最近幾年人工智能仿佛打通了任督二脈的武林奇才,，正在瘋狂地擴張自己的招法技能樹,。聽音辯形下棋玩游戲什么的已經(jīng)out了，現(xiàn)在Google又做出了2個能夠自行演進出加密算法的人工智能,，從而避免其溝通信息被第3個在自我演進破解算法的AI偵聽——這是全世界從零開始學(xué)會安全通信的頭兩個AI,。

這項研究成果叫做《用對抗神經(jīng)密碼術(shù)學(xué)習(xí)安全通信》，是由Google的Google Brain團隊做出來的,。Google Brain是Google最初進行人工智能研究的團隊,，不同于收購過來，做出AlphaGo的那個DeepMind,。這項研究的過程大概是這樣的,， Google Brain首先準(zhǔn)備了三個普通的（不懂加解密）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分別叫做Alice,、Bob和Eve,。每一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都被賦予了一個特定的目標(biāo)：其中Alice的任務(wù)是給Bob發(fā)送一條安全的信息，Bob則必須嘗試對這條信息進行解密,。而Eve就像是軍隊對抗中的藍軍角色,，它的目標(biāo)是偵聽這條信息然后嘗試破解。相對于Eve,，Alice和Bob有一個優(yōu)勢：它們有一個共享密鑰（也就是所謂的對稱加密）,。

整套系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖,。其中P為明文，K為共享密鑰,，C為密文,，Peve和Pbob為計算（解密）后的明文輸出。

如果這些AI用的是現(xiàn)成的加解密算法的話,，這項研究就沒什么意義了,。但實際上這里的前提是所有AI事先既都不知道如何進行加密，也不知道使用什么樣的加密技術(shù),，它們的起點只是一個損失函數(shù)（一種衡量損失和錯誤程度的函數(shù)）,，通過該損失函數(shù)來判斷自己做得如何，然后不斷演進出正確的辦法,。對于Eve來說,，它的損失函數(shù)很簡單，那就是：距離,，或者說相似度,，這是通過將Alice的原始明文與Eve猜測的明文逐位進行比較計算出差別來衡量的。距離越小說明相似度越高,，距離為0則說明猜中,。而Alice和Bob的損失函數(shù)則要復(fù)雜一點：如果Bob的猜測距離原始輸入明文太遠（同樣是通過位差異衡量）則為損失；而對Alice來說,，如果Eve的猜測比隨便亂猜的結(jié)果好，那就是損失,。這樣一個生成式對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）就建立起來了,。

雖然Alice、Bob和Eve采用的都是一樣的“混合與轉(zhuǎn)換”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，但是它們的初始化都是獨立進行的,，除了Alice和Bob采用相同密鑰以外，相互之間并沒有聯(lián)系,。對于Alice來說,，密鑰和明文是其第一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，對于Bob來說密鑰和密文是輸入,，而Eve只拿到了密文,。由于第一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是全連接的，所以文本和密鑰可以混合,。第1層之后是若干的卷積層,，這些層會學(xué)習(xí)利用函數(shù)來處理上一層交給自己的那些字位。至于這個函數(shù)是什么它們是不知道的,，它們只是一邊學(xué)習(xí)一邊根據(jù)損失函數(shù)給出的結(jié)果進行調(diào)整,。對于Alice來說,，最后一層輸出的就是密文，而Bob和Eve則輸出明文——最后是無“損失”的明文,。

Bob（紅色）和Eve（綠色）在訓(xùn)練過程中的重構(gòu)誤差,。可以看到一段時間之后（5000到10000步之間）Eve的誤差開始減少,，但是隨后Alice和Bob改變了加密方法,，Eve的誤差又重新開始攀升。

最后的結(jié)果好壞參半,。一些情況下的運行屬于徹底失敗,，Bob從未重構(gòu)出Alice的消息。不過大部分時間內(nèi),，Alice和Bob的確設(shè)法演進出了一套錯誤很少,，能。夠相互溝通的系統(tǒng),。而在部分測試中,，Eve也顯示出了一些比隨機猜測更好的改進，但是Alice和Bob隨后改進了自己的加密技術(shù),，令Eve無機可乘（參見上圖）,。

至于Alice和Bob設(shè)計的是什么加密算法，研究人員并沒有進行詳細分析,，但是他們在一次訓(xùn)練中觀察到這種加密法與明文和密鑰都有關(guān)系,。但是這種關(guān)系并不是簡單的XOR（異或）。研究人員稱,，其輸出值往往是浮點數(shù)而不是0或1.

研究人員最后得出結(jié)論,，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的確可以自我學(xué)習(xí)通信保護，而且只用告訴Alice重視保密高于一切即可,，更重要的是,，這種保密可以在不需要告訴具體采用什么樣的加密算法的情況下實現(xiàn)。

當(dāng)然,，加密法并不僅僅只有對稱加密一種,，研究人員未來還將研究速記式加密（將數(shù)據(jù)隱藏在其他媒體如圖像當(dāng)中的加密法）以及非對稱加密。至于Eve,，研究人員認為,，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成為密碼分析專家的可能性不大，但是用來進行元數(shù)據(jù)和流量分析卻是一把好手,。

感興趣的可以看看Google Brain團隊的這篇論文,。