探索人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用研究

徐圣杰

（雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 雅安 625000）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，各種高科技產(chǎn)品也走入千家萬戶，其中基于人工智能類的產(chǎn)品頗受大眾青睞。原有的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在快節(jié)奏的工作和生活中不能滿足人們的需求，需要更新的技術(shù)來解決人們對(duì)智能化日益增長的需求[1]。因此，人工智能技術(shù)近些年的發(fā)展勢頭十分迅猛。早期人們通過阿爾法狗的人機(jī)圍棋大戰(zhàn)初識(shí)人工智能的魅力，近幾年市場上的人臉識(shí)別、人臉支付以及無人駕駛等技術(shù)的成功應(yīng)用更引發(fā)人們對(duì)人工智能技術(shù)的關(guān)注和研究熱潮。人工智能通過計(jì)算機(jī)模擬人腦神經(jīng)元學(xué)習(xí)推理，具體實(shí)現(xiàn)則是借助于計(jì)算機(jī)的分布式并行信息處理。人工智能最終以一種數(shù)學(xué)算法模型的形式工作，該模型通過學(xué)習(xí)不同任務(wù)之間的聯(lián)系來自適應(yīng)調(diào)整內(nèi)部節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)適應(yīng)新的任務(wù)。人工智能具有良好的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向上結(jié)合人工智能來完成某些任務(wù)成為可能，將為社會(huì)提供更加人性化、智能化以及專業(yè)化的服務(wù)[2]。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)涵蓋軟件、硬件、應(yīng)用程序以及操作系統(tǒng)等諸多技術(shù)種類[3]。到目前為止計(jì)算機(jī)一共經(jīng)歷了五代的發(fā)展，前四代計(jì)算機(jī)分別是電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)以及大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，第五代是人工智能和大數(shù)據(jù)云服務(wù)的結(jié)合。得益于計(jì)算機(jī)硬件的升級(jí)和性能的提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)也獲得了飛躍式的突破。前期的計(jì)算機(jī)技術(shù)由于硬件算力有限因此很難完成對(duì)大數(shù)據(jù)的處理與分析，而21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)算力每年大規(guī)模增加，使得分析和處理大數(shù)據(jù)成為可能。計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算力是人工智能技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高與完善也將伴隨著人工智能技術(shù)的成長和迅猛發(fā)展[4]。

1.2 人工智能技術(shù)

人工智能自1956年首次被明斯基等科學(xué)家提出，經(jīng)過多年的不斷發(fā)展目前已成為較為前沿的科學(xué)技術(shù)。人工智能又簡稱AI，是一門基于計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、通信以及電子信息等技術(shù)的交叉技術(shù)，通過對(duì)硬件和軟件進(jìn)行組合與編碼設(shè)計(jì)來模擬人腦的思考和學(xué)習(xí)，進(jìn)而解決各種不同場景、不同學(xué)科以及不同要求的任務(wù)[5]。人工智能技術(shù)大體可以分為弱人工智能、強(qiáng)人工智能以及超人工智能3個(gè)階段。弱人工智能是擅長于解決某一任務(wù)的人工智能，如阿爾法狗專注于下圍棋這一項(xiàng)目，并在該項(xiàng)目上超越了人類水平，但是卻對(duì)圍棋以外的任務(wù)無從下手。強(qiáng)人工智能是可以在各方面與人類比肩的人工智能，該智能不僅僅體現(xiàn)在完成一個(gè)具體的任務(wù)，而是要像人類一樣會(huì)自我思考、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，解決更加復(fù)雜和抽象的問題。

超人工智能則是在所有方面都幾乎超越人類，在原來屬于人類專屬的能力如思考、創(chuàng)新以及社交等方面都強(qiáng)于同時(shí)期所有人類。目前，人類所創(chuàng)造出來的仍然屬于弱人工智能階段產(chǎn)品，人工智能革命仍然在進(jìn)行中，從弱人工智能到強(qiáng)人工智能的蛻變?nèi)匀蝗沃氐肋h(yuǎn)。人工智能已給人類帶來許多便利，在個(gè)人生活和企業(yè)生產(chǎn)中都起到了十分重要的作用。隨著人工智能技術(shù)越來越成熟，開發(fā)出的各種智能產(chǎn)品將更加廣泛地深入各行各業(yè)，改變?nèi)藗兊纳罘绞胶蜕a(chǎn)技術(shù)[6]。

2 人工智能的優(yōu)勢

2.1 較強(qiáng)的學(xué)習(xí)與推理能力

網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)質(zhì)意義是網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的應(yīng)用，為提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的有效性，需要分析與優(yōu)化管理信息庫中多種多樣的信息和數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)信息庫數(shù)據(jù)的有效運(yùn)用，這制約了網(wǎng)絡(luò)管理效率和質(zhì)量的提高[7]。傳統(tǒng)技術(shù)處理這些問題可能十分困難，但是人工智能借助于強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力和算力支持使得解決這些問題成為可能。例如，在網(wǎng)絡(luò)中的信息資源十分豐富，很多信息以簡單、底層的形式出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，人工智能可以通過學(xué)習(xí)來解釋甚至推理出簡單信息包含的高層語義信息，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的智能化管理，創(chuàng)造更多的社會(huì)價(jià)值。

