區(qū)塊鏈與數(shù)據(jù)共享 習(xí)題及答案匯總 閭海榮 第1-10章 引論-展望

第一章引論1.您是否對共享經(jīng)濟(jì)的成功案例做過了解？如有，請闡釋該案例是依靠何種手段取得盈利和成功的?答案：滴滴出行-滴滴利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將空閑私家車資源與需要用車服務(wù)的乘客進(jìn)行匹配,實(shí)現(xiàn)供需雙方的共贏。滴滴通過抽取平臺傭金的方式獲利。共享充電寶-通過共享模式提供隨時(shí)隨地充電服務(wù),使用者付費(fèi)租用,運(yùn)營商通過充電費(fèi)獲利。共享健身房-將閑置場地轉(zhuǎn)變?yōu)榻∩矸?實(shí)現(xiàn)場地資源的充分利用,通過會員制和課程收費(fèi)獲利。2.除了數(shù)據(jù)共享，您認(rèn)為在什么領(lǐng)域的共享將有可能取得重大的成功?答案：知識和技能共享-個(gè)人可以通過在線平臺共享自己的知識和技能,獲得收入。這些平臺可以將供需連接,實(shí)現(xiàn)知識的高效利用。共享辦公空間-可以將閑置的辦公場地進(jìn)行靈活調(diào)配,打造成創(chuàng)業(yè)者和自由職業(yè)者的共享辦公空間,降低他們的初始成本。醫(yī)療資源共享-通過互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享,可以提高醫(yī)療資源如醫(yī)生、醫(yī)療設(shè)備的利用效率,降低醫(yī)療成本。共享充電基礎(chǔ)設(shè)施-在公共場所建立電動(dòng)車充電和電池更換的基礎(chǔ)設(shè)施,為電動(dòng)交通工具提供充電和電池更換服務(wù)。第二章數(shù)據(jù)共享的現(xiàn)狀1.區(qū)塊鏈技術(shù)對于數(shù)據(jù)安全保障和共享最主要的意義是什么?答案：去中心化。區(qū)塊鏈系統(tǒng)不存在中心節(jié)點(diǎn),數(shù)據(jù)記錄和傳輸全靠網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù),prevents單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。不可篡改。區(qū)塊鏈采用密碼學(xué)機(jī)制,使得數(shù)據(jù)一旦寫入就無法篡改,保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠?？勺匪?。區(qū)塊鏈上的所有數(shù)據(jù)活動(dòng)都將留下不可逆的記錄,可永久追溯數(shù)據(jù)來源和流轉(zhuǎn)線路。訪問控制。區(qū)塊鏈可通過算法保證參與方的身份識別和授權(quán)驗(yàn)證,從而實(shí)現(xiàn)訪問控制。加密傳輸。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)采用加密算法,使數(shù)據(jù)只有授權(quán)方才能解密訪問,保證傳輸安全。智能合約。區(qū)塊鏈上的智能合約可以根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則自動(dòng)執(zhí)行和處理數(shù)據(jù),簡化流程,降低操作成本。賦能數(shù)據(jù)共享。區(qū)塊鏈可保護(hù)共享數(shù)據(jù)的安全性和可靠性,促進(jìn)不同機(jī)構(gòu)之間的責(zé)任共擔(dān)和信任合作。2.在工作和學(xué)習(xí)中，你是否有遇到需要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的場景，是如何解決的?答案：略。第三章區(qū)塊鏈與數(shù)據(jù)共享技術(shù)1.除了6層架構(gòu)，區(qū)塊鏈還有哪些架構(gòu)模型?答案：區(qū)塊鏈的常見架構(gòu)模型還有:（1）分層架構(gòu)(LayeredArchitecture)將區(qū)塊鏈系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵(lì)層、合約層、應(yīng)用層等不同層級。每一層負(fù)責(zé)不同的功能。（2）模塊化架構(gòu)(ModularArchitecture)將區(qū)塊鏈的不同功能和組件模塊化,如記賬模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、節(jié)點(diǎn)通信模塊等。利于系統(tǒng)擴(kuò)展和定制。（3）聯(lián)盟鏈架構(gòu)(ConsortiumBlockchainArchitecture)適用于私有鏈,由多個(gè)組織節(jié)點(diǎn)共同參與一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)。通過訪問控制保證交易的私密性。（4）側(cè)鏈架構(gòu)(SidechainArchitecture)主鏈與側(cè)鏈分離,側(cè)鏈負(fù)責(zé)處理主鏈上的交易數(shù)據(jù),保證主鏈的性能。側(cè)鏈與主鏈數(shù)據(jù)可互相驗(yàn)證。（5）跨鏈架構(gòu)(Cross-ChainArchitecture)不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間通過通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)互操作和資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。（6）分片架構(gòu)(ShardingArchitecture)將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)拆分為多個(gè)片(Shard),以提高交易處理效率和擴(kuò)展性。