螞蟻金服在過去十五年重塑支付改變生活，爲全球超過十二億人提供服務，這些背後離不開技術的支撐。在 2019 杭州雲棲大會上，螞蟻金服將十五年來的技術沉澱，以及面向未來的金融技術創新和參會者分享。我們將其中的優秀演講整理成文並將陸續發佈在“螞蟻金服科技”公衆號上，本文爲其中一篇。
在人工智能時代，數據是AI領域的石油，如果沒有數據很難將AI更好的落地。但是數據孤島阻礙了數據的獲取和利用，螞蟻金服在三年前開始佈局隱私保護機器學習，致力於在保護數據安全和隱私保護的前提下進行機器學習，我們稱之爲共享智能。我們之前分享了共享智能的理念和原理，今天，我們想聊聊共享智能的發展與應用趨勢。
人工智能目前存在的難題是魚與熊掌不可兼得，也就是隱私性跟可用性難以兼顧。如果你想要你的AI系統能發揮作用，就可能需要犧牲隱私。但是，在大量真實場景中，如果做不到同時兼顧隱私和可用性，會導致很多AI落地的困境。
舉幾個例子。
首先是貸款風控，用戶想要買房去銀行貸款，在銀行A可能被判定爲“壞人”，沒有辦法給他進行貸款，因爲這個機構持有這個人部分數據，同樣的用戶到了機構B，這個機構B基於它擁有的部分數據，有可能會給予他貸款，這樣矛盾的情況比比皆是，皆是因數據不通導致。
在智慧醫療領域，有些罕見病在每個醫院的案例都不多，如果我們能把各個醫院的案例共享起來，就能獲得更多的樣本數據，從而可以利用AI進行更準確的診斷，但是這個案例裏面技術不是最優先的，對醫院來說，它有責任保護患者的隱私，如何確保在共享案例的同時，不泄漏用戶的隱私纔是首先要解決的。
數據孤島的問題會給AI落地和應用帶來很多類似的難題。
現實環境中，數據在這個圖中是不通的，有的地方可能有一些短暫的鏈接，絕大部分數據在這個圖中處於斷開狀態。我們的目標是想打通數據孤島，用技術的方法解決技術的問題。通過技術保護數據安全的情況下，實現數據的共享和價值的傳遞。
共享智能：可用不可見
對於共享智能，我們希望達到的目標是數據可用不可見，在多方參與且各數據提供方與平臺方互不信任的場景下，能夠聚合多方信息進行機器學習，並確保各參與方的隱私不被泄漏，數據不被濫用。
爲了達到這一目標，我們使用了很多業界已有的技術，比如學術圈一直在研究的差分隱私、很多大數據廠商在探索的可信執行環境、隨着計算力和硬件技術的提升+密碼學突破而廣受重視的多方安全計算等。還有一些情況，目標數據比較少，但源領域數據較多，我們採用遷移學習的方法去做數據共享，這個也屬於我們大的技術範疇。
具體來看的話，第一種方案是可信執行環境的方案，主要依賴中間的硬件級的保險箱Enclave，雙方通過一些密碼學的機制，把數據進行加密，加密之後只有在密碼箱裏面才能解密，解密以後做各式各樣的計算，因爲密碼箱是第三方可信的密碼箱，大家不信任彼此的情況下，信任密碼箱即可，這樣在數據隱私不會泄露的情況下，去做各式各樣AI的算法。
這種方案依賴可信硬件，通過數據加密的方式，集中傳送到可信的平臺。對於一些機構，本身就已經上雲，把所有的東西都存放在雲上面，所有的技術在雲上面部署，那麼採用這種方式非常快速便捷，同時又能達到很好的隱私保護的效果。
第二種方案是偏軟件級別的方案，我們在中間把數據做相應的處理後再進行計算。比如說像祕密分享的技術，通過把數據拆分完以後，幾方通過發送隨機數來完成運算，然後可以完成各式各樣AI的計算和模型；還有像同態加密這樣的方法，在加密後的空間裏面做相應的運算來完成AI的計算，中間有一個控制模塊來共同完成學習的目標。這個方式本身不涉及到硬件，是偏軟件+密碼學的方案，中間出去的是隨機數/加密中間結果，目前業界隱私+AI結合的方向上，用這個方案相對來說比較多。
星雲 Nebula：共享智能網絡
