聯邦控制:面向信息安全和權益保護的分布式控制方法

朱 靜 王飛躍 , 王 戈 田永林 袁 勇 王 曉 齊紅威 賈曉豐

大數據引爆人工智能技術的飛速發展,我們由此進入數據引領的新科技時代[1-2].然而數據安全、數據隱私、數據孤島等問題日漸浮現[3],出現了越來越多的數據不愿分享、不敢分享、甚至不能分享的應用場景與現實局限,在很大程度上制約了智能技術的發展與應用.比如在國防軍事方面,大量數據關于國計民生,不能與外部系統互聯互通,甚至在軍事內部系統也存在不同的保密級別;在工業及企業實現聯合控制方面,不同工廠、企業系統及其子系統間的信息與狀態往往與金錢利益密切相關,資源及信息的共享交流主觀上不愿意進行;智慧城市系統的建設及發展需要將城市中的各類系統和服務全部打通,而交通、醫療、水、電等不同智慧平臺內部狀態與數據存在多維度異構情況,受制于科技水平約束數據融合使用的難度很大.與此同時,數據的使用和共享在法律層面的約束與日俱增,關于數據隱私和信息安全的法律法規不斷推出:比如歐盟于2018 年推出了 “通用數據保護條例” (GDPR),使得數據孤島問題日益突出.美國耶魯大學教授Balkin 在2016 年提出了信息信托(Information fiduciaries)的概念來描述數據所有者與數據控制者之間的關系[4],從而引發了研究人員對數據所有權、控制權、使用權及其涉及隱私問題的廣泛討論[5-7].

為解決數據分散化問題,中國科學院自動化研究所王飛躍研究員等于2020 年正式提出由聯邦數據、聯邦控制、聯邦管理、聯邦服務構成的聯邦生態[8]概念.聯邦生態以數據隱私、數據安全、資源一體化為驅動,借助基于區塊鏈的聯邦安全、聯邦共識、聯邦激勵、聯邦合約等支撐技術,在隱私可控的前提下為大型問題提供個性化的智能服務.聯邦控制作為聯邦智能的核心組成,關注聯邦數據信息安全與權益保護,是聯邦生態安全運行的物質基礎.然而,我們在某搜索引擎里搜索關鍵詞 “聯邦控制”及“Federated control” (如圖1 所示),可以看出面向信息安全和權益保護的聯邦控制概念尚未提出,更不要提與之相關的學術成果.大數據時代下,我們對信息安全和數據隱私的要求越來越高,亟需相關的控制理論與方法支撐.

圖1 聯邦控制搜索結果(2021-02-28)Fig.1 Search results on federated control (2021-02-28)

基于此,本文提出關注大型復雜系統信息安全與權益保護的聯邦控制理論.本文結構如下:第1節介紹了針對大型復雜系統現有的控制方案及其特點.第2 節提出并詳細闡述了聯邦控制方案的理論架構,包括其內部架構、基本特色和研究框架.在第3 節中,我們討論了區塊鏈技術對聯邦控制理論的技術支撐與參考意義,提出了基于區塊鏈的聯邦控制發展演化的若干方向.第4 節結合實際應用場景,以智慧交通的車聯網建設和旅游市場營銷控制為例說明聯邦控制的應用實例.第5 節總結全文,并展望了聯邦控制的發展前景.

1 復雜系統現有控制理論

隨著社會的發展,現實中的各類系統變得越來越復雜、越來越規模化,其中的工程復雜性與社會復雜性交互程度越來越高[9-10].為了應對大規模復雜系統問題,許多新興的智能控制方法和控制策略應運而生,呈現出百花齊放的繁榮場面:“當地簡單、遠程復雜” 的網絡化控制方法[11],具有低成本、高性能的優點,是云控制的雛形;融合網絡化控制和云計算的云控制方法將大數據存儲在云端,通過云端節點實現系統的智能控制[12];分布式控制采用去中心化的分布式結構并行處理解決控制問題[13];基于代理的控制方法采用去中心化的控制架構基于網絡互聯實現集散控制[14],等等.這些控制方法和技術深植于廣域且深度的互連互通、實時且海量的大數據信息.

