人類已經(jīng)不滿于讓人工智能和人類對(duì)決了。
就在昨天虐狗節(jié),36氪發(fā)布了一篇關(guān)于Google的Deepmind團(tuán)隊(duì)如何讓兩個(gè)人工智能在一起玩游戲的文章(詳情請(qǐng)點(diǎn)擊《Google找來兩個(gè)AI坐在一起玩游戲,他們會(huì)合作還是打架?| 潮科技》),沒想到氪星讀者們甚是喜歡。
看來我們?cè)絹碓较胫?,究竟人工智能還能做什么?人工智能之間,還能擦出什么火花?
于是,我們翻出了去年10月Google的另一個(gè)人工智能團(tuán)隊(duì)Google Brain(谷歌大腦)做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)(具體論文請(qǐng)點(diǎn)擊這里),那次的游戲參與者有三個(gè)AI(人工智能),一個(gè)叫Alice、一個(gè)Bob,最后一個(gè)叫Eva。
這三個(gè)玩家其實(shí)就是三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),他們每個(gè)人有不同的任務(wù),Alice要把一段明文加密之后,傳達(dá)給Bob,為什么要加密呢?因?yàn)榈谌逧va,可以“偷聽”到他們“講”的,也就是他們傳輸?shù)氖鞘裁?,但是光有這段傳輸?shù)膬?nèi)容,當(dāng)然不夠,所以Eva要努力解密,還原出原文。
顯然Alice和Bob的任務(wù)某種程度上需要他們齊心協(xié)力完成,Alice需要加密明文不讓Eva解出來,而Bob則需要努力解密出原文。配合這兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的名字,這聽上去是不是一個(gè)特別浪漫卻又彌漫著諜戰(zhàn)氣息的實(shí)驗(yàn),更加黑色浪漫的是,他們之間不能交流,僅憑一開始擁有的一段共識(shí)密鑰,之后完成加密與解密的任務(wù)。
你大概想問,Google做這個(gè)是想干嘛?
稍微了解過人工智能的氪星讀者可能會(huì)知道,機(jī)器學(xué)習(xí)是目前實(shí)現(xiàn)人工智能比較主流的路徑,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是重要的機(jī)器學(xué)習(xí)的一種模式,它的特點(diǎn)是模仿人腦的神經(jīng)元之間傳遞來處理信息,可以自我學(xué)習(xí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能通過大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練,自學(xué)、糾錯(cuò)、調(diào)整,學(xué)會(huì)回答特定問題,不過往往最后他們是怎么算出這個(gè)答案的,人類也不知道。
人類在設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,通常來說都沒想著讓它擅長(zhǎng)密碼技術(shù)。于是Google Brain想試試,不教他們特定形式的算法,只教基本的計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)算,比如XOR,看看通用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能不能學(xué)會(huì)安全(秘密)地交流。
下面是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),Alice和Bob是同一陣營(yíng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),Eva是意圖偷取機(jī)密的敵方,P代表輸入給Alice的明碼文本(plaintext),Alice加密之后會(huì)輸出加密文本(ciphertext)C;Bob和Eva都能收到C,嘗試還原出P,兩個(gè)人輸出的P分別以PBob和PEva表示。Alice和Bob則共享了一段密鑰K,實(shí)驗(yàn)假設(shè)每一段新的P都會(huì)一個(gè)新的K。
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在這個(gè)加密和解密的過程中,Google Brain團(tuán)隊(duì)的人也不知道Alice和Bob之間究竟會(huì)用什么方法加密解密,而且這樣的設(shè)置是允許他們決定使用最基礎(chǔ)的方案——簡(jiǎn)單地通過密鑰K做XOR運(yùn)算,連接明文P和密文C。不過,研究人員并沒有要求Alice和Bob這樣做。
讓人驚喜的是,在訓(xùn)練過程中,后來他們真的學(xué)到了用其他方案,從而大大提高了對(duì)手解密的難度,卻又實(shí)現(xiàn)了我方的成功解密。不過這個(gè)過程倒是有點(diǎn)曲折,我們來看看它是怎么樣的?
下圖是一次成功跑程序的情況,展現(xiàn)的是Bob和Eva猜錯(cuò)的明文位數(shù)變化情況。
我們看到,一開始,敵我雙方的錯(cuò)誤率都很高,都是一半錯(cuò)一半對(duì)的,可以猜出來兩個(gè)人都在各種亂猜一通。過了一段時(shí)間之后,憑著兩個(gè)人之間的默契(K),Bob的錯(cuò)誤率開始急速下降,兩個(gè)人的交流似乎變得特別順利,但同時(shí),來自敵方陣營(yíng)的Eva也學(xué)習(xí)到了解密的方法,摸著了門道之后錯(cuò)誤率逐步下降。
于是,在大概在快到第一萬次傳輸信息的時(shí)候,Alice突然提高了加密的難度,用了新的加密方案,Bob一開始也沒能跟上,但后面很快就跟上了,錯(cuò)誤率逐漸降到了零。悲催的Eva則在加密方法的轉(zhuǎn)變之后一瀉千里,錯(cuò)誤率來了個(gè)V型反彈,慢慢恢復(fù)到了原來的高水平上……