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VAP：用于AI飞行记录仪的通用框架

发布: (2025年12月18日 GMT+8 14:42)
11 min read
原文: Dev.to

Source: Dev.to

（请提供您希望翻译的正文内容，我将为您翻译成简体中文并保持原有的格式、Markdown 语法以及技术术语不变。）

介绍

2010年5月6日，道琼斯指数在几分钟内暴跌 1,000 点——抹去了 1 万亿美元 的市值。当监管机构展开调查时，他们遇到了一个根本性的问题：没有 防篡改的记录 能显示算法到底做了什么。

快进到今天。AI 系统每秒做出数百万个重要决策——交易算法、医学诊断、自动驾驶汽车、信用评分。几乎没有任何系统拥有自 1956 年以来飞机就配备的 黑匣子。

我们正在构建 VAP（可验证 AI 溯源框架）来改变这一现状。

每个 AI 系统都有日志。
但这些日志共享一个致命缺陷：它们可以 事后被修改。数据库条目可以被更改。时间戳可以被调整。记录可以被删除。当出现问题——而问题总是会出现——我们如何知道日志真实反映了发生的事情？

在大多数情况下，答案是 我们不知道。

我们信任。我们信任提供日志的公司没有修改它们。我们信任时间戳是准确的。我们信任没有遗漏任何内容。

但 信任不是证据。在 AI 系统运行速度超出人类理解的世界里，信任远远不够。

Source: …

什么是 VAP？

VAP（可验证 AI 溯源框架）是一个 跨领域元标准，用于对 AI 决策轨迹进行加密可验证的记录。可以把 VAP 看作是抽象规范，定义了 AI 飞行记录仪必须完成的功能——无论它是记录交易算法、自动驾驶车辆，还是医疗 AI 系统。

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│   VAP (Verifiable AI Provenance Framework)                  │
│   ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━─                  │
│   Cross-domain meta-standard                                │
│   Defines: what constitutes verifiable AI provenance        │
│                                                             │
│                          │                                  │
│                          │ maintained by                    │
│                          ▼                                  │
│                                                             │
│   VSO (VeritasChain Standards Organization)                 │
│   ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━──                  │
│   Standards body (like W3C for web, IETF for networking)    │
│                                                             │
│                          │                                  │
│                          │ publishes domain profiles        │
│                          ▼                                  │
│                                                             │
│   ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐          │
│   │   VCP   │ │   DVP   │ │   MAP   │ │   EIP   │   ...    │
│   │ Finance │ │  Auto   │ │ Medical │ │ Energy  │          │
│   └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

VAP 本身是 领域无关 的。具体领域的实现称为 Profiles（配置文件）。

配置文件领域用例
VCP（VeritasChain Protocol）金融算法交易审计轨迹
DVP（Driving Vehicle Protocol）汽车自动驾驶决策日志
MAP（Medical AI Protocol）医疗诊断 AI 可解释性
PAP（Public Administration Protocol）政府AI 辅助政策决策
EIP（Energy Infrastructure Protocol）能源智能电网 AI 监控

必需层

VAP 定义了 五个必需层，每个符合规范的实现都必须支持。基础层通过已验证的密码学原语确保防篡改证据：

算法用途状态后量子安全？
SHA3‑256哈希必需是
Ed25519签名必需否
DILITHIUM2签名未来是
UUIDv7时间顺序 ID必需不适用

密码敏捷性 是核心要求——所有 VAP 实现必须支持算法迁移，以应对不可避免的后量子转变。

决策上下文层（领域无关）

{
  "provenance": {
    "actor": {
      "type": "AI_MODEL",
      "identifier": "algo-v2.3.1-prod",
      "version": "2.3.1",
      "hash": "sha3-256:8f14e45f..."
    },
    "input": {
      "sources": ["market_data_feed", "risk_params_v4"],
      "timestamp": 1702900800000,
      "hash": "sha3-256:2c26b46b..."
    },
    "context": {
      "parameters": { "max_position": 10000, "risk_limit": 0.02 },
      "constraints": { "trading_hours": true, "circuit_breaker": false }
    },
    "action": {
      "type": "ORDER_DECISION",
      "decision": { "action": "BUY", "symbol": "AAPL", "quantity": 100 },
      "confidence": "0.87",
      "explainability": {
        "method": "SHAP",
        "factors": ["momentum_signal", "volume_surge", "sector_correlation"]
      }
    },
    "outcome": {
      "result": { "order_id": "ORD-123456", "status": "FILLED" },
      "timestamp": 1702900800050,
      "status": "SUCCESS"
    }
  }
}

