人工智能與區塊鏈

閭海榮，清華大學自動化系副研究員、數字中國創新大賽數字醫療賽道組委會秘書長。1998年—2002年，在清華大學自動化系攻讀學士學位。2002年—2007年，在清華大學自動化系攻讀模式識別與智能系統博士學位。2007年—2013年，任IBM研究院研究員。2013年—2016年，先後任榮科科技副總裁，醫療健康事業部總經理、研發中心總經理。2016年—2017年，任北京愛醫聲科技有限公司董事長。2017年，任清華大學自動化系副研究員。研究領域有人工智能和大數據技術在醫療健康領域的應用，如醫療影像分析，人機交互，個人生命大數據等。

目錄

第1章　緒論 / 1

1.1　背景與動機 / 1

1.1.1　人工智能與區塊鏈的結合潛力 / 1

1.1.2　當前的挑戰與機遇 / 3

1.2　本書結構與主要內容 / 3

第2章 人工智能技術 / 5

2.1　知識表示 / 6

2.1.1　知識表示與人工智能 / 7

2.1.2　知識表示方法 / 8

2.1.3　知識表示學習  / 8

2.1.4　知識表示相關應用 / 9

2.2　機器學習 / 9

2.2.1　機器學習發展歷程  / 9

2.2.2　監督式機器學習 / 10

2.2.3　無監督式機器學習 / 11

2.2.4　機器學習相關應用 / 11

2.3　深度學習 / 12

2.3.1　深度學習發展歷程 / 12

2.3.2　深度神經網絡 / 13

2.3.3　深度學習相關應用 / 15

2.3.4　深度學習未來發展前景 / 17

2.4　強化學習 / 17

2.4.1　強化學習基礎知識 / 17

2.4.2　深度強化學習 / 18

2.4.3　人類反饋強化學習 / 18

2.4.4　強化學習相關應用 / 19

2.5　知識圖譜 / 20

2.5.1　知識圖譜基礎知識 / 20

2.5.2　知識圖譜的構建方法 / 21

2.5.3　知識圖譜相關應用 / 21

2.5.4　知識圖譜與人工智能的融合 / 22

2.5.5　知識圖譜的未來發展 / 22

2.6　人工智能倫理和安全 / 22

2.6.1　人工智能中的倫理風險 / 22

2.6.2　數據安全與數據隱私 / 23

2.6.3　人工智能帶來的知識產權問題 / 23

2.6.4　人工智能倫理問題相關法律法規 / 24

2.7　本章小結 / 24

2.8　拓展閱讀 / 25

2.9　本章習題 / 26

第3章 區塊鏈技術 / 27

3.1　區塊鏈基礎知識 / 27

3.1.1　區塊鏈的概念 / 27

3.1.2　區塊鏈的組成要素 / 27

3.1.3　區塊鏈的工作原理 / 29

3.1.4　公有鏈與私有鏈 / 30

3.2　區塊鏈的歷史和發展 / 31

3.2.1　區塊鏈的起源 / 31

3.2.2　區塊鏈的演進與區塊鏈2.0 / 31

3.2.3　區塊鏈的革新與區塊鏈3.0 / 32

3.3　區塊鏈的共識機制 / 33

3.3.1　共識的概念 / 33

3.3.2　工作量證明 / 34

3.3.3　權益證明 / 35

3.3.4　新興的共識機制 / 36

3.4　區塊鏈的智能合約 / 37

3.4.1　智能合約的概念 / 37

3.4.2　智能合約的原理和特點 / 37

3.4.3　智能合約編程 / 39

3.4.4　智能合約的部署、調用實例 / 40

3.5　區塊鏈的數字貨幣和加密貨幣 / 43

3.5.1　數字貨幣和加密貨幣的概念 / 43

3.5.2　主流加密貨幣 / 44

3.5.3　區塊鏈在金融貨幣領域的應用 / 46

3.5.4　加密貨幣的監管與風險 / 48

3.6　區塊鏈的隱私保護和匿名性 / 49

3.6.1　區塊鏈常見攻擊與安全威脅 / 49