在實際應用中,數據量大但可有效利用的數據有限,實際調控過程產生的運營成本和試錯成本往往很高.為了解決這些問題,中國科學院自動化研究所王飛躍研究員在2004 年提出基于人工系統、計算實驗、平行執行理論(Artificial societies,computational experiments,parallel execution,ACP)的平行系統理論[15-17](如圖2 所示),通過構建人工系統,使之與實際系統虛實互動實現復雜系統控制與管理;在此基礎上,2020 年提出網絡-物理-社會系統智能生態概念[18],從深度模型、深度分析、深度管理三方面建立平行生態體系,為聯邦智能、聯邦生態系統及邦聯(Co-federated)生態系統的思想奠定基礎.

圖2 平行系統理論框圖Fig.2 Framework of the parallel system theory

面對大型復雜系統,目前較為主流的控制方案是采用分布式控制系統(Distributed control systems,DCS),通過構建去中心化的分布式系統,將大型系統拆分成若干子系統,并行、協作、統一完成控制與管理問題[19-20].然而,在實際應用中存在大量的大型復雜系統,由于經濟、法律、道德等因素限制,子系統間互信水平很低,甚至為零互信,由此限制了子系統間數據的共享與交流.為解決數據的安全使用問題,近年來國內外學者相繼提出 “聯邦學習”(Federated learning,FL)技術,以實現參與方在不共享數據基礎上的聯合建模,打破數據孤島,有效實現多方協作[21-22].作為一種新興的機器學習技術,聯邦學習技術在保證數據隱私安全的基礎上有效應對數據孤島和數據匱乏等數據時代所面臨的技術挑戰,對本文新型分布式控制方法的提出具有啟發意義.

本文提出一種以信息安全和數據權益保護為目標,以區塊鏈技術、平行系統理論為實現形式的新型分布式控制策略,為大型復雜系統提供高效、安全、可靠的控制與管理.下面我們將對此控制策略進行詳細介紹.

2 聯邦控制的理論框架

傳統科學研究的牛頓體系是確定性的科學,我們對系統的觀察與分析并不會對系統的運行狀態產生影響.有別于牛頓系統的傳統科學研究,復雜系統在大多數情況下難以精確描述,也不能完全預測,因而無法通過建立準確解析的數學模型進行控制,并且對復雜系統的分析與調控和系統運行的狀態結果互相交互,存在雙向影響關系,是一種基于默頓體系的默頓系統[23-24],具有不可分與不可知特征.

復雜系統是不可分的[25]:對于任何有限資源,在本質上,一個復雜系統的整體行為不可能通過對其部分行為的獨立分析而完全確定.這是由于復雜系統的結構復雜,內部關系千絲萬縷,具有大量的不確定性.因而,對復雜系統進行控制時必須從整體角度出發,簡單的分布式并行控制無法解決復雜系統控制問題.

復雜系統是不可知的[25]:對于任何有限資源,在本質上,一個復雜系統的整體行為不能預先在大范圍的時間、空間或其他度量內確定.這是因為復雜系統的內部結構和外部環境是動態變化的,其所面臨的問題本身和對問題的理解也是不斷發展的.這表明在解決復雜系統問題時不存在一成不變的完美解決方案,而應該通過不斷的反饋與更新,動態地改進和提高復雜系統控制方案.

考慮以上特性,本文提出一種面向信息安全與權益保護的新型分布式控制理論,為零互信基礎的大型復雜系統提供高效、快速、安全、可靠的控制策略,以適應大數據時代下關注數據隱私與信息保護的控制新需求.