2.區(qū)塊鏈與比特幣有什么關(guān)系?答案：（1）比特幣是第一個(gè)應(yīng)用了區(qū)塊鏈技術(shù)的加密數(shù)字貨幣。（2）比特幣的交易記錄保存在區(qū)塊鏈上,區(qū)塊鏈提供了比特幣去中心化、不可篡改的交易賬本。（3）比特幣網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)行比特幣協(xié)議的節(jié)點(diǎn)組成,這些節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)一個(gè)公共的分布式區(qū)塊鏈賬本。（4）比特幣的產(chǎn)生和交易需要區(qū)塊鏈的共識機(jī)制,通過諸如工作證明等算法完成。（5）比特幣網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行保證了比特幣系統(tǒng)的去中心化、安全性、不可篡改性。（6）區(qū)塊鏈技術(shù)為比特幣提供了基礎(chǔ)架構(gòu)和技術(shù)支撐,使比特幣成為第一個(gè)成功的加密數(shù)字貨幣。（7）比特幣的成功推動(dòng)了區(qū)塊鏈技術(shù)的廣泛研究和應(yīng)用,是區(qū)塊鏈得以大規(guī)模應(yīng)用的重要原因。（8）但是區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍不限于數(shù)字貨幣,也可用于智能合約、供應(yīng)鏈管理等其他領(lǐng)域。3.什么是共識算法?目前有哪些共識算法?答案：共識算法是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)就區(qū)塊內(nèi)容達(dá)成一致的算法。它的主要作用是在去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,在沒有信任的節(jié)點(diǎn)之間就數(shù)據(jù)達(dá)成一致,從而維護(hù)區(qū)塊鏈的安全。常見的共識算法有:工作證明(ProofofWork,PoW)；持有量證明(ProofofStake,PoS)；代理持有量證明(DelegatedProofofStake,DPoS)；實(shí)用拜占庭容錯(cuò)(PracticalByzantineFaultTolerance,PBFT)等等。4.拜占庭問題是什么?答案：拜占庭問題(ByzantineProblem)是在分布式系統(tǒng)中,當(dāng)系統(tǒng)存在不可靠節(jié)點(diǎn)時(shí),如何就數(shù)據(jù)達(dá)成一致的問題。具體來說：1.在分布式系統(tǒng)中，存在一些故障節(jié)點(diǎn)或作惡節(jié)點(diǎn),它們可能發(fā)送錯(cuò)誤或相互沖突的信息到網(wǎng)絡(luò)中。2.這會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的正常節(jié)點(diǎn)無法就系統(tǒng)狀態(tài)達(dá)成共識,陷入混亂。3.系統(tǒng)需要有容錯(cuò)機(jī)制,在存在上述故障節(jié)點(diǎn)時(shí),可以容忍這些故障,并讓正常節(jié)點(diǎn)就系統(tǒng)狀態(tài)達(dá)成一致。4.這就是拜占庭問題要解決的問題。該問題最早由萊斯利·蘭伯特在1982年的論文中提出。5.區(qū)塊鏈系統(tǒng)中也存在拜占庭問題,需要使用容錯(cuò)算法如拜占庭容錯(cuò)來解決這一問題。6.拜占庭容錯(cuò)可以在系統(tǒng)中1/3的節(jié)點(diǎn)失效或作惡的情況下仍能保證系統(tǒng)的一致性和正確性。5.區(qū)塊鏈的核心技術(shù)有哪些?答案：區(qū)塊鏈的核心技術(shù)主要包括:1.分布式賬本技術(shù)區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际焦?jié)點(diǎn)共享的賬本,可以記錄交易信息,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)傳輸,去中心化。2.加密算法區(qū)塊鏈?zhǔn)褂妹艽a學(xué)保證網(wǎng)絡(luò)安全,主要應(yīng)用了哈希算法、數(shù)字簽名、非對稱加密等算法技術(shù)。3.共識機(jī)制實(shí)現(xiàn)分布式節(jié)點(diǎn)就賬本達(dá)成共識,例如POW、POS、DPOS等。4.智能合約自動(dòng)執(zhí)行合約條款的計(jì)算機(jī)協(xié)議程序,無須第三方機(jī)構(gòu)參與。5.P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)區(qū)塊鏈基于P2P技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò),節(jié)點(diǎn)可直接交換數(shù)據(jù)和交易信息。6.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括賬本數(shù)據(jù)、區(qū)塊、Merkle樹等。7.持久化技術(shù)將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫和文件中,節(jié)點(diǎn)重啟后可重新同步區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。8.模塊化設(shè)計(jì)組件化的架構(gòu)和協(xié)議設(shè)計(jì),提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)的靈活性。6.在區(qū)塊鏈的實(shí)操中，智能合約的部署為什么建議使用虛擬機(jī)?如果不使用虛擬機(jī)部署,智能合約會出現(xiàn)什么情況?