3.6.2　身份認證與訪問控制 / 51

3.6.3　匿名性與隱私保護 / 53

3.7　本章小結 / 55

3.8　拓展閱讀 / 55

3.9　本章習題 / 56

第4章 人工智能與區塊鏈技術的結合 / 57

4.1　人工智能與區塊鏈融合的重要性 / 57

4.1.1　區塊鏈和智能合約的局限性 / 57

4.1.2　智能區塊鏈所帶來的機遇 / 58

4.1.3　區塊鏈技術與人工智能結合的必要性 / 61

4.2　區塊鏈在人工智能中的應用 / 62

4.2.1　利用區塊鏈實現分布式機器學習 / 62

4.2.2　區塊鏈分布式學習的數據安全和隱私保護 / 64

4.3　人工智能在區塊鏈中的應用 / 67

4.3.1　利用人工智能實現區塊鏈數據智能分析 / 67

4.3.2　利用人工智能實現區塊鏈安全性分析 / 69

4.3.3　利用人工智能實現智能合約優化 / 70

4.4　本章小結 / 74

4.5　拓展閱讀 / 74

4.5.1　區塊鏈與人工智能結合的未來發展方向 / 74

4.5.2　跨學科結合的新興技術挑戰 / 75

4.6　本章習題 / 75

第5章  區塊鏈賦能的人工智能技術 / 77

5.1　基於區塊鏈的深度學習和強化學習 / 77

5.1.1　區塊鏈增強深度學習 / 77

5.1.2　區塊鏈賦能強化學習 / 79

5.1.3　基於區塊鏈的深度強化學習 / 80

5.2　基於區塊鏈的去中心化人工智能技術 / 81

5.2.1　去中心化人工智能概述 / 82

5.2.2　去中心化智能決策  / 83

5.2.3　去中心化聯邦學習 / 86

5.3　基於區塊鏈的隱私保護人工智能技術 / 88

5.3.1　隱私保護人工智能概述 / 89

5.3.2　基於區塊鏈的隱私保護機器學習 / 90

5.3.3　基於區塊鏈的隱私保護智能合約 / 92

5.4　基於智能合約的人工智能技術 / 94

5.4.1　基於智能合約的模型訓練 / 95

5.4.2　基於智能合約的機器學習模型共享與交易 / 96

5.4.3　智能合約與人工智能決策的安全性與可信性 / 96

5.5　本章小結 / 98

5.6　拓展閱讀 / 98

5.7　本章習題 / 98

第6章  人工智能驅動的區塊鏈技術 / 100

6.1　人工智能驅動的分布式賬本挖掘技術 / 100

6.1.1　實時動態分析 / 101

6.1.2　賬本輿情感知（情感分析） / 102

6.1.3　審計溯源 / 104

6.1.4　代幣化和數字資產管理  / 105

6.1.5　網絡可擴展性與性能 / 106

6.2　人工智能驅動的去中心化自治組織（AI DAO） / 108

6.2.1　邊緣AI的DAO 治理和自動化決策 / 108

6.2.2　中心化AI驅動的智能合約交互 / 109

6.2.3　自適應AI鏈接的DAO共享智能 / 109

6.3　人工智能驅動的區塊鏈數據挖掘 / 111

6.3.1　鏈上數據挖掘 / 111

6.3.2　鏈上鏈下融合數據分析 / 112

6.3.3　跨鏈融合數據分析 / 115

6.4　人工智能驅動的智能合約技術 / 116

6.4.1　自然語言處理的合約生成 / 116

6.4.2　智能合約漏洞檢測修復 / 117

6.4.3　自學習方法優化智能合約 / 118

6.4.4　AI預言機驅動的智能合約 / 118

6.5　本章小結 / 120

6.6　拓展閱讀 / 121

6.7　本章習題 / 121

第7章 人工智能在區塊鏈反欺詐中的應用 / 122

7.1　區塊鏈中的“龐氏騙局”分析 / 122

7.1.1　問題概述：龐氏騙局 / 122

7.1.2　人工智能建模 / 125

