微云全息(NASDAQ: HOLO)通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)增強(qiáng)汽車邊緣計(jì)算的安全性

隨著智能駕駛技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，未來的交通體系將更加智能和互聯(lián)?；ヂ?lián)汽車、智能交通基礎(chǔ)設(shè)施、自動駕駛等技術(shù)的興起，為城市交通帶來了前所未有的變革。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益凸顯，尤其是車輛網(wǎng)絡(luò)（VANETs）面臨的網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)愈加嚴(yán)峻。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，微云全息(NASDAQ: HOLO)推出了一種通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)增強(qiáng)汽車邊緣計(jì)算的安全解決方案，該技術(shù)不僅提高了入侵檢測的效率和準(zhǔn)確性，還為智能汽車的安全提供了更加可靠的防護(hù)屏障。

隨著現(xiàn)代汽車愈加智能化，汽車不再是孤立的個(gè)體，而是交通網(wǎng)絡(luò)中高度互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。這些汽車依賴于各種軟件和無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航控制、導(dǎo)航、車載娛樂以及自動駕駛功能。因此，越來越多的車輛通過車載網(wǎng)絡(luò)與其他車輛（V2V）或路邊基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）進(jìn)行通信。這些通信渠道雖然帶來了便利，但也增加了攻擊面，使得車輛網(wǎng)絡(luò)易受外部威脅和網(wǎng)絡(luò)攻擊，如拒絕服務(wù)攻擊、惡意軟件植入、數(shù)據(jù)泄露等。

傳統(tǒng)的入侵檢測系統(tǒng)依賴于強(qiáng)大的中心化服務(wù)器，利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行攻擊流量的分析與檢測。盡管這種方法在早期的車輛網(wǎng)絡(luò)安全中取得了一定成功，但由于資源受限、延遲響應(yīng)、數(shù)據(jù)量過大等因素，其局限性也逐漸暴露。微云全息創(chuàng)新性地結(jié)合了聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)，提出了一種分布式的入侵檢測解決方案。新方案基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)，通過分布式協(xié)作的方式來檢測車輛網(wǎng)絡(luò)中的安全威脅。這種方法不僅克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的資源限制和響應(yīng)滯后，還顯著提高了入侵檢測的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

聯(lián)邦學(xué)習(xí)是一種分布式機(jī)器學(xué)習(xí)方法，它允許不同設(shè)備在不共享原始數(shù)據(jù)的情況下協(xié)同訓(xùn)練模型。在該方案中，智能汽車和路邊單元作為邊緣節(jié)點(diǎn)，通過本地?cái)?shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，而不需要將敏感數(shù)據(jù)上傳至中央服務(wù)器。這一過程可以有效保護(hù)車輛隱私，并避免大量數(shù)據(jù)傳輸帶來的網(wǎng)絡(luò)擁堵和延遲。

在車輛網(wǎng)絡(luò)的場景中，微云全息(NASDAQ: HOLO)采用了聯(lián)邦學(xué)習(xí)算法來分發(fā)入侵檢測模型的訓(xùn)練任務(wù)。每輛車和路邊單元都能利用其本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行模型更新，并在完成訓(xùn)練后將模型權(quán)重發(fā)送至中央服務(wù)器。中央服務(wù)器會收集來自多個(gè)節(jié)點(diǎn)的模型權(quán)重，并利用加權(quán)平均的方式聚合生成全局模型。最終，更新后的全局模型會再次分發(fā)到各個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，以提高系統(tǒng)整體的入侵檢測能力。通過這種分布式協(xié)作方式，不僅避免了大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸，還能顯著提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。

此外，為進(jìn)一步提升入侵檢測的效率，微云全息將 ExtraTreesClassification（極度隨機(jī)樹）算法作為核心模型。相比傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，ExtraTreesClassifier 在處理高維數(shù)據(jù)、減少過擬合、提高分類精度等方面表現(xiàn)更加出色。

在車輛邊緣計(jì)算場景下，攻擊流量往往非常復(fù)雜且多樣化，ExtraTreesClassifier通過構(gòu)建多個(gè)隨機(jī)決策樹，并結(jié)合集成學(xué)習(xí)的思想，對每個(gè)節(jié)點(diǎn)的攻擊行為進(jìn)行分類預(yù)測。由于該算法對數(shù)據(jù)集的噪聲和異常值具有更強(qiáng)的魯棒性，因此能夠在資源有限的邊緣節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)高效的入侵檢測。

為了保障聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程中模型更新的安全性和透明性，微云全息在該技術(shù)方案中引入了區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈作為一種分布式賬本技術(shù)，具有去中心化、不可篡改和可追溯等特點(diǎn)，非常適合在分布式環(huán)境下確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

在該方案中，區(qū)塊鏈負(fù)責(zé)記錄每個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的模型更新信息以及中央服務(wù)器的模型聚合過程。通過區(qū)塊鏈的共識機(jī)制，所有參與節(jié)點(diǎn)都能對模型的更新過程進(jìn)行驗(yàn)證，從而防止惡意節(jié)點(diǎn)篡改模型。此外，區(qū)塊鏈的使用還提高了系統(tǒng)的可審計(jì)性，所有的模型更新記錄都可以通過區(qū)塊鏈進(jìn)行追蹤，確保每一次更新的透明和可信。

該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邏輯可歸納為以下幾個(gè)步驟：

邊緣節(jié)點(diǎn)本地訓(xùn)練：聯(lián)網(wǎng)車輛和路邊單元根據(jù)本地的入侵檢測數(shù)據(jù)集，利用 ExtraTreesClassifier進(jìn)行模型訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中的數(shù)據(jù)不會被上傳至中央服務(wù)器，保護(hù)了數(shù)據(jù)隱私。

模型更新與上傳：每個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)將本地訓(xùn)練完成的模型權(quán)重上傳至中央服務(wù)器，而不是原始數(shù)據(jù)。中央服務(wù)器匯總所有節(jié)點(diǎn)的模型權(quán)重，進(jìn)行加權(quán)平均。

全局模型聚合：中央服務(wù)器根據(jù)所有邊緣節(jié)點(diǎn)的反饋，聚合生成全局模型，并通過區(qū)塊鏈技術(shù)記錄下每次聚合的詳細(xì)過程，確保模型更新的透明性和可信性。

分發(fā)全局模型：聚合后的全局模型將被下發(fā)至所有邊緣節(jié)點(diǎn)，提升各個(gè)節(jié)點(diǎn)的入侵檢測能力。

持續(xù)循環(huán)更新：通過不斷循環(huán)上述過程，系統(tǒng)可以動態(tài)應(yīng)對新的安全威脅，并根據(jù)最新的攻擊模式不斷優(yōu)化模型，始終保持領(lǐng)先的檢測能力。

微云全息(NASDAQ: HOLO)的創(chuàng)新方案不僅在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了重要突破，也為未來車聯(lián)網(wǎng)安全提供了重要啟示。通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合，智能汽車和交通基礎(chǔ)設(shè)施可以更加高效地應(yīng)對日益嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。未來，隨著自動駕駛技術(shù)和智能交通系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，該方案有望在全球范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，為智慧城市的安全建設(shè)提供有力支持。