答案：在區(qū)塊鏈的實(shí)操中建議使用虛擬機(jī)部署智能合約,主要出于以下考慮:1.隔離執(zhí)行環(huán)境虛擬機(jī)可以為智能合約代碼提供一個(gè)隔離的沙箱執(zhí)行環(huán)境,防止代碼影響主機(jī)系統(tǒng)。2.重復(fù)部署虛擬機(jī)可以隨時(shí)重置到干凈狀態(tài),方便對同一智能合約進(jìn)行多次測試部署。3.移植性虛擬機(jī)增強(qiáng)了智能合約的移植性,可以在不同主機(jī)上進(jìn)行部署。4.安全性虛擬機(jī)為智能合約運(yùn)行提供硬件級別的隔離,可以防止代碼泄露主機(jī)敏感數(shù)據(jù)。5.減小風(fēng)險(xiǎn)虛擬機(jī)可以在部署試運(yùn)行后直接刪除,降低代碼錯(cuò)誤對系統(tǒng)的損害。如果不使用虛擬機(jī),直接在主機(jī)OS上運(yùn)行智能合約,可能會面臨:1.依賴和兼容問題2.意外損壞系統(tǒng)文件3.惡意代碼安全風(fēng)險(xiǎn)4.部署環(huán)境準(zhǔn)備復(fù)雜5.測試和移植困難等問題。7.除了在幣圈有很成熟的應(yīng)用，區(qū)塊鏈還有哪些場景的應(yīng)用?答案：區(qū)塊鏈技術(shù)除了在數(shù)字貨幣領(lǐng)域的應(yīng)用之外,還有以下主要的應(yīng)用場景:1.供應(yīng)鏈管理通過區(qū)塊鏈記錄產(chǎn)品的來源和流轉(zhuǎn)信息,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的透明和可追溯。2.物聯(lián)網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中利用區(qū)塊鏈進(jìn)行設(shè)備身份管理、數(shù)據(jù)共享和交易。3.能源管理通過區(qū)塊鏈平臺實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、存儲、交易等新模式。4.醫(yī)療保健在醫(yī)療系統(tǒng)中利用區(qū)塊鏈保護(hù)患者隱私,并管理醫(yī)療記錄。5.智能城市智能城市中的數(shù)據(jù)和交易可以使用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行管理。6.數(shù)字身份認(rèn)證區(qū)塊鏈可以用來建立去中心化的數(shù)字身份認(rèn)證系統(tǒng)。7.數(shù)據(jù)共享在不同組織之間利用區(qū)塊鏈進(jìn)行隱私保護(hù)的可信數(shù)據(jù)共享。8.防偽溯源通過區(qū)塊鏈追蹤產(chǎn)品來源,實(shí)現(xiàn)防偽和溯源。8.什么是默克爾樹（哈希樹)?有什么作用？答案：默克爾樹(MerkleTree)也稱哈希樹,是一種二叉樹結(jié)構(gòu),用于高效地驗(yàn)證大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容。其主要作用有:1.提高區(qū)塊鏈中交易的驗(yàn)證效率?？梢灾幌螺d部分Merkle樹來快速驗(yàn)證交易,而不必下載整個(gè)區(qū)塊。2.減小存儲空間。Merkle樹用哈希摘要存儲數(shù)據(jù),大幅減少存儲需求。3.確保數(shù)據(jù)完整性。如果數(shù)據(jù)被非法修改,對應(yīng)Merkle樹分支也會改變,可以檢測出來。4.允許節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分層數(shù)據(jù)同步。節(jié)點(diǎn)只需要下載葉節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的Merkle分支,就能驗(yàn)證數(shù)據(jù)。5.提供碎片數(shù)據(jù)檢索方式。可以通過查詢Merkle樹只獲取所需特定數(shù)據(jù)片段。6.支持簡單可擴(kuò)展的并行處理和并發(fā)控制。7.用于簡化證明系統(tǒng)中的證明驗(yàn)證過程。第四章隱私保護(hù)與數(shù)據(jù)共享技術(shù)1.你了解哪些隱私泄露的經(jīng)典案例?在工作學(xué)習(xí)生活中，是否遇到隱私泄露的場景?答案：這里是幾個(gè)經(jīng)典的隱私泄露案例:（1）Facebook泄露用戶數(shù)據(jù)給CambridgeAnalytica。2018年爆出Facebook向第三方機(jī)構(gòu)CambridgeAnalytica泄露了數(shù)千萬用戶的個(gè)人信息,被用于政治營銷。這是互聯(lián)網(wǎng)歷史上最大的隱私泄露事件之一。（2）雅虎數(shù)據(jù)泄露事件。2013年和2014年,雅虎遭遇兩次大規(guī)模的數(shù)據(jù)泄露,影響約30億用戶。泄露的信息包括用戶名、郵箱、密碼等。這損害了雅虎的聲譽(yù)和用戶的隱私。（3）EquifaxDATA泄露。這家信用報(bào)告機(jī)構(gòu)在2017年發(fā)生數(shù)據(jù)泄露,導(dǎo)致1.47億用戶的個(gè)人信息泄露,包括社保號、出生日期等敏感信息。這成為有史以來對美國消費(fèi)者最嚴(yán)重的泄密事件之一。（4）抖音隱私泄露。2022年有報(bào)道指抖音應(yīng)用會收集大量用戶隱私數(shù)據(jù)并傳輸?shù)街袊?wù)器,引發(fā)各國對安全和隱私的擔(dān)憂。2.大數(shù)據(jù)生命周期的各階段分別有哪些隱私保護(hù)技術(shù)?它們主要的目的和風(fēng)險(xiǎn)是什么?答案：大數(shù)據(jù)生命周期主要可以分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用幾個(gè)階段。每個(gè)階段主要的目的和風(fēng)險(xiǎn)如下:數(shù)據(jù)采集階段:去標(biāo)識化技術(shù),如打亂數(shù)據(jù)順序,刪除用戶名等直接標(biāo)識信息,以防止將數(shù)據(jù)與特定個(gè)人相關(guān)聯(lián)。