7.1.3　案例分析 / 126

7.1.4　發展趨勢 / 128

7.2　區塊鏈中的“釣魚詐騙”分析 / 128

7.2.1　問題概述：釣魚詐騙 / 128

7.2.2　人工智能建模 / 130

7.2.3　案例分析 / 133

7.2.4　發展趨勢 / 140

7.3　區塊鏈中的“蜜罐詐騙”分析 / 140

7.3.1　問題概述：蜜罐詐騙 / 140

7.3.2　人工智能建模 / 142

7.3.3　案例分析 / 145

7.3.4　發展趨勢 / 147

7.4　區塊鏈中的“ICO騙局”分析 / 148

7.4.1　問題概述：ICO騙局 / 148

7.4.2　人工智能建模 / 149

7.4.3　案例分析 / 152

7.4.4　發展趨勢 / 155

7.5　本章小結 / 155

7.6　拓展閱讀 / 156

7.7　本章習題 / 157

第8章 Web 3.0與區塊鏈、人工智能融合與應用 / 158

8.1　Web 3.0技術 / 158

8.1.1　Web 3.0的概念 / 158

8.1.2　Web 3.0的核心技術 / 160

8.1.3　去中心化應用程序DApps / 161

8.2　Web 3.0與區塊鏈的融合應用 / 163

8.2.1　區塊鏈技術在Web 3.0中的應用 / 163

8.2.2　去中心化金融和加密經濟 / 164

8.2.3　去中心化自治組織和治理 / 166

8.2.4　非同質化代幣 / 168

8.3　Web 3.0與人工智能的融合應用 / 169

8.3.1　Web 3.0與人工智能融合的機遇 / 169

8.3.2　去中心化的人工智能計算協議 / 170

8.3.3　Web 3.0賦能生成式人工智能 / 171

8.3.4　Web 3.0與人工智能融合的挑戰 / 172

8.4　本章小結 / 173

8.5　拓展閱讀 / 173

8.6　本章習題 / 173

第9章 人工智能與區塊鏈在醫療健康中的協同應用 / 174

9.1　醫療健康數據管理的演變 / 174

9.1.1　醫療健康行業信息化管理 / 174

9.1.2　智能醫療的基石：醫療健康大數據 / 175

9.1.3　醫療健康大數據管理與分析的現狀及挑戰 / 177

9.1.4　利用人工智能與區塊鏈進行醫療健康大數據管理及分析 / 178

9.2　人工智能與區塊鏈驅動的數據分析與信息流動：以心血管醫學數據為例 / 179

9.2.1　人工智能與區塊鏈確保數據質量、一致性及隱私安全 / 179

9.2.2　人工智能技術在心血管醫學數據分析中的應用 / 181

9.2.3　區塊鏈技術在心血管醫學數據隱私安全方面的應用 / 183

9.2.4　人工智能與區塊鏈在心血管醫學中進行數據分析及信息流動的協同作用 / 183

9.3　醫療健康數據共享平臺 / 184

9.3.1　醫療健康數據共享的現狀與挑戰 / 184

9.3.2　醫療健康數據共享的數據隱私安全問題 / 185

9.3.3　智能醫療健康數據共享平臺的架構設計 / 186

9.3.4　智能醫療健康數據共享平臺的業務模式分析 / 187

9.3.5　智能醫療健康數據共享平臺的智能化設計 / 188

9.3.6　智能醫療健康數據共享平臺中的人工智能隱私安全計算 / 189

9.3.7　智能醫療健康數據共享平臺中的區塊鏈技術 / 189

9.3.8　智能醫療健康數據共享平臺中的激勵機制 / 190

9.4　人工智能與區塊鏈技術推進個性化醫療 / 190

9.4.1　利用人工智能、區塊鏈技術與可穿戴技術管理慢性疾病 / 190

9.4.2　人工智能與區塊鏈技術在疾病自我檢測中的協同應用 / 191

9.5　基於聯邦學習與區塊鏈技術的多中心醫療科研平臺 / 192