聯邦控制的核心思想是:基于分布式協同控制,實現多子系統的聯合控制建模.控制過程中,子系統的隱私數據僅限本地使用,非隱私數據實行所有權和使用權兩權分離制度,以此保證參與調控各子系統的信息安全與數據權益保護.聯邦控制采用分布式控制架構,參與調控的復雜子系統構成聯邦控制節點,彼此獨立、自治,因此稱為聯邦控制.下面,我們將從內部架構、基本特色、研究框架三個方面詳細介紹聯邦控制理論與方法.

2.1 聯邦控制的內部架構

作為聯邦生態的核心環節,聯邦控制直接應對聯邦智能的需求響應,并對聯邦數據提供安全保護.聯邦控制系統自上而下由聯邦控制中心、網絡層和聯邦控制節點三部分構成,層級框架如圖3 所示.

圖3 聯邦控制的層級架構Fig.3 Hierarchical framework of federated control

聯邦控制中心,可以看作聯邦控制的心臟,向上響應決策管理層的需求目標,向下主導聯邦節點的實際控制.控制過程中,針對全局系統的控制策略、全局優化模型等位于聯邦控制中心,通過中心控制器向聯邦節點發布控制指令,實現對聯邦節點的有效控制.

網絡層是連接聯邦控制中心和聯邦控制節點的中間環節,用于搭建聯邦數據和控制指令的雙向安全傳輸通路.網絡層具有接入、驗證、加密和傳輸等功能,實現控制指令和聯邦數據的安全傳遞;

聯邦控制節點由本地復雜子系統構成,是聯邦控制的基本單元.聯邦節點既可以是工程化的子系統,實現的是面向控制對象、控制器、執行器、傳感器的工程控制;聯邦節點也可以是社會化的子系統,實現的是面向目標對象、方案制定、執行與反饋的社會控制.值得指出的是,聯邦控制中針對社會化子系統的社會控制并不同于響應聯邦服務的聯邦管理,前者側重微觀的執行與反饋,內容形式單一,而后者更加長時效、多維度,強調宏觀的規劃與實現.

聯邦節點儲存節點目標、節點模型、節點數據、節點狀態等聯邦數據.聯邦數據根據數據內容、性質、來源、類型等特點可分為隱私聯邦數據和非隱私聯邦數據.其中隱私聯邦數據不離開本地,僅限本節點使用,其余聯邦節點和聯邦控制中心均無權知悉和使用,充分保障了聯邦節點的信息安全與數據隱私,同時可以避免 “通用數據保護條例” GPDR 等法律因素的限制;非隱私聯邦數據實行所有權和使用權兩權分離機制,即數據的所有權仍歸本地節點所有,使用權由本地節點轉移到了聯邦控制中心,用于中心控制器的全局系統狀態和全局控制指令的更新與優化.非隱私聯邦數據的上傳和使用過程中,我們通過加密算法保證它只能用于聯邦控制中心的全局控制策略的生成、狀態更新與指令更新.原始數據不可再生,亦不可改變,從而保障聯邦控制中非隱私聯邦數據的原始性和歸屬性不被侵犯.值得指出的是,非隱私聯邦數據的兩權分離機制是聯邦數據權益保護的有效補充.

2.2 聯邦控制的實現流程

聯邦控制的全局實現流程,如圖4 所示:第一步,聯邦節點從聯邦控制中心下載控制指令;第二步,聯邦節點執行節點控制,并向聯邦控制中心加密上傳非隱私聯邦數據;第三步,聯邦控制中心執行中心控制.

圖4 聯邦控制基本流程Fig.4 Flow chart of federated control

聯邦控制中心端中心控制實現流程如下:1) 系統狀態更新;2) 控制指令生成;3) 控制指令發布.

2.3 聯邦控制的基本特色

下面,我們將具體說明聯邦控制的特色之處.

