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我們知道,今天我們在各類APP上的資料,大部分都是儲存在雲端的資料中心裡的。APP背後的企業,如果真的想檢視任何一個使用者的資料,只需要執行一行程式碼就可以了。也就是說,使用者的資料安全,本質上完全依賴於企業內部管理的水平,以及企業本身的道德責任感。

但是我們的隱私增強計算技術,可以在使用者和APP之間建立一個數據的隔離區,使用者所有的關鍵資訊都是在這一片隔離區裡進行儲存和計算的,企業只能站在隔離區的外面,拿到隔離區裡面給出的一些需求。這樣一來,企業就沒有辦法未經使用者同意,悄悄地使用APP裡的使用者資料了。這樣一個隔離區,在技術上通常可以被叫做可信執行環境(TEE),比如據我所知,現在一些款式的華為手機裡,就引入了類似這樣的技術。

不過說到這裡,你可能還會擔心,把使用者的關鍵資料放到隔離區裡,不就相當於把雞蛋放到一個籃子裡了嗎?這樣使用者不會更危險嗎?

這就要說到隱私增強計算技術可以實現的第二類功能了。那就是,它能夠變成我們每一個人的隱私資料,在網路世界裡的鎧甲。

有了這層鎧甲之後,我們每一個人的關鍵資料,就不再是赤身裸體地走進這個隔離區了,而是會得到非常嚴格的保護。比如,用我們最熟悉的社交場景來舉例子,這層鎧甲的功能就相當於,你想在通訊APP上給朋友發一句話,但是你並不想讓通訊APP看到這句話的內容,所以呢,就先讓這句話穿上了一層鎧甲,這層鎧甲到了你的朋友那裡才會卸下來。這樣就避免了像通訊APP一樣的,所謂的資訊二傳手,偷看資訊內容。這一類資訊鎧甲的功能,在隱私增強計算領域中呢通常是以各類密碼學技術作為底層原理的。而在這個方面,現在國外也已經有一些即時通訊應用,在嘗試給使用者資訊穿上這樣的鎧甲,讓不希望被臉書、推特窺探隱私的人群,也有自己可以放心溝通的網路空間。

不過聽到這裡,有些同學可能還會擔心了,這樣做對於資料隱私倒是安全了。但要是一些不懷好意的人透過這種方式傳輸資訊,不是會對社會造成危害嗎?

這就要說到隱私增強計算技術的能夠實現的第三類功能了。那就是它能夠為各種型別的資料提供一個安全的交流中心。

我們知道,今天像是藥物開發、城市建設、新產品的設計等等很多重要的生產活動,都需要大量交叉資料作為參考依據的。比如像是藥物開發,研發人員既要知道病人的健康歷史,也需要知道病人的生活習慣,甚至還需要了解病人的朋友圈;這麼多敏感的資料,在今天而言,是絕對不可能交給任何一個研發公司的。這也導致了,很多高質量的服務和產品,在今天的技術環境下,完全沒有可能被開發出來。

而剛剛提到的這個安全交流中心的功能,恰恰就是想要在數字世界之中,建設一個能夠讓各類交叉型別的資料,都可以放心進行計算交流,產生社會價值的環境。在這樣一個環境中呢,任何一個想要使用資料的人,都要經過驗證,並且說明來意,才可以在規則範圍內使用資料。這樣既發揮出了資料的功效,也避免了資料被濫用,同時呢也可以為執法人員開啟一個合理的視窗,維護這個資料世界環境的秩序。這一類技術呢,就是今天被叫做安全多方計算、聯邦學習等等新興的概念。

值得一提的是,隱私增強計算的這第三個安全交流中心的功能,其實意義最重大。我們知道,資料在今天已經開始指導各種產品和服務的設計、生產環節了;有價值的交叉資料很可能是我們未來幾十年裡如同石油一般重要的資源。按照這樣一個邏輯,開發一種能夠允許大家安全地儲存、交換和運算資料的平臺,就如同在19世紀末關注石油開採煉油和內燃機開發的技術一樣,有巨大社會意義。

總而言之,在今天這個時間點,我們看隱私增強計算技術,往小了說是一種可以保護個人隱私的方便工具;往大了說,它是人類社會在未來能夠真正將資料作為一種生產資料,去使用和交換的基礎性技術。隱私增強計算,是整個世界今天都沒有辦法迴避的一項,必然會發生的技術。

聽到這裡有些同學可能會著急了,那我們中國在這項技術方面的進展怎麼樣呢?

非常令人鼓舞的是,我們國家今天在隱私增強計算領域,是走在世界前列的。已經有很多的技術創新團隊,在這幾年投入了這一領域的開發和創業,比如像是華控清交、一方 健數等等,就是其中的代表。特別值得一提的是,我們國家還有兩位全球在這一領域頂尖的科學家,分別是姚期智院士和王小云院士,他們的研究團隊,這些年也在持續產出世界級的研究成果。

隱私增強計算技術,是一項方興未艾而且意義非常重大的技術。關於它,我還有一個感觸想要分享給大家,那就是“科技帶來的問題,不妨用科技來解決”。面對像是大資料“殺熟”這樣的技術倫理困境,我覺得可以向前一步,考慮如何用更良善的科技來治理和解決。

2. 麻省理工學院科學家發明計算機自動設計機器人的演算法

我為你推薦的第二項進展,也來自一個不太熱門的領域,那就是機器人設計。

如果你看過電影《終結者》或者美劇《西部世界》的話,對於科幻作品裡面一個常見的情節,一定非常熟悉。那就是原本由人類開發的機器人在自我意識覺醒之後,開始自主設計製造大量的機器人同類,並且反過來與人類對抗。但是不知道你有沒有好奇過,設計和製造機器人,這可是人類最複雜的智力勞動之一,機器人真的有可能自動化地設計出大量的同類嗎?