風(fēng)險(xiǎn)是去標(biāo)識化處理不當(dāng)可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)可逆。數(shù)據(jù)存儲階段:加密技術(shù),使用訪問控制,避免未授權(quán)訪問數(shù)據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)是數(shù)據(jù)被黑客攻擊解密。數(shù)據(jù)分析階段:差分隱私技術(shù),在統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果中加入隨機(jī)噪音,防止推斷出單個(gè)數(shù)據(jù)樣本。風(fēng)險(xiǎn)是加入過多噪音會降低分析效果。數(shù)據(jù)應(yīng)用階段:數(shù)據(jù)minimization原則,僅收集必要的數(shù)據(jù),刪除不需要的用戶數(shù)據(jù)等。風(fēng)險(xiǎn)是過度刪除數(shù)據(jù)導(dǎo)致模型訓(xùn)練不足。3.比特幣和區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的隱私風(fēng)險(xiǎn)有哪些?目前有哪些可用的解決方案?答案：比特幣和區(qū)塊鏈系統(tǒng)主要面臨以下隱私風(fēng)險(xiǎn):1.可追蹤性。比特幣的交易賬本是公開透明的,交易雙方的錢包地址可被追蹤,可能會泄露用戶身份信息。2.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。通過區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)與其他信息源的關(guān)聯(lián)分析,有可能識別出用戶身份。3.快照風(fēng)險(xiǎn)。從比特幣快照(Snapshot)中可以分析出隱私信息。4.流量分析風(fēng)險(xiǎn)。通過監(jiān)控節(jié)點(diǎn)流量可以推斷出一些隱私信息。目前主要的解決方案包括:1.比特幣混合器(BitcoinMixer)。將比特幣與其他用戶的幣混合,以隱藏交易源。2.匿名加密貨幣。如門羅幣提供匿名支付功能。3.準(zhǔn)零知識證明。可以隱藏區(qū)塊鏈交易的源和目的。4.引入諸如CoinJoin,CoinSwap等協(xié)議,增加交易的匿名性。5.使用隱私中心化錢包,不記錄用戶交易。4.零知識證明有哪些性質(zhì)?請闡述其主要流程。答案：零知識證明的主要性質(zhì)有:1.完全零知識-證明者不泄露任何知識給驗(yàn)證者。2.可交互-證明者和驗(yàn)證者之間存在交互。3.可證偽-驗(yàn)證者可以檢驗(yàn)證明的正確性。4.可組合-多個(gè)零知識證明可以組合成更復(fù)雜的證明。零知識證明的主要流程:1.建立:證明者選擇一個(gè)秘密,構(gòu)建一個(gè)predicate謂詞,predicate關(guān)于秘密的命題成立。2.提交:證明者構(gòu)造一個(gè)proof,不泄露predicate中的秘密,提交給驗(yàn)證者。3.質(zhì)詢:驗(yàn)證者給proof提出質(zhì)詢,要求證明者回應(yīng)。4.回應(yīng):證明者在不泄露秘密的前提下,回答驗(yàn)證者的質(zhì)詢。5.驗(yàn)證:驗(yàn)證者根據(jù)proof和回應(yīng),確認(rèn)predicate成立,則證明通過。5.同態(tài)加密有哪些主要類型?它們的特點(diǎn)分別是什么?答案：同態(tài)加密主要可以分為以下幾類:1.部分同態(tài)加密(PHE):只支持加法或乘法運(yùn)算的同態(tài)加密。例如Paillier加密。2.quelque同態(tài)加密:同時(shí)支持加法和乘法運(yùn)算。例如RSA算法。3.全同態(tài)加密(FHE):可以支持任意運(yùn)算的同態(tài)加密。例如Gentry提出的第一種FHE方案。不同類型同態(tài)加密的特點(diǎn)是:PHE:效率高,僅支持單一運(yùn)算。quelque:支持部分運(yùn)算,效率一般。FHE:功能完整但效率低,計(jì)算量大。6.安全多方計(jì)算的特點(diǎn)是什么?有哪些可能的應(yīng)用場景?答案：安全多方計(jì)算(SecureMulti-partyComputation,SMC)的特點(diǎn)是:1.在不借助可信第三方的前提下,讓多方共同計(jì)算,而保護(hù)單個(gè)參與方的隱私。2.通過加密、分布式點(diǎn)對點(diǎn)計(jì)算實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)保密。3.通過零知識證明等手段證明計(jì)算的正確性。4.即使部分參與方不誠實(shí)也可以保證計(jì)算結(jié)果正確。安全多方計(jì)算的潛在應(yīng)用場景有:1.多方數(shù)據(jù)分析。不同組織能在保護(hù)隱私的前提下共享和分析數(shù)據(jù)。2.電子投票。在不泄露選票的前提下完成投票。3.密碼學(xué)貨幣交易。在不透露交易細(xì)節(jié)的情況下完成交易。4.機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的隱私保護(hù)。5.金融區(qū)塊鏈中的交易保護(hù)。7.聯(lián)邦學(xué)習(xí)的主要應(yīng)用場景有哪些?目前還存在哪些主要挑戰(zhàn)需要解決，其研究重點(diǎn)是什么?答案：聯(lián)邦學(xué)習(xí)的主要應(yīng)用場景有:1.醫(yī)療健康數(shù)據(jù)分析。不同醫(yī)院可以在保護(hù)患者隱私前提下,共享數(shù)據(jù)進(jìn)行疾病研究。2.金融風(fēng)險(xiǎn)控制。銀行可以一起訓(xùn)練Fraud檢測模型,不泄露用戶信息。3.