蓋世汽車(chē)訊 盡管機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用廣泛，例如圖像識(shí)別、自動(dòng)駕駛汽車(chē)和電子郵件過(guò)濾，但人們?nèi)匀皇謸?dān)憂(yōu)模型預(yù)測(cè)和精確度的完整性和安全性。為解決上述問(wèn)題，得克薩斯農(nóng)工大學(xué)（Texas A&M University）計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授Yupeng Zhang博士及其團(tuán)隊(duì)將名為零知識(shí)證明協(xié)議的密碼算法應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

Zhang表示：“這些協(xié)議將使機(jī)器學(xué)習(xí)模型的所有者向其他人證明，該模型可以在公共數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)高精度，且不會(huì)泄漏有關(guān)機(jī)器學(xué)習(xí)模型本身的任何信息。”

（圖片來(lái)源：得克薩斯農(nóng)工大學(xué)）

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種人工智能形式，會(huì)重點(diǎn)關(guān)注使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并隨著時(shí)間提高準(zhǔn)確性的算法。這些算法可構(gòu)建模型，從而在大量數(shù)據(jù)中心找到模式，進(jìn)而無(wú)需編程就可做出決策和預(yù)測(cè)。

過(guò)去幾年，機(jī)器學(xué)習(xí)模型取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在數(shù)據(jù)挖掘和自然語(yǔ)言處理等多個(gè)研究領(lǐng)域都取得了重大進(jìn)展。一些公司和研究小組聲稱(chēng)已開(kāi)發(fā)出機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可在公共測(cè)試數(shù)據(jù)樣本上實(shí)現(xiàn)超高準(zhǔn)確性。然而對(duì)于研究人員而言，再現(xiàn)結(jié)果以驗(yàn)證上述說(shuō)法非常具有挑戰(zhàn)性。因?yàn)闊o(wú)法確定他們是否能夠達(dá)到該精度，且很難進(jìn)行驗(yàn)證。

網(wǎng)絡(luò)安全和密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)是一門(mén)科學(xué)，能夠通過(guò)一系列代碼保護(hù)信息和通信，僅允許發(fā)件人和預(yù)期的收件人查看和理解信息。該理論基礎(chǔ)常用于開(kāi)發(fā)工具，例如數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)文本、數(shù)字簽名和哈希函數(shù)。除密碼學(xué)外，還可使用很多方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其中一種方法涉及將模型發(fā)布給公眾。 但是，由于機(jī)器學(xué)習(xí)模型已成為許多公司的關(guān)鍵知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包含了很多業(yè)務(wù)相關(guān)敏感信息，因此無(wú)法公布。

Zhang稱(chēng)：“這種方法也存在問(wèn)題。因?yàn)槿绻剂嗽撃Ｐ?，任何人都可以在線使用軟件工具進(jìn)行驗(yàn)證。最近的研究還表明，該模型的信息可用于對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)，并用于他們的所有需求?！?/p>

作為密碼學(xué)的一種應(yīng)用，零知識(shí)證明協(xié)議是一種數(shù)學(xué)方法，允許機(jī)器學(xué)習(xí)模型的所有者提供簡(jiǎn)潔證明，且無(wú)需其他相關(guān)信息，以壓倒性的可能性證明事件真實(shí)性。盡管通用零知識(shí)證明方案的使用在過(guò)去十年中已有顯著改進(jìn)，但由于生成證明需要花費(fèi)大量時(shí)間，因此構(gòu)建有效的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)和準(zhǔn)確性測(cè)試仍然極具挑戰(zhàn)。

Zhang表示：“當(dāng)把這些通用技術(shù)應(yīng)用于常見(jiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)公司可能需要幾天或幾個(gè)月的時(shí)間才能向公眾證明其模型可以滿(mǎn)足要求?！?/p>

為了獲得更有效的方法，Zhang及其團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了幾種新的零知識(shí)證明技術(shù)和優(yōu)化方法，專(zhuān)門(mén)用于將決策樹(shù)模型（最常用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法之一）的計(jì)算指令轉(zhuǎn)換為零知識(shí)證明陳述。使用該決策樹(shù)計(jì)算方法，他們發(fā)現(xiàn)只需不到300秒即可生成證明，從而證明該模型可以在數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)高精度。

由于其開(kāi)發(fā)的新方法僅能解決為決策樹(shù)模型生成證明的問(wèn)題，因此研究人員希望擴(kuò)展其方法，以有效地支持不同類(lèi)型的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

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