi)發(fā)團隊爭相開(kāi)發(fā)AI工具，在邊緣設備上訓練算法變得越來(lái)越普遍。聯(lián)合學(xué)習是分布式機器學(xué)習的子集，是一種相對較新的方法，它允許企業(yè)在不直接訪(fǎng)問(wèn)原始用戶(hù)數據的情況下改進(jìn)其AI工具。
聯(lián)合學(xué)習由Google在2017年提出構想，是一種去中心化的學(xué)習模型，通過(guò)該模型可以在邊緣設備上訓練算法。關(guān)于Google的“設備上機器學(xué)習”方法，這家搜索巨頭將其預測文本算法推到了Android設備上，匯總了數據，并將新知識的摘要發(fā)送回了中央服務(wù)器。為了保護用戶(hù)數據的完整性，此數據是通過(guò)同態(tài)加密或差分隱私傳遞的，這是對數據添加噪聲以使結果模糊的一種做法。
一般而言，通過(guò)聯(lián)合學(xué)習，可以對AI算法進(jìn)行訓練，而無(wú)需識別任何單個(gè)用戶(hù)的特定數據。實(shí)際上，原始數據永遠不會(huì )離開(kāi)設備本身。僅匯總的模型更新會(huì )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)送回選定的設備，并且在重復此過(guò)程數千次之后，顯著(zhù)改善了AI算法，同時(shí)又不會(huì )危及用戶(hù)隱私。
預計該技術(shù)將在醫療保健領(lǐng)域掀起波瀾。例如，醫療初創(chuàng )公司Owkin目前正在探索聯(lián)合學(xué)習。為了利用來(lái)自多個(gè)醫療機構的患者數據，Owkin使用聯(lián)合學(xué)習來(lái)利用來(lái)自不同醫院的數據來(lái)構建AI算法。這可能會(huì )產(chǎn)生深遠的影響，尤其是醫院在保持患者數據的完整性并遵守HIPAA法規的前提下，能夠相互共享疾病進(jìn)展數據非常寶貴。絕非唯一的醫療行業(yè)采用這項技術(shù)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)公司，智慧城市，無(wú)人機和金融科技組織將越來(lái)越多地使用聯(lián)合學(xué)習。其他一些聯(lián)合學(xué)習型初創(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(wèn)題
中間人攻擊
鑒于這些AI算法值得大量投資，因此預計這些模型將成為黑客的攻擊目標。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(guò)添加噪聲并聚集來(lái)自各種設備的數據，然后對該聚集的數據進(jìn)行加密，企業(yè)可能會(huì )使黑客感到困難。
模型中毒
可能更令人擔憂(yōu)的是使模型本身中毒的攻擊?？梢韵胂?，黑客可以通過(guò)自己的設備或通過(guò)接管網(wǎng)絡(luò )上其他用戶(hù)的設備來(lái)破壞模型。具有諷刺意味的是，由于聯(lián)合學(xué)習聚合了來(lái)自不同設備的數據并將加密的摘要發(fā)送回中央服務(wù)器，因此通過(guò)后門(mén)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
盡管設備上機器學(xué)習在不暴露原始用戶(hù)數據的情況下有效地訓練了算法，但它確實(shí)需要大量的本地功能和內存。企業(yè)試圖通過(guò)僅在設備空閑、充電或連接到Wi-Fi時(shí)在邊緣上訓練其AI算法來(lái)規避這一問(wèn)題;但是，這是一個(gè)永恒的挑戰。
5G的影響
隨著(zhù)5G在全球的擴展，邊緣設備將不再受到帶寬和處理速度限制的限制。根據諾基亞最近的一份報告，每平方公里4G基站可以支持100000個(gè)設備。而即將到來(lái)的5G站將在同一地區支持多達100萬(wàn)個(gè)設備。通過(guò)增強的移動(dòng)寬帶和低延遲，5G將提供能源效率，同時(shí)促進(jìn)設備到設備通信(D2D)。實(shí)際上，據預測，5G將帶來(lái)10-100倍的帶寬增加和5-10倍的等待時(shí)間減少。
隨著(zhù)5G的普及，我們將體驗到更快的網(wǎng)絡(luò )，更多的端點(diǎn)和更大的攻擊面，這可能會(huì )吸引大量DDoS攻擊。此外，5G具有切片功能，該功能允許根據用戶(hù)的需要輕松地創(chuàng )建、修改和刪除切片(虛擬網(wǎng)絡(luò ))。根據有關(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(lái)許多新問(wèn)題還有待觀(guān)察。
總而言之，從隱私和安全角度來(lái)看，都存在新的問(wèn)題;然而，事實(shí)仍然存在：5G最終將成為聯(lián)合學(xué)習的福音。
