人工智能的發(fā)展需要大量數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)時(shí)代下，隱私是最易觸犯的紅線。如何有效解決當(dāng)下人工智能領(lǐng)域發(fā)展的難題？聯(lián)邦學(xué)習(xí)成為當(dāng)下最熱門(mén)的技術(shù)研究方向之一。在這樣的背景下，平安科技自主研發(fā)的聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢成為了解決當(dāng)下數(shù)據(jù)難題與隱私保護(hù)的一大利器。聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢允許從跨數(shù)據(jù)所有者分布的數(shù)據(jù)中構(gòu)建集合模型，可被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，具有安全性、隱私性、合法性的特點(diǎn)，這樣既兼顧了AI的訓(xùn)練也避免了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

"蜂巢"，顧名思義，如果將數(shù)據(jù)比喻成花粉，蜂巢則成為各類花粉的聚集地，在蜂巢中，可以利用特定的模型，產(chǎn)出各色的蜂蜜。蜂巢平臺(tái)正是扮演了這種數(shù)據(jù)整合與再加工的角色，平臺(tái)在整個(gè)模型訓(xùn)練過(guò)程中，將加密的模型梯度和參數(shù)進(jìn)行整合和計(jì)算，協(xié)助各參與方進(jìn)行模型優(yōu)化與迭代。

圖1：蜂巢平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

橫縱建模，多角度為打破數(shù)據(jù)孤島

在實(shí)際的數(shù)據(jù)運(yùn)用中，即便是同一家公司內(nèi)的不同子公司或部門(mén)，也需要保護(hù)數(shù)據(jù)隱私。以平安集團(tuán)為例，平安的保險(xiǎn)和銀行各自擁有不同維度的用戶數(shù)據(jù)，卻很難把數(shù)據(jù)直接合并在一起來(lái)做建模。從"蜂巢"最初的架構(gòu)設(shè)計(jì)上，平安科技就考慮到平安集團(tuán)各個(gè)業(yè)務(wù)線與子公司之間存在數(shù)據(jù)壁壘的問(wèn)題。同樣的"數(shù)據(jù)不通"也反應(yīng)在企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與政府之間，每家機(jī)構(gòu)都有自己的數(shù)據(jù)，而基于隱私保護(hù)等原因，企業(yè)或政府?dāng)?shù)據(jù)不能對(duì)外進(jìn)行共享。

圖2：人工智能中的數(shù)據(jù)困境

平安科技研發(fā)的聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢，就是解決企業(yè)數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題的商用級(jí)解決方案。它能夠讓參與方在不共享原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上聯(lián)合建模，從技術(shù)上打破數(shù)據(jù)孤島，從而綜合化標(biāo)簽數(shù)據(jù)，豐富用戶畫(huà)像維度，從整體上提升模型的效果，實(shí)現(xiàn) AI 協(xié)作。

具體而言，平安科技蜂巢有橫向聯(lián)邦建模和縱向聯(lián)邦建模兩種建模方式。針對(duì)相同用戶特征的數(shù)據(jù)，如公司A和公司B，他們都擁有用戶的身高、體重、性別等相同的用戶特征，但是A和B的客戶卻是不相同的，A部門(mén)的客戶群體是30~60歲，B部門(mén)的客戶群體是20~30歲，這時(shí)候就需要采用橫向聯(lián)邦建模，取出相同用戶特征而用戶不完全相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。

圖3：橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)

縱向聯(lián)邦建模針對(duì)的是相同用戶的數(shù)據(jù)，但是用戶數(shù)據(jù)維度特征卻不一致。比如互聯(lián)網(wǎng)公司與金融機(jī)構(gòu)，面對(duì)同樣一位有貸款需求的人，互聯(lián)網(wǎng)公司能提供用戶上網(wǎng)習(xí)慣等數(shù)據(jù)，而銀行則擁有用戶的征信記錄、個(gè)人信息等數(shù)據(jù)，這時(shí)候蜂巢則通過(guò)縱向聯(lián)邦建模場(chǎng)景，匯集雙方用戶特征，增強(qiáng)雙方模型的效果。

圖4：縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)

"蜂巢"下的加密運(yùn)算，兼顧隱私保護(hù)與使用效率

如何在聯(lián)邦智能平臺(tái)保護(hù)數(shù)據(jù)隱私？數(shù)據(jù)加密是聯(lián)邦學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。假設(shè)用戶的一個(gè)數(shù)據(jù)是數(shù)字"12"，經(jīng)過(guò)公鑰加密后會(huì)變成一個(gè)16位的字符串，這是加密最普遍的方式之一。平安科技聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢可以在保護(hù)用戶隱私的前提下建模，讓原始數(shù)據(jù)不離開(kāi)用戶，建模所交換的是模型的中間參數(shù)和梯度，這便能做到最大程度保護(hù)用戶隱私。同樣是數(shù)據(jù)加密的問(wèn)題，由于將數(shù)據(jù)本身復(fù)雜化，平臺(tái)所耗費(fèi)的計(jì)算資源也比原來(lái)更大。對(duì)此平安科技聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢則采用GPU等異構(gòu)計(jì)算芯片來(lái)加速聯(lián)邦學(xué)習(xí)的加密和通信過(guò)程，從而達(dá)到效率升級(jí)的效果。

對(duì)于用戶數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，不同行業(yè)有著不同的加密要求。在銀行領(lǐng)域，銀保監(jiān)會(huì)建議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行國(guó)密加密，對(duì)加密的穩(wěn)定性、安全性、合規(guī)性要求更高。而平安科技是國(guó)內(nèi)少見(jiàn)的支持國(guó)密級(jí)加密的企業(yè)平臺(tái)。平安科技聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢充分支持了國(guó)密SM2、國(guó)密SM4以及混淆電路、差分隱私和同態(tài)加密等不同的加密方式，以滿足企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的不同需求。

為了更好的幫助大家了解聯(lián)邦智能與蜂巢平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作的"聯(lián)邦智能系列"課程已經(jīng)上線知鳥(niǎo)平臺(tái)，內(nèi)容涵蓋了聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景等多個(gè)方面。聯(lián)邦學(xué)習(xí)作為一個(gè)重要的新技術(shù)方向，未來(lái)有著廣闊的發(fā)展空間，但在實(shí)際落地中，在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的前提下進(jìn)行 AI 協(xié)同，無(wú)論是底層技術(shù)還是整個(gè)部署環(huán)節(jié)，還有大量的挑戰(zhàn)需要克服。正如平安科技副總工程師王健宗所說(shuō)，蜂巢的目標(biāo)是打造一個(gè)能夠自主可控、自主研發(fā)的企業(yè)級(jí)聯(lián)邦智能平臺(tái)，賦能人工智能各領(lǐng)域。平安科技聯(lián)邦智能平臺(tái)蜂巢，也將不斷深耕技術(shù)，幫助企業(yè)在數(shù)據(jù)融合及隱私保護(hù)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破。