“黑盒”人脸识别攻击实现、区块链让志愿时成为资产 | FinTechathon 2020冠军故事

 

FinTechathon2020赛程回顾

“如何用技术让这个社会更完善，我觉得也应该是一件很有意思的事情。”

对于这群带着互联网基因出生的“原住民”来说，他们有更多的勇气和信心去改善这个社会：技术几乎改变了一切，短短几十年的时间里，社交、电商、出行、餐饮，与每个人息息相关的领域都在迅速迭代进化。

这些意气风发的年轻人，拥有更敏锐的技术嗅觉和更长远的未来视野。在科技向前的进程里，只有触摸到生活中的支点，灵感迸发才真正成为可能。

2020年 8 月 10 日，由微众银行主办的FinTechathon 2020微众银行第二届金融科技高校技术大赛正式开启。本届大赛采用全线上挑战模式，覆盖海内外212所高等学府，集结逾700名高校精英学子。历时八十天的赛程， AI 赛道和区块链赛道各有 10 支队伍进入决赛答辩。

最终，来自北京理工大学的队伍 TAN's fellow 和来自华南师范大学的队伍紫荆路航空团脱颖而出，分别摘得人工智能赛道和区块链赛道的桂冠。

恰同学少年，探寻科技之“道

说到两支冠军团队的名字，其实都带有渊源，AI赛道冠军团队TAN's fellow 的团队导师姓谭，而fellow 俚语有小弟的意思，顾名思义，他们是谭老师的“弟子”，同时，队伍名称也谐音双关深度学习框架 TensorFlow。

TAN's fellow 三名成员均来自北京理工大学计算机学院，队长王亚杰研究兴趣在于人工智能的鲁棒性和脆弱性、人工智能安全等；队员周慧鹏主要研究方向为集成对抗攻击，在战队中负责算法设计与开发，另一名队员高先峰主要研究方向为人工智能安全，在战队中负责模型设计与调优。三个人各司其职，通力合作，这次大赛也让他们彼此增进了团队友谊。

AI赛道冠军 TAN's fellow 团队合影

区块链赛道冠军紫荆路航空团的队名取自校园主干道紫荆路，也沿用了来自同校的上届冠军团队“紫荆路tank团”的取名方式。因此，在前期取队名的时候，他们毫不犹豫地将“紫荆路”作为名字首选，在代表学校、代表团队的同时，又希望团队的力量像航空器一般，直上云霄。

紫荆路航空团的成员包括队长邹邦祺 ，队员唐焌景、谢智健、何嘉浩、吴清蓝五名同学，几位研究领域涵盖了区块链安全防护、边缘计算、联邦学习、机器学习等多方面。五人分工合作，最终交付了作品《时间银行区块链公益平台》，实现了志愿者累计服务时长转换为数字资产，通过区块链存证实现交易互惠。

区块链赛道冠军 紫荆路航空团 团队合影

云端对决，金融科技新可能

本次人工智能赛道的赛题是模拟人脸识别场景下的黑盒攻击方式，这曾让冠军团队TAN's fellow头疼不已，直呼攻克难度大，在比赛的前半程，他们并没有很好地实现攻破，而且因为第二名团队一直紧跟其后，队员们心理压力也不断增大，但在后半程中，通过采用更好的技术手段，团队成功实现攻破，在初赛排位中拔得头筹 。

TAN's fellow 的作品名称为：Fusing Attack ，是一种针对人脸识别系统的高性能的黑盒攻击。他们利用对抗样本的转移性开发了一种基于梯度的转移黑盒攻击作为比赛的解决方案。转移性指的是同一个对抗样本可以同时攻击多个模型的特性，利用转型性实现了在本地的模型上生成对抗样本来攻击目标黑盒模型。基于梯度表示利用梯度信息对对抗样本不断地进行迭代和优化，才能实现更好的攻击效果。