2.2 計(jì)算資源成本較低

隨著計(jì)算機(jī)與通信等技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，每天會(huì)產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的數(shù)據(jù)流量。大數(shù)據(jù)的處理是當(dāng)代社會(huì)面臨的重大問題，數(shù)據(jù)的及時(shí)處理和人們的生活與工作息息相關(guān)。然而，傳統(tǒng)的方法應(yīng)用在大數(shù)據(jù)面前卻顯得十分吃力，且十分消耗人力物力，而人工智能卻可以很好的緩解大數(shù)據(jù)帶來的困擾。人工智能可以在較短時(shí)間內(nèi)從大量數(shù)據(jù)中去除冗余信息，提取出關(guān)鍵有用的信息且提取出的信息相對(duì)傳統(tǒng)方法錯(cuò)誤率更低。可見，人工智能的使用可以提高工作效率，減少傳統(tǒng)方法中算力的消耗，在商業(yè)用途中大大降低成本。

2.3 人工免疫技術(shù)

人工免疫技術(shù)是模仿人體的免疫系統(tǒng)而研發(fā)的一種新技術(shù)，該技術(shù)可以很好地承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)病毒的檢測和識(shí)別。人體自身擁有強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)，當(dāng)病毒或細(xì)菌入侵人體時(shí)會(huì)通過免疫系統(tǒng)阻擋異物進(jìn)入人體，自行清除危害因素和恢復(fù)人體的健康狀態(tài)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)如人體一般的免疫系統(tǒng)可以寄希望于人工智能技術(shù)，目前的人工智能在計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)中的目標(biāo)檢測和識(shí)別方面已經(jīng)取得了優(yōu)秀的成績。雖然在網(wǎng)絡(luò)檢測方向上并未出現(xiàn)重大突破，但是該技術(shù)前景廣闊，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的應(yīng)用值得關(guān)注。

從上述幾點(diǎn)人工智能技術(shù)的描述可看出，人工智能技術(shù)在成本、安全以及智能等多個(gè)方面均體現(xiàn)出強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合人工智能可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全水平，防護(hù)病毒和木馬等的侵?jǐn)_，降低網(wǎng)絡(luò)部署的成本，使得更多的人享受到高科技的福利。

3 人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

3.1 人工智能在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

入侵檢測技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的入侵檢測技術(shù)在檢測的系統(tǒng)、檢測的速率以及檢測的廣泛度上都有許多不完善的地方[8]。中國網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)構(gòu)2015年到2018年截獲病毒數(shù)量和增長率的統(tǒng)計(jì)如圖1所示（單位：萬次），其中病毒的數(shù)量存在逐年遞增的趨勢。

圖1 截獲病毒數(shù)量和增長率

人工智能技術(shù)被引入可以更好地保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體安全管理，確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。人工智能可以通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)安全專家的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并推理出病毒木馬等的入侵手段，模擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)病毒等檢測來更新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)下次有病毒木馬入侵時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過掃描數(shù)據(jù)庫可以快速識(shí)別，從而將其有效阻檔在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)外。病毒檢測可以借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分為輸入層、隱藏層以及輸出層3層結(jié)構(gòu)。首先需要在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集上利用反向傳播算法和梯度下降算法訓(xùn)練好神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，當(dāng)完成訓(xùn)練后該網(wǎng)絡(luò)即具備對(duì)病毒等異常數(shù)據(jù)的檢測能力。通過分析該網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，及時(shí)更新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫預(yù)防病毒的下一次入侵[9]。

圖2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)即可確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的安全，又可極大地推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。

3.2 人工智能提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理水平

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合人工智能使得網(wǎng)絡(luò)管理變得更加智能化，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的整體水平隨著人工智能技術(shù)的加入大幅提高[10]。此外，借助人工智能技術(shù)，可以有效地提高信息處理的速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)信息的智能化高效管理，更進(jìn)一步地提升信息檢測的準(zhǔn)確性。因此使用人工智能方法分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理水平，形成一個(gè)系統(tǒng)的綜合管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的綜合評(píng)價(jià)，分析存在的問題，更有效地提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的效率工作。

3.3 人工智能的代理技術(shù)應(yīng)用

人工智能代理技術(shù)又叫Agent，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，應(yīng)用人工智能代理技術(shù)可以處理新數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)自定義搜索后的信息傳輸。人工智能技術(shù)主要使用在數(shù)據(jù)分析模塊，對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和過濾，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性并節(jié)約后續(xù)的計(jì)算資源。人工智能可以結(jié)合實(shí)際自動(dòng)化場景實(shí)現(xiàn)智能化，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體服務(wù)質(zhì)量。

圖3 主機(jī)Agent結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)階段，人工智能代理技術(shù)應(yīng)用廣泛，優(yōu)勢明顯，特別是在電子商務(wù)和仿真環(huán)境等領(lǐng)域有很多成功的案例。例如，在商務(wù)領(lǐng)域智能提供信息關(guān)鍵點(diǎn)給相關(guān)人員，幫助信息發(fā)布人員快速分析并做出正確決策。當(dāng)需要發(fā)布邏輯處理時(shí)會(huì)智能調(diào)取數(shù)據(jù)庫信息，并結(jié)合實(shí)際情況制定合理的解決方案。

4 結(jié) 論

在信息量爆炸的今天，大數(shù)據(jù)的分析是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。人工智能是打開大數(shù)據(jù)分析的一把鑰匙，將人工智能與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)安全而言意義重大。但由于目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用人工智能尚不成熟，因此仍然需要科研人員更加深入地研究人工智能，并將其運(yùn)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。