我在文稿區放了一張論文裡面計算機設計出來的機器人結構圖,你有興趣的話可以看一下。在圖片中,計算機給出了好幾個類似昆蟲的設計方案,並且還在裡面挑出了自己覺得最好的一個方案。而且最終挑選出來的這個方案,搞不好比很多人類機器人設計師水平還要更好。

聽到這裡有些同學可能會想啊,現在的機器人設計師也太懶了,連這些本職工作都要委託給計算機幫忙,萬一哪天真的把計算機教壞了可怎麼辦呀?

其實我想說,開發這樣一個自動設計機器人的演算法,還真不是因為工程師們犯懶。而是因為傳統設計方法,已經沒辦法應對當前機器人設計中一個重要的挑戰——那就是,單憑我們人類設計師的經驗,已經沒有辦法應對越來越複雜的工作條件對機器人的設計要求了。

這樣說可能有點抽象,我用一個對比再來解釋一下:

過去的機器人設計,其實無非就需要應對幾種簡單環境,比如在家裡或者辦公室裡的服務機器人,或者是待在工廠裡的工業機器人。這些環境裡,機器人面臨的地形條件、工作任務都是比較簡單和確定的。所以成熟的設計方案也就是我們今天看到的這幾種。比如掃地和物流機器人,就是一個矮胖的圓盤;工業機器人,大部分就是一隻靈活的機械臂。很少能看到令人眼前一亮的新設計。

但是在自然界中,如果我們把各種生物也看作機械結構的話,會發現截然不同的現象。在我們地球曾經出現過的上百萬個物種裡,各種各樣的機械結構,可以說都被嘗試過。並且在今天,還依然保持了高度的多樣性。比如海里遊的,鯊魚、鰻魚、水母、浮游生物等等,各自的機械結構差別是很大的。

導致這種多樣性的原因,其實就是因為自然界對於生物的環境選擇的條件非常複雜。因此沒有一種生物結構的設計,能夠適應一切環境。反過來,我們人類設計的機器人之所以長得都差不多,不是因為我們的設計能夠包打天下,而是因為我們給機器人提供的工作環境比較簡單。

但是,機器人作為我們人類拓展世界的工具,不可能永遠面對類似辦公室和工廠這樣的簡單環境的。今天從電力系統、城市管網的檢修機器人,到飛往火星的探測車,甚至是未來在月球上建立基地的工人機器人,可以說面對的環境變得越來越複雜。傳統的設計方案,還有機器人設計師的髮量 ,已經很難應對這樣艱鉅的設計任務了。

最好是有一種技術,能夠先幫我們設想出大量可能的方案,然後在一個虛擬環境中,幫我們篩選出比較好的供人類的工程師參考——這也就是各種所謂智慧設計技術的初衷。

不過這個思路聽起來雖然簡單,但是實際操作起來,其實是非常困難的。你想,不要說整個機器人了,就哪怕是機器人上的一顆螺絲釘和齒輪,都有成千上萬種尺寸和結構。透過完全隨機的方法生成大量機器人設計方案這個思路,可能連一個零件都還沒有隨機出來,計算機就會因為運算量過大而宕機了。

在過去,也正是因為科學家們沒有處理好結構的複雜多樣性和計算機有限的運算能力這二者之間的矛盾,所以自動化設計機器人的思路,並沒有很好的實際案例。

而這一次麻省理工學院的科學家們,採用了一種全新的,叫做“圖形語法”的技術。首次讓計算機擁有了具備實用潛力的自動化設計能力,可以說是機器人智慧設計領域的一項重大突破。

這個所謂“圖形語法”技術的思路,簡單來說是這樣的:與其讓計算機在無限種可能性中盲目嘗試,不妨由人類先給它們提供一些我們認為成熟的機械結構,作為設計的起點,比如像是承擔體重用的脊柱結構,像雙截棍一樣的關節結構,還有能夠降低摩擦力的滾輪結構等等。每一個我們認為成熟的結構,都可以被理解成一個圖形。而機器人的設計任務,被簡化成了用一種語法將這些圖形連線起來的過程,這也就是所謂“圖形語法”技術的思想內涵。

透過這樣的簡化之後,計算機在設計機械方案的時候明顯更加有的放矢了,於是成功地構建出了在一開始圖片中看到的非常有靈性的設計結果。麻省理工學院的這項研究,可以說第一次讓人們相信,透過計算機自動化設計機器人是真實可行的。行業內一些工程師,也評價這項研究是機器人自動設計領域,25年以來的最高成就。

短期來說,這一項技術的誕生幾乎是立刻讓計算機科學家在數字世界中,擁有了一種類似上帝一樣的造物能力。麻省理工研究論文的第一作者表示,在未來的遊戲設計中就可以使用它的演算法構建出很多在現實世界中還沒有被創造出來,但是非常先進的機器人設計。

而長期來說,我們今天其實依然有大量像是深海、高原、南北極,甚至是小行星、火星這樣的環境,需要各種各樣適合具體場景的新型機器人,去拓展人類的認知,開發那裡的資源。透過這種機器人自動化設計的技術,相信未來的某一天,人類所開發的機器人品種,可能會比這個地球上的物種還要更加豐富。

發展帶來的問題還得靠發展解決。

科技發展給我們的生活帶來了不少挑戰,有隱私安全、有人被機器替代的風險、有資訊繭房等等。但好在,我們往往能從科技當中,找到這些問題的解決方案。

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