在攻击策略上，他们则采用了常用的提升模型泛化能力的手段来提升对抗样本的转移性。使用了输入多样性、模型的 Dropout 和多个模型的集成作为提升转移性的手段。

TAN's fellow的攻击策略

区块链冠军团队紫荆路航空团运用 FISCO BCOS 联盟链来实现“时间银行“的规划，由于方案本身涉及到志愿时长存取的过程，而区块链作为一个以交易驱动的信息系统，有着天生契合的机制。而现在的社会志愿组织基本上是各自为政的状态，FISCO BCOS 联盟链刚好可以提供一个多方参与的平台，在每一个组织里做的志愿都会得到整个联盟链上其他成员的认可，这是一个共赢的过程。同时，志愿组织间既实现了数据的互动，也可以在数据交换过程中建立信任。

紫荆路航空团的作品方案架构

在这个过程中，队员们还设定了服务定价指导机制，引入科学定价模型，即多劳多得，对于做了更多的更困难的志愿的人，就获得更多的志愿时。在研究定价的过程中，他们还用到了 WeCross 跨链技术实现志愿时异地“通存通兑”业务，利用智能合约构建分布式自治组织生态，完善公益生态体系。最后，整个时间银行交易所系统架构分为存储层、合约层、应用层和机制层， FISCO BCOS 以及相关开源解决方案对其进行了完美支撑。

紫荆路航空团的作品系统架构

上善若水，我们让更好发生

在做完最终路演后，AI冠军团队TAN's fellow队长王亚杰说：“之前我们觉得金融跟科技，好像就是类似于文科生和理科生的关系，差距还是比较大的，但是通过这次比赛，我们认识到科技完全是可以为金融服务的，之后也会多关注这方面的进展和相关研究的新消息。”诚然，在这场比赛中，攻破模型并不是最终的目的，研究攻击方法才能提高人脸核身的准确性和安全性，构建更完善、更安全的系统。

“我们做这个区块链的课题的初衷是记录每个人的善行，有次我的外婆在路上跌倒，没法自己用手机呼救，当时我就想是否可以通过简易的穿戴设备，通知受伤者的亲邻来帮忙。”来自区块链赛道的Keep Water队长王鑫表示，他们设想了公益积分的区块链模型，人们在社会中所给予的善行，可以通过积分的形式进行兑换其他激励。这次比赛给了队员更多的思考空间，去完善科技扬善的形式和途径。

Keep Water队长王鑫接受采访

回顾风起云涌的2020年，疫情之下，有人焦虑，有人犹豫，而有的人在沉思之后继续笃定前行。智慧医疗、大数据追踪、智能物流等新兴技术被运用到疫情防控之中。面对所有的时代语境，科技扬善成为了新的企业脉搏，也影响着科技进步的速度。

在本届大赛参赛队伍中，有不少作品都致力于以民生和公益为基点，希望建立度量“善意”机制，让善意有回报。紫荆路航空团谈到做“时间银行”这一项目的起因，来自于新闻中经常报道独居老人无人照料、医疗资源紧张、西部支教志愿者缺口大等问题，而这往往因为社会志愿服务缺乏激励机制，如何招募更多志愿者去帮助真正需要的人，就成了亟待解决的问题。那么时间银行究竟是什么呢？紫荆路航空团队长邹邦祺说，“它就是将我们做的志愿时，变成一种数字资产，将这种数字资产存到时间银行中，等到自己有需要的时候，就可以把时间取出来，换取别人为自己服务。我们创新了这样一个志愿服务模式，提供了一个跨时空的志愿服务的可能性。年轻的时候我为别人，到年迈的时候，别人可以为我。用这样的创新服务模式，来激励更多志愿者们来参与到志愿服务当中。”

精彩终章，也是崭新开篇之礼

本次比赛拉近了同学们和 AI、区块链技术以及金融行业的距离，也提供了一个亲自实现全新想法的舞台，经过嘉宾评委的点评和指导，同学们对于自己的作品落地也有了更多的思考。

本次大赛联合主办方深大微众金融科技学院院长张凯教授在颁奖礼中表示，“当金融和科技结合在一起时，可以释放出‘刺破苍穹’之力”，希望来自高校的金融科技学子们能充分挖掘自己的潜能，成为造福社会、造福民族、造福人类的栋梁人才。

<<  滑动查看更多赛事精彩回顾  >>