9.5.1　聯邦學習與分布式機器學習概述 / 193

9.5.2　聯邦學習與區塊鏈在醫療領域中的廣泛應用 / 194

9.5.3　多中心醫療科研平臺中基於聯邦學習與區塊鏈的隱私架構設計 / 199

9.5.4　多中心醫療科研平臺的分布式數據存取設計 / 200

9.5.5　多中心醫療科研平臺的分布式機器學習模型架構設計 / 201

9.5.6　多中心醫療科研平臺的基於區塊鏈的聯邦學習算法設計 / 202

9.6　本章小結 / 203

9.7　拓展閱讀 / 203

9.8　本章習題 / 203

第10章 物聯網中的人工智能與區塊鏈應用 / 204

10.1　物聯網技術與應用 / 204

10.1.1　物聯網基礎概念 / 204

10.1.2　物聯網核心技術 / 205

10.1.3　物聯網應用實例 / 207

10.1.4　物聯網行業發展趨勢 / 210

10.2　物聯網+人工智能 / 212

10.2.1　邊緣計算 / 212

10.2.2　智能控制技術 / 215

10.2.3　預測性維護 / 217

10.2.4　不同場景下的智慧物聯網應用 / 218

10.3　物聯網+區塊鏈 / 219

10.3.1　區塊鏈物聯網中的核心技術 / 220

10.3.2　物聯網安全性的區塊鏈解決方案 / 223

10.3.3　總結與展望 / 225

10.4　物聯網、人工智能、區塊鏈融合的城市大腦應用 / 226

10.4.1　城市大腦的總體架構 / 226

10.4.2　城市大腦的發展現狀 / 227

10.4.3　城市大腦典型應用場景 / 228

10.4.4　問題與挑戰 / 228

10.5　本章小結 / 229

10.6　拓展閱讀 / 229

10.7　本章習題 / 230

第11章 數據交易平臺中的人工智能與區塊鏈應用 / 231

11.1　數據交易平臺的演變與現狀 / 231

11.1.1　數據交易平臺的興起 / 231

11.1.2　數據交易平臺面臨的挑戰 / 234

11.2　數據交易平臺的核心概念和關鍵技術 / 236

11.2.1　數據分類與分級 / 236

11.2.2　數據資源共享與開放 / 237

11.2.3　數據資產定價策略和方法 / 240

11.2.4　數據交易平臺的設計思路 / 241

11.3　數據交易平臺中的人工智能與區塊鏈的協同應用 / 242

11.3.1　人工智能與區塊鏈的技術協同機制 / 242

11.3.2　基於人工智能與區塊鏈的數據交易平臺應用場景 / 246

11.3.3　基於人工智能與區塊鏈的未來數據交易模式 / 249

11.2.4　基於人工智能與區塊鏈的數據定價與交易策略 / 251

11.4　數據交易平臺的安全與隱私保障 / 253

11.4.1　基於隱私保護的人工智能與區塊鏈數據架構 / 253

11.4.2　智能合約與自動化安全機制 / 254

11.4.3　構建去中心化的數據交易生態系統 / 256

11.4.4　人工智能驅動的數據合約與價值共享模式 / 258

11.5　數據交易平臺架構設計實戰 / 259

11.5.1　設計思路 / 259

11.5.2　模式變革 / 261

11.5.3　功能架構 / 262

11.5.4　業務架構 / 264

11.5.5　技術架構 / 264

11.5.6　數據架構 / 264

11.5.7　安全架構 / 266

11.5.8　人工智能與區塊鏈落地實踐 / 267

11.6　案例研究與未來展望 / 271

11.6.1　貴陽大數據交易所 / 271

11.6.2　未來展望 / 273

11.7　本章小結 / 274

11.8　拓展閱讀 / 274

11.9　本章習題 / 275