自動(dòng)駕駛技術(shù)。不同車企可以聯(lián)合訓(xùn)練自動(dòng)駕駛系統(tǒng),同時(shí)保護(hù)客戶數(shù)據(jù)。4.關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)合防御。如電網(wǎng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用。目前聯(lián)邦學(xué)習(xí)還存在一些挑戰(zhàn):1.可擴(kuò)展性問題。要實(shí)現(xiàn)規(guī)?？蓴U(kuò)展的高效聯(lián)邦學(xué)習(xí)系統(tǒng)。2.數(shù)據(jù)隱私與模型性能的平衡。防止隱私泄露的同時(shí)保持模型準(zhǔn)確率。3.聯(lián)邦系統(tǒng)的安全性。防止對手方的惡意攻擊或數(shù)據(jù)竊取。4.系統(tǒng)間高效協(xié)作。不同系統(tǒng)之間如何實(shí)時(shí)有效地協(xié)作。因此當(dāng)前研究重點(diǎn)是:提升效率、增強(qiáng)隱私保護(hù)、確保安全性、優(yōu)化系統(tǒng)協(xié)調(diào)等方面。聯(lián)邦學(xué)習(xí)仍需要持續(xù)研發(fā)以應(yīng)對實(shí)際需求。8.你還了解哪些其他隱私保護(hù)技術(shù)?答案：1.差分隱私(DifferentialPrivacy):在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果中添加Noise噪音,防止通過聚合分析獲取單個(gè)數(shù)據(jù)記錄信息。2.信任執(zhí)行環(huán)境(TEE):將敏感代碼和數(shù)據(jù)放在cpu內(nèi)置的安全的受保護(hù)執(zhí)行環(huán)境中運(yùn)行。IntelSGX就是一種TEE技術(shù)。3.加密數(shù)據(jù)計(jì)算:直接對加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算,避免解密可能導(dǎo)致的隱私泄露。例如同態(tài)加密、準(zhǔn)同態(tài)加密等。4.準(zhǔn)零知識證明:證明某個(gè)斷言成立而不泄露具體信息。5.隱私保護(hù)機(jī)器學(xué)習(xí):在模型訓(xùn)練和預(yù)測階段增加噪音或擾動(dòng),防止從模型中推斷隱私信息。6.私有區(qū)塊鏈:通過訪問控制保護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的交易隱私。7.去中心化數(shù)據(jù)管理:使用點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和分布式賬本技術(shù),避免centralserver的數(shù)據(jù)控制風(fēng)險(xiǎn)。第五章數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)解析與實(shí)現(xiàn)1.數(shù)據(jù)共享平臺最重要的幾個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)是什么?答案：數(shù)據(jù)共享平臺的幾個(gè)最重要的設(shè)計(jì)指標(biāo):1.安全性:應(yīng)具備訪問控制、加密、審計(jì)等機(jī)制,保證數(shù)據(jù)和服務(wù)的安全。2.隱私保護(hù):在開放數(shù)據(jù)時(shí)需要對個(gè)人敏感信息進(jìn)行脫敏和匿名化處理。3.數(shù)據(jù)質(zhì)量:提供清洗、標(biāo)注、標(biāo)準(zhǔn)化等服務(wù),確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。4.可用性:平臺需要保證服務(wù)的高可用性,避免單點(diǎn)故障。5.操作性:支持標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式和接口,方便不同系統(tǒng)間的互操作。6.可擴(kuò)展性:系統(tǒng)架構(gòu)需要具備橫向和縱向擴(kuò)展能力,應(yīng)對大數(shù)據(jù)量。7.用戶友好:提供簡單易用的服務(wù)門戶,降低用戶使用難度。8.持續(xù)維護(hù):需要持續(xù)維護(hù)和更新服務(wù),修復(fù)bug,關(guān)閉安全漏洞。9.監(jiān)控:建立健全的監(jiān)控體系,準(zhǔn)實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。10.治理:制定明確的數(shù)據(jù)使用許可和服務(wù)協(xié)議,并提供技術(shù)手段進(jìn)行監(jiān)管。2.在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，各中心端或終端往往是異構(gòu)的，會對系統(tǒng)的部署運(yùn)行和性能帶來重大影響。如何改善或解決?答案：對于實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的系統(tǒng)異構(gòu)性問題,可以考慮以下幾點(diǎn)來改善:1.使用跨平臺兼容的開發(fā)框架,實(shí)現(xiàn)“一次編寫,隨處運(yùn)行”,減少不同系統(tǒng)間的移植成本。2.應(yīng)用微服務(wù)架構(gòu)與容器化部署,將系統(tǒng)拆分為松耦合的服務(wù),便于在不同平臺分發(fā)和擴(kuò)展。3.使用platformasaservice,如Kubernetes,來統(tǒng)一管理不同的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境。4.利用虛擬化技術(shù)抹平硬件差異,以Hypervisor提供統(tǒng)一的虛擬環(huán)境。