特色一:隱私聯邦數據僅限本地節點使用

聯邦控制理論有別于其他控制理論的最大區別在于控制過程中的信息安全及數據權益保護.聯邦節點中,復雜子系統內部全部隱私數據,包括參數、狀態、數學模式、結構、設置等隱私信息不離開本地節點,僅限本地使用.

隱私聯邦數據牢牢鎖在本地,從根本上保障本地聯邦節點的信息安全與數據隱私,打破零信任基礎、存在利益競爭關系、密保等級高的復雜子系統難以進行常規控制的局面,同時可以避免諸如GPDR 等法律及道德層面對數據使用和流通的約束,為大數據時代大型復雜系統的聯合控制問題提供有效方法.

特色二:非隱私聯邦數據兩權分離

聯邦控制過程中非隱私聯邦數據的所有權仍歸本地節點所有,使用權由本地節點轉移到了聯邦控制中心,用于中心控制器的全局系統狀態和全局控制指令的更新與優化.在非隱私聯邦數據的上傳和使用過程中,我們通過加密算法保證其只能用于聯邦控制中心的全局控制策略的生成、狀態更新與指令更新,原始數據不可再生,亦不可變更,從而保障聯邦控制中非隱私聯邦數據的原始性、歸屬性等所有權益不被侵犯.

其中，里根的“失言”最驚心動魄。1984年8月，時值冷戰期間，擔任美國總統的里根計劃發表一篇關于美國經濟問題的講話，國內各大媒體聞訊趕來采訪。正當記者們忙于準備時，總統的聲音突然從擴音器中傳出：“親愛的美國同胞們！我很高興地告訴你們，本人剛剛簽署了一項法律，宣布蘇聯為不合法政府。5分鐘后，美國將轟炸蘇聯。”在場眾人無不目瞪口呆。

非隱私聯邦數據的兩權分離機制,作為數據權益保護的有效補充,在保證信息安全與數據權益保護的同時,也提高了聯邦數據的使用效率,提高控制中心全局控制策略的有效性和精確性.

特色三:靈活的準入與準出機制

聯邦控制中的聯邦節點具有靈活的準入與準出機制.

準入模式:本地復雜子系統申請成為聯邦節點,經聯邦控制中心批準后獲得準入資質.該聯邦節點通過網絡層驗證,接入到聯邦系統網絡中.準入模式常見于聯邦控制需求目標發生改變時,實現聯邦控制模型的有效擴張.

準出模式:當聯邦節點申請脫離聯邦控制網絡,經聯邦控制中心批準后獲得準出資格.網絡層接入驗證失敗,斷開雙向傳輸通路,該聯邦節點退出聯邦控制網絡.準出情況常見于聯邦節點預期目標達成、需求目標改變、聯邦控制受到惡意攻擊等多元場景,此時聯邦節點基于經濟、安全等因素脫離聯邦控制網絡.準出機制為聯邦節點、聯邦控制中心的信息安全及數據隱私提供可靠的保護屏障.

特色四:派遣式的控制機制

聯邦控制過程中,針對全局系統的控制策略、全局優化模型等均位于聯邦控制中心,聯邦控制中心通過中心控制器向聯邦節點發布控制指令,實現聯邦節點的有效控制.聯邦節點不存儲先驗知識、不要求成熟的控制經驗、不配置復雜的本地控制器,通過下載并執行控制指令,實現基于聯邦數據的節點控制.換言之,聯邦控制提供的是一種派遣式的控制機制,可以有效減少節點控制的控制時間和控制成本,提高節點控制的控制效率.

此外,聯邦控制中心和聯邦節點之間雙向通路傳遞的僅為控制指令和非隱私聯邦數據.這一過程避免大量聯邦數據的傳輸,減輕網絡層傳輸壓力,減少通信故障、時延、丟包等問題發生,有效提高聯邦控制的可靠性.

2.4 聯邦控制的研究框架

聯邦控制的研究框架如圖5 所示,自底向上分別為理論層、數據層、平臺層、應用層.