Mapping to Domain‑Specific Implementations

VAP 抽象VCP（金融）DVP（汽车）MAP（医疗）
actorAlgorithm/TraderAutonomousSystemDiagnosticAI
inputMarketDataSensorData/LIDARPatientData/Imaging
contextRiskParametersEnvironmentConditionsPatientHistory
actionTradeDecisionDrivingActionDiagnosis
outcomeExecutionVehicleStateTreatment

完整性层

任何修改都可以通过数学方法检测到。下图展示了链式事件：

Event N‑1                     Event N                     Event N+1
┌─────────────────┐         ┌─────────────────┐         ┌─────────────────┐
│ event_id        │         │ event_id        │         │ event_id        │
│ prev_hash        │──────► │ prev_hash        │──────► │ prev_hash        │
│ payload_hash    │         │ payload_hash    │         │ payload_hash    │
│ signature       │         │ signature       │         │ signature       │
└─────────────────┘         └─────────────────┘         └─────────────────┘

每个事件都存储前一个事件的哈希值 (prev_hash)。修改任何早期的事件都会破坏链条，使篡改行为显而易见。

Bottom Line

VAP 为各行业的 AI 提供了标准化、密码学可验证的“flight recorder”。通过采用 VAP，组织可以从基于信任的日志记录转向基于证明的来源追踪，确保在自主决策时代实现问责、可审计性和韧性。

Source: …

VAP 概述

sh ──────┼────────►│ prev_hash ──────┼────────►│ prev_hash       │
│ payload         │         │ payload         │         │ payload         │
│ signature       │         │ signature       │         │ signature       │
└─────────────────┘         └─────────────────┘         └─────────────────┘
        │                           │                           │
        └───────────────────────────┼───────────────────────────┘
                                    ▼
                            ┌─────────────┐
                            │ Merkle Root │
                            │ (Anchored)  │
                            └─────────────┘
  • 哈希链 将每个事件链接到其前驱。
  • Merkle 树 实现高效的批量验证。
  • 外部锚定 提供独立的时间戳证明。

高频计时（亚毫秒精度）

{
  "timing": {
    "event_time": 1702900800123456789,
    "clock_source": "PTP",
    "uncertainty_ns": 100,
    "sync_status": "LOCKED"
  }
}

VAP 时间精度层级

层级来源精度使用场景
1GPS/PTP≤ 1 µs高频交易、自动驾驶车辆
2NTP≤ 10 ms一般企业
3系统时钟尽力而为开发 / 测试

符合 GDPR 的加密粉碎

{
  "retention": {
    "policy_id": "GDPR-STANDARD-7Y",
    "retention_period_days": 2555,
    "deletion_method": "CRYPTO_SHRED",
    "key_escrow": "HSM_CLUSTER_EU"
  }
}

当必须删除数据时，销毁加密密钥 而不是记录本身。数据将从数学上不可恢复，同时哈希链保持完整，以供审计使用。

  • 欧盟 AI 法案第 12 条 – 要求对高风险 AI 系统进行防篡改日志记录（实施时间 2026‑2027）。
  • MiFID II – 强制对算法交易进行详细记录；VAP 能证明这些记录不可篡改。
  • GDPR 第 17 条 – “被遗忘权” 与不可变日志产生冲突；VAP 的加密粉碎解决了这一矛盾。