第12章 大模型與區塊鏈 / 276

12.1　人工智能大模型基礎知識 / 276

12.1.1　大模型的發展歷程 / 276

12.1.2　大語言模型基本原理 / 277

12.1.3　多模態大模型 / 278

12.1.4　大模型的訓練與數據集 / 278

12.1.5　大模型的相關應用 / 279

12.2　大模型驅動的區塊鏈技術 / 280

12.2.1　大模型驅動的區塊鏈技術架構 / 280

12.2.2　大模型驅動的區塊鏈智能合約自動生成技術 / 280

12.2.3　大模型驅動的區塊鏈智能合約案例分析 / 281

12.2.4　基於大模型的區塊鏈交易異常檢測技術 / 282

12.2.5　基於大模型的區塊鏈交易異常檢測案例分析 / 282

12.2.6　基於大模型的區塊鏈倫理風險識別技術 / 283

12.3　區塊鏈賦能的大模型技術 / 284

12.3.1　大模型訓練與部署 / 284

12.3.2　基於區塊鏈的雲計算在大模型中的應用 / 284

12.3.3　動態大模型 / 285

12.3.4　區塊鏈上動態大模型的訓練與使用 / 285

12.4　大模型與區塊鏈融合的優勢與挑戰 / 286

12.4.1　大模型與區塊鏈和數據隱私安全 / 286

12.4.2　區塊鏈上去中心化的大模型相關優勢與挑戰 / 286

12.4.3　大模型與區塊鏈的過程透明化 / 287

12.4.4　大模型與區塊鏈未來發展方向 / 287

12.5　本章小結 / 287

12.6　拓展閱讀 / 288

12.7　本章習題 / 289

第13章 人工智能與區塊鏈的開放研究領域 / 290

13.1　基於區塊鏈的聯邦學習 / 290

13.1.1　基於區塊鏈的分布式聯邦學習 / 291

13.1.2　基於區塊鏈的聯邦學習隱私安全機制 / 294

13.1.3　基於區塊鏈的聯邦學習在不同領域中的應用 / 296

13.2　基於區塊鏈的群體智能 / 297

13.2.1　基於區塊鏈的群智網絡 / 297

13.2.2　基於區塊鏈的群智感知 / 299

13.2.3　基於區塊鏈的群智合約 / 301

13.3　抗惡意機器學習的區塊鏈技術 / 303

13.3.1　抗機器學習惡意節點的區塊鏈系統 / 304

13.3.2　基於區塊鏈的抗機器學習在工業控制中的應用 / 305

13.4　基於人工智能的區塊鏈信息化、模型化、自動化 / 306

13.4.1　基於人工智能的信息化區塊鏈 / 306

13.4.2　基於人工智能的模型化區塊鏈 / 308

13.4.3　基於人工智能的自動化區塊鏈 / 309

13.5　基於人工智能與區塊鏈的智能管理 / 310

13.5.1　基於人工智能與區塊鏈的智能制造 / 310

13.5.2　基於人工智能與區塊鏈的資產管理 / 312

13.5.3　基於人工智能與區塊鏈的企業管理 / 313

13.6　拓展閱讀 / 315

13.7　本章習題 / 316

第14章 總結與展望 / 317

14.1　全書總結 / 317

14.2　人工智能與區塊鏈未來的發展趨勢 / 317

14.2.1　去中心化與分布式智能的普及 / 317

14.2.2　人工智能驅動的自治經濟體 / 318

14.2.3　全自動化智能合約與無信任環境的應用 / 318

14.2.4　大規模人工智能模型的去中心化訓練與部署 / 318

14.2.5　人工智能驅動的去中心化金融與動態金融系統 / 318

14.2.6　區塊鏈上的個人數據主權與價值分配 / 319

14.2.7　跨鏈互操作性與全球數據流動 / 319

14.2.8　人工智能與區塊鏈的社會影響及倫理挑戰 / 319

參考文獻 / 320