圖5 聯邦控制的研究框架Fig.5 Research framework of federated control

聯邦控制研究的基本理論問題為在保障信息安全與數據權益保護的前提下,實現大型分布式復雜系統的協同控制.在數據層實現聯邦數據權益保護,包括隱私數據不出本地和非隱私數據兩權分離,從而從數據層面保證了信息安全和權益保護.也就是說,隱私聯邦數據僅限本節點使用,非隱私聯邦數據所有權歸本地節點所有,聯邦控制中心享有使用權.聯邦控制平臺由聯邦控制節點、網絡層、聯邦控制中心三層結構實現,復雜子系統間采用分布式控制架構,參與調控的各復雜系統地位平等、獨立自治,分屬聯邦關系.聯邦控制理論可應用于智慧城市、營銷控制、金融科技、軍事領域協同控制等對數據隱私、數據共享、信息安全高需求的應用場景.

3 聯邦控制與區塊鏈技術

起源于比特幣的區塊鏈技術具有去中心化、去信任化、集體維護、不可篡改等特點,在近年來快速發展,受到了政府、金融、法律、科技及資本市場等領域的廣泛關注[26],為聯邦控制的具體實現提供必要技術支撐和實踐指導:

1) 基于區塊鏈的聯邦安全[27-29]為聯邦控制的數據安全和隱私保護提供技術支持.區塊鏈安全機制包括非對稱加密、hash 函數等,封裝了大量加密和驗證算法,為聯邦數據加密、信息傳輸、狀態更新等環節提供有效的加密和驗證工具,提高聯邦控制系統的安全性和魯棒性.

2) 基于區塊鏈的聯邦共識為聯邦控制的分布一致性提供技術支持.區塊鏈技術封裝了大量成熟、高效的共識機制與共識算法[30],聯邦共識基于區塊鏈共識機制,面向聯邦節點的全部決策,保證節點狀態及數據更新的一致性.

3) 基于區塊鏈的聯約為聯邦控制的高效安全和自動化實現提供技術支持.區塊鏈的智能合約算法具有自我驗證、去中心化、可編程、不可篡改等特點[31].聯邦共識基于智能合約技術,具有訪問控制、非隱私聯邦數據交換、局部狀態修改、全局數據更新、意外情況處置等功能,為聯邦控制的自動化、安全、穩定、高效運行提供有效技術保障.

4) 基于區塊鏈的聯邦激勵為聯邦控制的維護和管理提供技術支持.激勵機制是區塊鏈的核心動力,通過將經濟因素集成到區塊鏈激勵層[26],區塊鏈實行快速、穩定、正向的激勵發行和分配機制,以促進維護與管理.聯邦激勵建立良好的激勵體系,平衡聯邦控制中心和聯邦控制節點之間的利益關系,促進聯邦節點的活躍度,提高聯邦系統的維護和管理任務效率.

5) 基于區塊鏈的聯邦數據結構為聯邦控制數據提供數據存儲和互聯算法支持.區塊鏈中數據結構有兩個特點:1) 數據以區塊結構存儲,2) 區塊以鏈式網絡互聯.聯邦控制中,我們也可以借鑒區塊結構存儲聯邦數據,通過指針實現調用,解決聯邦數據異構、網絡不兼容所帶來的數據交叉融合問題.

此外,也可借鑒鏈式網絡搭建聯邦控制網絡,使得聯邦數據具有可追溯、不可篡改的特點.具體實現可以將控制指令以區塊結構存儲,通過上鏈機制實時加入聯邦鏈式網絡中,可以保證控制指令的可追溯與不可篡改;或者在聯邦節點端采用聯邦鏈式網絡進行聯邦節點的網絡互連,以保證聯邦數據的可追溯與不可篡改.