“当 AI 系统造成伤害时，第一道防线总是：‘我们并不确切知道发生了什么。’
VAP 消除了这个借口。每一次决策、输入和输出都被加密链接并可独立验证。

一种统一的溯源语言让交易公司、医院和自动驾驶汽车制造商能够使用相同的审计就绪方言，从而实现：

  • 跨领域审计工具
  • 引用单一标准的监管框架
  • 具备可验证证据的保险与责任体系
import hashlib
import json
import uuid
from datetime import datetime
from typing import Optional

class VAPEvent:
    def __init__(
        self,
        event_type: str,
        actor_id: str,
        payload: dict,
        prev_hash: Optional[str] = None,
    ):
        self.event_id = str(uuid.uuid7())               # RFC 9562 时间顺序 UUID
        self.timestamp = datetime.utcnow().isoformat() + "Z"
        self.event_type = event_type
        self.actor_id = actor_id
        self.payload = payload
        self.prev_hash = prev_hash or "GENESIS"
        self.hash = self._compute_hash()

    def _compute_hash(self) -> str:
        # RFC 8785 规范化 JSON
        canonical = json.dumps(
            {
                "event_id": self.event_id,
                "timestamp": self.timestamp,
                "event_type": self.event_type,
                "actor_id": self.actor_id,
                "payload": self.payload,
                "prev_hash": self.prev_hash,
            },
            sort_keys=True,
            separators=(",", ":"),
        )
        return hashlib.sha3_256(canonical.encode()).hexdigest()

    def to_dict(self) -> dict:
        return {
            "event_id": self.event_id,
            "timestamp": self.timestamp,
            "event_type": self.event_type,
            "actor_id": self.actor_id,
            "payload": self.payload,
            "prev_hash": self.prev_hash,
            "hash": self.hash,
        }

class VAPChain:
    def __init__(self):
        self.events = []
        self.last_hash = None

    def append(self, event_type: str, actor_id: str, payload: dict) -> VAPEvent:
        event = VAPEvent(
            event_type=event_type,
            actor_id=actor_id,
            payload=payload,
            prev_hash=self.last_hash,
        )
        self.events.append(event)
        self.last_hash = event.hash
        return event

    def verify_integrity(self) -> bool:
        """验证整个链的完整性。"""
        for i, event in enumerate(self.events):
            # 重新计算哈希
            if event._compute_hash() != event.hash:
                return False
            # 验证链路
            if i > 0 and event.prev_hash != self.events[i - 1].hash:
                return False
        return True

# ----------------------------------------------------------------------
# 使用示例
# ----------------------------------------------------------------------
if __name__ == "__main__":
    chain = VAPChain()

    # AI 决策事件
    chain.append(
        event_type="AI_DECISION",
        actor_id="trading-algo-v2",
        payload={
            "input_hash": "sha3-256:abc123...",
            "decision": "BUY",
            "confidence": 0.87,
            "factors": ["momentum", "volume"],
        },
    )

    # 执行事件
    chain.append(
        event_type="EXECUTION",
        actor_id="broker-gateway",
        payload={
            "order_id": "ORD-12345",
            "status": "FILLED",
            "price": 150.25,
            "quantity": 100,
        },
    )

    # 验证链
    print(f"链有效性: {chain.verify_integrity()}")

    # 篡改检测演示
    chain.events[0].payload["decision"] = "SELL"   # 篡改！
    print(f"篡改后链有效性: {chain.verify_integrity()}")

VAP 标准化路线图

目标时间表状态
IETF Internet‑Draft2025 Q3计划中
ISO/TC 68 (Financial Services)2026计划中

ISO/IEC JTC 1/SC 42 (AI)

2026‑2027 – 计划中

IEEE 标准协会

2027+ – 正在审议

VeritasChain (VAP) – 开源 (CC BY 4.0)

我们正在寻找以下领域的贡献者：

  • 领域专家 – 帮助编写配置文件规范（医疗、汽车、能源）
  • 密码学家 – 审核后量子迁移路径
  • 开发者 – 用其他语言构建 SDK
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网站:
GitHub:
技术联系人:
标准联系人:

最终思考

每个关键基础设施最终都会配备“黑匣子”——但只有在灾难让我们认识到需要它之后。

  • 航空业在1956年大峡谷相撞事故中失去128人后才领悟到这一点。
  • 核能在“三里岛”和“切尔诺贝利”事故中吸取了教训。

我们这一代正在构建能够比人类思考更快做出决策、影响数十亿人生活的 AI 系统。

我们可以等到 AI 版的飞机失事，or 我们现在就构建黑匣子。

The choice is ours.

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