5.設(shè)計(jì)兼容不同設(shè)備的響應(yīng)式界面,根據(jù)屏幕大小適配頁面。6.構(gòu)建服務(wù)網(wǎng)關(guān)層,對外提供統(tǒng)一的接口,內(nèi)部實(shí)現(xiàn)路由和適配。7.監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo),發(fā)現(xiàn)和定位異構(gòu)系統(tǒng)之間的性能瓶頸。8.定期審視系統(tǒng)架構(gòu),參考最佳實(shí)踐持續(xù)重構(gòu)和優(yōu)化。9.制定硬件標(biāo)準(zhǔn)減少配置差異,逐步淘汰過時(shí)系統(tǒng)。第六章數(shù)據(jù)交易平臺1.數(shù)據(jù)交易平臺里，哪些環(huán)節(jié)可以應(yīng)用區(qū)塊鏈和隱私計(jì)算相關(guān)的技術(shù)，如何使用?答案：數(shù)據(jù)交易平臺中的以下幾個(gè)環(huán)節(jié)可以應(yīng)用區(qū)塊鏈和隱私計(jì)算技術(shù):1.數(shù)據(jù)來源校驗(yàn):使用區(qū)塊鏈記錄數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和流轉(zhuǎn)歷史,確?？尚趴伤莸臄?shù)據(jù)來源。2.權(quán)屬管理:基于區(qū)塊鏈的智能合約實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)所有權(quán)管理和交易結(jié)算。3.數(shù)據(jù)標(biāo)注:使用安全多方計(jì)算在不同機(jī)構(gòu)之間分布式完成數(shù)據(jù)標(biāo)注工作,保護(hù)數(shù)據(jù)隱私。4.模型訓(xùn)練:采用聯(lián)邦學(xué)習(xí)等技術(shù),在不共享原始數(shù)據(jù)的條件下合作訓(xùn)練AI模型。5.交易結(jié)算:依托區(qū)塊鏈的不可篡改性完成結(jié)算,同時(shí)用零知識證明保護(hù)交易詳情。6.數(shù)據(jù)監(jiān)管:數(shù)據(jù)管理和使用的全流程寫入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)中,以保證可審計(jì)和可監(jiān)管。2.從交易平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的角度，有哪些政策手段和技術(shù)手段可以促進(jìn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易?答案：政策手段:1.出臺數(shù)據(jù)交易的監(jiān)管政策,明確數(shù)據(jù)交易流程、參與方義務(wù)等。2.制定數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、定價(jià)評估、交易糾紛仲裁等相關(guān)政策。3.給予數(shù)據(jù)交易平臺一定的稅收減免和政策支持。4.鼓勵(lì)開放共享非敏感性數(shù)據(jù),提高社會數(shù)據(jù)利用效率。技術(shù)手段:1.構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)目錄,方便發(fā)現(xiàn)和檢索數(shù)據(jù)資產(chǎn)。2.開發(fā)智能合約和支付結(jié)算模塊,簡化交易流程。3.使用加密和訪問控制保護(hù)數(shù)據(jù)安全。4.支持?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)注、清洗、轉(zhuǎn)換等值加服務(wù)。5.提供評估模型定價(jià)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。6.運(yùn)用人工智能優(yōu)化數(shù)據(jù)匹配,提高交易效率。7.組織數(shù)據(jù)交易挑戰(zhàn)賽,吸引用戶參與。3.除了本章中提到的定價(jià)方式，你認(rèn)為，還可以用什么方式對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行定價(jià)?請?jiān)O(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)資產(chǎn)定價(jià)方式，并舉例說明。答案：基于數(shù)據(jù)影響力的定價(jià):這種方法是根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響力和社會影響力來定價(jià)。基本思路是:1.評估并量化數(shù)據(jù)的經(jīng)濟(jì)影響力,比如對企業(yè)收入的貢獻(xiàn)、對產(chǎn)品研發(fā)的幫助等。2.評估并量化數(shù)據(jù)的社會影響力,比如對醫(yī)療健康、公共管理等的提升作用。3.將經(jīng)濟(jì)影響力和社會影響力轉(zhuǎn)換為金錢價(jià)值。4.綜合考慮數(shù)據(jù)的影響力價(jià)值和其他因素,確定最終的價(jià)格。舉例:某醫(yī)院的患者電子健康記錄數(shù)據(jù),可以提高新藥研發(fā)成功率,帶來經(jīng)濟(jì)影響力價(jià)值估算為100萬元;該數(shù)據(jù)對突發(fā)疫情分析的社會價(jià)值估算為80萬元,則數(shù)據(jù)的影響力定價(jià)總價(jià)值約為180萬元。該定價(jià)方法兼顧了數(shù)據(jù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會價(jià)值。這種定價(jià)方式能更全面反映數(shù)據(jù)的價(jià)值,為數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易提供新的思路。