共享智能需要多方參與，我們設計了星雲Nebula共享智能網絡架構，對於螞蟻金服而言，希望跟合作方共同打造這樣的共享智能網絡。
網絡中存在各式各樣的計算節點，能夠在某個管理平臺中進行觸發實現AI計算。這個共享智能網絡，可以用不同的技術完成共享智能的目標，比如，構建聯合營銷網絡，節點之間可任意組網，採用多方安全計算技術來實現聯合營銷，同時管理節點可以部署在任何的地方；對於某些機構而言，可能沒有很強的AI能力和多方計算能力，那他們可以依賴於雲這樣的技術，將數據放在可信執行環境中，去參與建設這樣的網絡，通過這樣的共享智能技術來解決AI落地最後一公里的難題。
我們整個計算節點的架構如上圖，最底層跟正常環境比較相似，左邊是各式各樣的可信執行環境，右邊是正常的CPU、GPU環境。上面會有統一的API層來屏蔽這些不同的細節。
再往上面，會有本地的計算，這個計算本身會跟通用的開源框架稍有差異，我們會把現在流行的版本改成安全的版本，比如安全的XGBoost。中間做MPC的時候，我們會提供各式各樣的技術，混淆電路、OT等等這樣的技術，最頂層提供一些可視化跟交互式的接口，普通的用戶通過這樣的調用就可以完成複雜的多方計算的操作。同時支持各種保護隱私的安全模型推斷。
我們希望通過這樣的架構完成共享智能技術，並且打造了可視化的界面，採用拖拽式的方式就可以快速高效完成整個AI計算的構建。
上述共享智能架構現在已經達到了較好的完備性、易用性和穩定性的目標，在很多的地方已經進行了落地。在完備性方面，我們實現了功能完備和場景完備，目前主要是支持風控和其它AI典型場景，裏面的算法比較全面，涵蓋了線性模型、樹模型、深度學習、圖神經網絡等各個方向；在易用性方面，我們希望能夠更好的推廣這種建模技術，同時又能“屏蔽”一些底層技術（可信執行環境、多方安全計算等），降低大家學習使用的成本；在穩定性方面，我們實現了共享智能計算的集羣化，並且支持遠程運維。
我們已經將共享智能上線到大數據智能平臺上，下面這個demo，是一個多方安全計算的AI建模展示。
前面預處理部分跟正常的AI建模看起來一樣，通過拖拽式操作，把數據進行了預處理以後，送到共享智能建模中，會產生AI運算的結果。通過這種方式能夠大幅度降低新技術的使用門檻，方便業務方使用。
螞蟻金服在共享智能領域裏建設了三年多，發佈論文超過10篇，獲得專利超過80餘項，在標準立項上我們在IEEE共享智能和ITU-T MPC國際標準、CCSA共享智能行業標準以及AIOSS / AIIA共享智能聯盟標準方面都在同步推進，也獲得了一些創新獎項。
共享智能落地案例
接下來分享三個典型落地案例。
一個是在安全風控領域，聯合生態夥伴來建立安全風控網絡。生態夥伴使用前面介紹的可信執行環境技術，把數據加密傳輸到網絡中共建這個模型，打擊虛假交易、團伙作案等，大幅度提升風控準確率，實現風控網絡的淨化。通過這樣的風控網絡平臺，使得商家每天新增很多的交易，同時降低資損。
第二個是中和農信，我們通過數據融合大幅度提高風控性能，把原來傳統的線下模式，變成線上自動過審模式，完成授信只需5分鐘，8個月累計放款31.9億，授信成功人數44萬人，業務覆蓋20+省區，300+縣城，10000+個鄉村，助力實現農村普惠金融。
第三個是與江蘇銀行進行的信貸聯合風控，還記得我們前面的例子嗎？因爲數據不完整，導致風控決策錯誤，現在通過共享智能技術，雙方可以完成共同的模型構建，通過這樣的機制實現聯合風控，使得效果有大幅度提升。同時在這個過程中，用戶的數據和隱私得到了有效保護。
總的來說，我們想構建開放的共享智能網絡，希望有更多的夥伴、機構參與進來，一起完成建設，打破數據孤島，助力AI技術更好的落地和應用。
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