基于區塊鏈結構的聯邦鏈式網絡更新流程如圖6 所示:1)聯邦節點經準入連接至聯邦控制中心,加密下載當前聯邦控制指令n-1;2)聯邦節點執行節點控制,并將非隱私聯邦數據加密回傳至聯邦控制中心;3)聯邦控制中心執行中心控制,生成聯邦控制指令n;4)聯邦控制指令n上鏈加入聯邦鏈式網絡,完成聯邦節點控制指令更新.

圖6 基于區塊鏈的聯邦鏈式網絡Fig.6 Blockchain based federated-chain network

目前,區塊鏈2.0 和區塊鏈3.0 技術中發展出有向無環圖的網絡互聯模式,使得多元化的聯邦控制網絡互連結構成為可能.此外,隨著新型的跨鏈、側鏈技術[32]的發展與成熟,基于區塊鏈的聯邦控制技術將會面對更多更廣泛的應用場景.聯邦鏈式結構根據去中心化程度可劃分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈,我們可根據實際系統及應用場景選擇合適的鏈式結構[33].

4 聯邦控制應用場景

聯邦控制作為一種新型的面向隱私保護及信息安全特點的分布式控制策略,可以應用到社會經濟、城市建設、國家安全等注重信息安全和數據權益保護的應用領域.本章節,我們將從工程控制和社會控制兩個領域應用實際出發,分別舉例說明聯邦控制的應用場景.

4.1 智慧城市交通

智慧城市交通建設利用新一代的信息科學技術,對交通管理、交通運輸、車輛管理、公共出行等交通領域全過程進行智慧化管理與調控,提高交通運行效率和管理水平,建成 “髙效、安全、環保、舒適、文明” 的智慧交通與運輸體系,為個人、企業和交通管理部門提供實時、準確、全面、充分的信息與決策支持,是國家 “十四五” 發展規劃的重點工作之一.

智慧城市交通建設經歷了數字化、網絡化、智能化的三個發展階段,隨著5G、物聯網等先進信息技術的發展,智慧城市的建設進入 “萬物互聯” 的新階段.然而以車聯網為代表的智慧交通[34]建設受制于信息安全難保證、標準和結構不統一、成本昂貴、法律不完善等現實約束,發展進入瓶頸.我們認為,關注數據隱私與信息安全的聯邦控制策略,可為車聯網、智慧交通、乃至智慧城市建設提供發展新思路.我們將具體說明聯邦控制在車聯網系統中的應用實例.車聯網中的每臺車都可看作一個高速移動的復雜信息系統,通過傳感器技術、衛星定位技術、遙感、射頻識別技術等信息技術,將車輛內、外的動態信息存儲于車機終端,以實現 “人-車-路-云”之間的數據分析、信息交互、決策制定等功能,是一個典型的 “人在環路中” 信息物理社會系統[35].

圖7 為基于聯邦控制框架的車聯網系統,其中聯邦控制中心和聯邦節點均采用基于區塊鏈的聯邦鏈式網絡互連結構.具體的聯邦控制實現過程為:第一步,車機子系統構成的聯邦鏈式網絡經準入模式接入網絡層,下載當前控制指令n-1;第二步,聯邦節點端的聯邦鏈式網絡執行節點控制,完成本地數據和狀態更新;第三步,非隱私聯邦數據加密上傳至聯邦控制中心;第四步,聯邦控制中心執行中心控制產生新的控制指令n,上鏈加入到中心端的聯邦鏈式網絡;第五步,車機子系統下載最新的控制指令n.值得注意的是,圖7 描述的節點控制以ACP驅動的平行控制實現,結合其他控制理論和方法,聯邦節點的節點控制可以有多種不同的實現形式.值得指出的是,車聯網聯邦控制系統可以通過跨區域分布式控制系統[36](DCS-DCS)的工業控制實現.