但評估影響力仍有主觀性,需要建立標(biāo)準(zhǔn)的評估模型。4.交易平臺的數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)里，原始數(shù)據(jù)存與不存，分別有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?答案：存放原始數(shù)據(jù)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1.提高數(shù)據(jù)可用性,買方可以直接獲得原始數(shù)據(jù)使用。2.減少重復(fù)存儲,簡化架構(gòu)。3.便于數(shù)據(jù)追蹤審計(jì)。缺點(diǎn):1.存在單點(diǎn)數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。2.存儲成本高。3.法律合規(guī)性風(fēng)險(xiǎn)。不存放原始數(shù)據(jù)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1.降低平臺數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。2.節(jié)省存儲成本。3.符合最小數(shù)據(jù)獲取原則。缺點(diǎn):1.買方需單獨(dú)獲取原始數(shù)據(jù),增加操作成本。2.缺乏原始數(shù)據(jù)審計(jì)性,交易追溯難。5.請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一隱私計(jì)算的詳細(xì)解決方案。答案：1.架構(gòu)設(shè)計(jì)-采用混合云架構(gòu),同時(shí)利用公共云和私有云資源。-公共云提供彈性計(jì)算資源,私有云處理敏感數(shù)據(jù)。-使用安全邊緣節(jié)點(diǎn)連接公私云,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算的安全交互。2.計(jì)算引擎模塊-支持主流的隱私計(jì)算技術(shù),如安全多方計(jì)算、同態(tài)加密等。-編排不同算法,構(gòu)建混合計(jì)算Pipeline。-通過openAPI開放算法服務(wù)進(jìn)行組合調(diào)用。3.數(shù)據(jù)管理模塊-分布式元數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)樣本和標(biāo)簽。-關(guān)鍵數(shù)據(jù)在私有云進(jìn)行加密存儲。-支持細(xì)粒度的數(shù)據(jù)訪問控制。4.應(yīng)用托管模塊-提供應(yīng)用開發(fā)工具包和運(yùn)行容器。-一鍵部署隱私保護(hù)的AI應(yīng)用。-開發(fā)者只需關(guān)注模型和算法。5.監(jiān)控與運(yùn)維模塊-實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算和存儲資源使用情況。-統(tǒng)計(jì)服務(wù)調(diào)用和響應(yīng)時(shí)間。-檢測異常行為,保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。第七章醫(yī)療數(shù)據(jù)共享1.在醫(yī)療健康科研平臺的應(yīng)用場景中，院內(nèi)的數(shù)據(jù)共享與院間的數(shù)據(jù)共享場景，有哪些異同?對區(qū)塊鏈和隱私安全計(jì)算的需求又會產(chǎn)生什么樣的影響?答案：異同點(diǎn):共同點(diǎn):都需要對患者敏感信息進(jìn)行去標(biāo)識化和加密。不同點(diǎn):院內(nèi)共享通過內(nèi)部訪問控制即可,院間共享需要防止對方的威脅。對區(qū)塊鏈和隱私計(jì)算技術(shù)的需求影響:①院內(nèi)共享只需簡單訪問控制即可。②院間共享需要區(qū)塊鏈追蹤數(shù)據(jù)流向,以建立信任。③院間共享需要在多機(jī)構(gòu)間使用隱私計(jì)算技術(shù),防止數(shù)據(jù)泄露。④院內(nèi)共享可直接在私有云計(jì)算。院間需要公共云協(xié)作,要保證計(jì)算可信。2.有人認(rèn)為，醫(yī)療數(shù)據(jù)（如電子病歷本身）可以通過寫入?yún)^(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)共享。這樣做的優(yōu)缺是什么?答案：優(yōu)點(diǎn):①數(shù)據(jù)共享可以利用區(qū)塊鏈的去中心化和數(shù)據(jù)不可篡改特點(diǎn)。②可以追蹤病歷的數(shù)據(jù)來源和流轉(zhuǎn)情況。③區(qū)塊鏈具有天然的審計(jì)性和可信任性。缺點(diǎn):①原始醫(yī)療數(shù)據(jù)容量通常很大,不適合直接上鏈存儲。②區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)難以刪除和修改,不符合數(shù)據(jù)隱私保護(hù)要求。③公鏈上數(shù)據(jù)可被廣泛訪問,難以保證數(shù)據(jù)安全。④區(qū)塊鏈寫入性能較低,不適合大數(shù)據(jù)量的醫(yī)療應(yīng)用。⑤公鏈缺乏訪問控制機(jī)制。第八章知識與數(shù)據(jù)共建共享1.請闡釋你對數(shù)據(jù)與知識雙驅(qū)動(dòng)的理解。答案：數(shù)據(jù)與知識雙驅(qū)動(dòng)是指在知識驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)作用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與知識的有機(jī)融合和深度協(xié)同,形成強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力。