圖7 車聯網聯邦控制框架Fig.7 Framework of federated control in internet of vehicles

由于聯邦控制指令由聯邦鏈式網絡存儲,具有可追溯、不可篡改的特點,為車聯網控制提供安全、可靠的備份.隨著跨鏈、側鏈技術的成熟和發展,不同車聯網區塊鏈可以實現區塊內容的共享,促進基于區塊鏈的聯邦鏈式網絡車聯網系統的交叉融合,使超大規模車聯網系統的有效、安全、可靠搭建成為可能.

4.2 旅游市場營銷控制

營銷控制過程以衡量和評估營銷策略與計劃的結果為導向,采取不斷調整的反饋策略,最終達成營銷目標的實現.數據信息化技術的不斷發展為傳統市場營銷與管理帶來了新的挑戰.大數據時代的市場營銷控制面臨數據量多但有效數據有限、由于參與方多而帶來的數據格式混亂、結構不兼容等問題.此外,出于經濟利益、信息安全、法律風險等考慮,參與營銷策略制定各方數據共享被動且受限,存在大量不愿意共享、不敢共享、不能共享己方數據的情況,從而導致大型市場聯合營銷策略效果不佳.基于此,面向大數據時代的新型市場營銷控制方法亟待發展.

聯邦控制的方法為大數據時代零信任基礎的大型市場營銷場景提供了聯合營銷策略建模新思路.下面我們以旅游市場營銷控制為例,具體說明聯邦控制在旅游市場營銷控制的應用實例.旅游市場大型復雜系統可分解為天氣信息子系統(包括天氣數據、天氣預測、氣象災害預測等模塊)、交通運輸子系統(包括飛機、火車、公共汽車、出租車、網約車、地鐵等流量信息、價格系統等)、通訊子系統(包括手機、移動電腦、臺式機終端接入信息等)、住宿子系統(酒店、賓館、民宿定價、流量、訂購信息等)、景點子系統等.聯邦控制模型如圖8 所示.首先,各聯邦節點經準入連接至聯邦控制中心,下載聯邦控制指令;接著,聯邦節點執行節點控制,更新本地數據和狀態信息;然后,將非隱私聯邦數據加密上傳至聯邦控制中心;最后,聯邦控制中心執行中心控制,實現系統狀態更新,生成、發布最新控制指令,完成聯邦控制.

圖8 旅游市場聯邦控制模型Fig.8 Federated control model of tourist marketing systems

5 結語

本文提出一種新型控制理論框架—聯邦控制,可在保證數據隱私和信息安全的前提下,以基于區塊鏈的聯邦安全、聯邦共識、聯邦合約、聯邦激勵和平行系統理論等作為具體實現的技術支撐,為零互信基礎大型復雜系統提供高效、快速、安全、可靠的控制策略,應對諸如智慧城市、車聯網、市場營銷管理等應用領域和應用場景.

聯邦控制的特色之處在于:1) 隱私聯邦數據僅限本地節點使用,從根本上保障了本地聯邦節點的信息安全與數據隱私;2) 非隱私聯邦數據兩權分離,既是數據權益保護的有效補充,也提高了聯邦控制策略的全局有效性和精確性;3) 靈活的準入與準出模式,增強了聯邦控制系統的動態性和抗風險能力;4) 派遣式的控制機制,提高了聯邦節點的控制效率與聯邦控制的可靠性.

聯邦控制理論并非天馬行空.信息安全和數據隱私的迫切需求播種下理想的種子,ACP 理論、信息安全技術的發展為之提供深厚的土壤,區塊鏈網絡、共識機制、跨鏈及側鏈技術不斷澆灌養分、迸發靈感,促進聯邦控制的發展演化.然而,聯邦控制的技術實現細節尚未完善,理論框架也仍有值得深入的地方.希望本文可以起到拋磚引玉的作用,引起業內專家學者關注控制方法中的隱私性和安全性,共同建立并完善聯邦控制、邦聯控制(Co-federated control)、聯邦生態的理論與體系,促進更多的應用場景開發及技術實現.