具體來說,可以從以下幾個(gè)方面理解數(shù)據(jù)與知識雙驅(qū)動(dòng):1.數(shù)據(jù)為知識發(fā)現(xiàn)提供素材,知識對數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和理解,二者相互促進(jìn)。2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)知識的定量表達(dá),知識驅(qū)動(dòng)可以質(zhì)化數(shù)據(jù),提升數(shù)據(jù)內(nèi)涵。3.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)可以揭示事物之間的聯(lián)系,知識驅(qū)動(dòng)可以進(jìn)一步理解這些聯(lián)系背后的內(nèi)在機(jī)制。4.知識驅(qū)動(dòng)注重理論創(chuàng)新,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)關(guān)注應(yīng)用突破,二者可以形成生產(chǎn)理論與應(yīng)用實(shí)踐的閉環(huán)。5.數(shù)據(jù)與知識融合應(yīng)用,可以推動(dòng)智能決策、優(yōu)化運(yùn)營、提高效率等,創(chuàng)造更大價(jià)值。6.知識和數(shù)據(jù)既是生產(chǎn)要素,也是生產(chǎn)結(jié)果,通過不斷積累迭代,可以持續(xù)提供動(dòng)力。2.區(qū)塊鏈在知識與數(shù)據(jù)共享中，在哪些環(huán)節(jié)發(fā)揮作用?如果數(shù)據(jù)和知識的規(guī)模擴(kuò)大，如何保證系統(tǒng)的性能?答案：區(qū)塊鏈技術(shù)可以在知識與數(shù)據(jù)共享的以下環(huán)節(jié)發(fā)揮作用:1.知識產(chǎn)權(quán)保護(hù):通過區(qū)塊鏈的時(shí)間戳和數(shù)字簽名確定知識創(chuàng)造方,防止盜用。2.數(shù)據(jù)來源證明:在區(qū)塊鏈上記錄數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程,證明數(shù)據(jù)可靠性。3.共享協(xié)議管理:基于區(qū)塊鏈智能合約實(shí)現(xiàn)訪問控制與使用許可。4.交易記錄:區(qū)塊鏈可以可靠地存儲知識和數(shù)據(jù)交易的記錄。5.激勵(lì)機(jī)制:設(shè)計(jì)基于區(qū)塊鏈的激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)知識與數(shù)據(jù)的共享。如果面臨大規(guī)模知識和數(shù)據(jù),可以通過以下手段提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)的性能:1.采用分片擴(kuò)容技術(shù)增加區(qū)塊鏈的處理能力。2.僅記錄數(shù)據(jù)指紋而不是全部數(shù)據(jù)內(nèi)容上鏈。3.優(yōu)化共識機(jī)制,使用DPOS或POW+POS提升效率。4.利用側(cè)鏈技術(shù),只有關(guān)鍵信息記賬上主鏈。5.開發(fā)高性能區(qū)塊鏈底層平行處理機(jī)制。6.使用層二解決方案減少主鏈交互次數(shù)。3.聯(lián)邦學(xué)習(xí)在知識圖譜群智協(xié)同構(gòu)建中的應(yīng)用，與一般性的機(jī)器學(xué)習(xí)相比，有何異同?答案：異同點(diǎn):同點(diǎn):都需要構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型,并進(jìn)行模型訓(xùn)練和預(yù)測。不同點(diǎn):①一般機(jī)器學(xué)習(xí)基于集中式數(shù)據(jù)訓(xùn)練,聯(lián)邦學(xué)習(xí)在保護(hù)單源數(shù)據(jù)隱私的前提下進(jìn)行分布式協(xié)同訓(xùn)練。②一般機(jī)器學(xué)習(xí)目標(biāo)是構(gòu)建單一模型,聯(lián)邦學(xué)習(xí)需要協(xié)調(diào)優(yōu)化多個(gè)參與方的本地模型。③知識圖譜需要處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),需要使用如GNN等特定模型。4.請根據(jù)你的理解,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)聯(lián)盟的運(yùn)行機(jī)制。答案：可以考慮以下方面的設(shè)計(jì)來運(yùn)行數(shù)據(jù)聯(lián)盟:1.組織形式:可以采取社區(qū)式的松散聯(lián)盟,也可以建立具有法人資格的正式聯(lián)盟組織。2.會員準(zhǔn)入:實(shí)行會費(fèi)制,要求會員達(dá)到一定數(shù)據(jù)規(guī)模和安全合規(guī)要求。3.治理結(jié)構(gòu):建立聯(lián)盟理事會負(fù)責(zé)治理,各會員單位既是治理主體也是執(zhí)行主體。4.聯(lián)合項(xiàng)目:會員提出數(shù)據(jù)共享需求,平臺組織數(shù)據(jù)清洗和集成,采用隱私計(jì)算技術(shù)開展安全分析。5.成果分享:項(xiàng)目結(jié)果只共享組合模型或統(tǒng)計(jì)指標(biāo),不共享原始數(shù)據(jù),成果的所有權(quán)由參與方共同享有。6.隱私保護(hù):使用加密、訪問控制等技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全,遵守?cái)?shù)據(jù)最小化原則。7.業(yè)務(wù)規(guī)范:制定數(shù)