作者:Quang Tung Thai, Namseok Ko, Sung Hyuk Byun, Sun-Me Kim
论文摘要原文:
Blockchain technology allows public parties to agree on a common state without relying on a central authority. Despite it brings many innovative use cases, the technology is still in its early stage that needs improving on many aspects. One of the issues is to deliver blockchain data more efficiently. Named Data Networking (NDN), a new network paradigm, is designed to make content distribution with ease by enabling in-network caching and built-in multicasting, which blockchain technologies can take advantage. Moreover, blockchain may contribute to extending NDN application ecosystems including decentralized applications. Therefore, it is instrumental to have a working blockchain system that runs on NDN platform to supports its research and development.
In this work, we design and implement an NDN-based Ethereum blockchain platform. We propose new protocols for propagating blockchain data making full use of NDN features for the delivery of transactions and blocks. Our experiments show that the distribution of blockchain data in NDN is more efficient than that of IP network. The latency of block delivery is also reduced, which in turn supports tuning blockchain parameter for better security. Our developed blockchain client is freely distributed as an open-source project. We hope that it can provide a platform to foster blockchain research on NDN in the future.
论文摘要中文:
区块链技术允许公共各方在不依赖中央权威的情况下就共同状态达成一致。尽管它带来了许多创新的用例,但该技术仍处于早期阶段,需要在许多方面进行改进。其中一个问题是如何更高效地交付区块链数据。命名数据网络(Named Data Networking,NDN)是一种新的网络模式,它通过支持网内缓存和内置多播来实现内容的分发,区块链技术可以充分利用这一点。此外,区块链可能有助于扩展NDN应用程序生态系统,包括分散式应用程序。因此,拥有一个在NDN平台上运行的工作区块链系统来支持其研究和开发是非常重要的。
Xuemin (Sherman) Shen (M’97–SM’02–F’09) received the Ph.D. degree in electrical engineering from Rutgers University, New Brunswick, NJ, USA, in 1990. He is a University Professor with the Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo, Canada. His research focuses on network resource management, wireless network security, Internet of Things, 5G and beyond, and vehicular networks. Dr. Shen is a registered Professional Engineer of Ontario, Canada, a Canadian Academy of Engineering Fellow, a Royal Society of Canada Fellow, a Chinese Academy of Engineering Foreign Member, and a Distinguished Lecturer of the IEEE Vehicular Technology Society and Communications Society.Dr. Shen served as the Technical Program Committee Chair/Co-Chair for IEEE Globecom’16, IEEE Infocom’14, IEEE VTC’10 Fall, IEEE Globecom’07, and the Chair for the IEEE ComSoc Technical Committee on Wireless Communications. Dr. Shen is the President of the IEEE ComSoc. He was the Vice President for Technical & Educational Activities, Vice President for Publications, Member-at-Large on the Board of Governors, Chair of the Distinguished Lecturer Selection Committee, and Member of IEEE Fellow Selection Committee of the ComSoc. Dr. Shen served as the Editor-in-Chief of the IEEE IoT JOURNAL, IEEE Network, and IET Communications.
Nei Kato
Nei Kato is a full professor and the Dean with Graduate School of Information Sciences, Tohoku University. He has researched on computer networking, wireless mobile communications, satellite communications, ad hoc & sensor & mesh networks, UAV networks, smart grid, AI, IoT, Big Data, and pattern recognition. He has published more than 500 papers in prestigious peer-reviewed journals and conferences. He is the Director of Magazine of IEEE Communications Society. He served as the Vice-President (Member & Global Activities) of IEEE Communications Society (2018-2021), the Editor-in-Chief of IEEE Network Magazine(2015-2017), and the Editor-in-Chief of IEEE Transactions on Vehicular Technology (2017-2021). He is a Distinguished Lecturer of IEEE Communications Society and Vehicular Technology Society, a Fellow of the Engineering Academy of Japan, a Fellow of IEEE, and a Fellow of IEICE.
摘要:大模型应用正在从生成式交互走向行动式协作。智能体不再只是回答问题,而是代表用户调用模型、访问内容、执行工具、写入状态并协调多个服务。这一变化使网络面对的核心问题从“端到端可达”扩展为“任务链路可控”:主体身份如何确认,委托授权如何传递,能力如何发现,内容如何鉴权,资源消耗如何归因,状态变更如何追踪。本文以智能体网络为中心对象,分析行动型智能体对未来网络体系结构提出的新要求,并将智能生态网络(Intelligent Eco Networking,IEN)放置在 Internet of Agents、DID、零信任、KDN、IBN、CATS 与大模型推理系统等相关技术线索中加以讨论。文章认为,IEN 的价值不在于替代上述技术方向,而在于为这些分散问题提供统一的跨层组织视角,将内容识别、知识驱动、可信协作、资源度量与价值导向纳入同一任务协同基础设施框架。 关键词:智能体网络;智能生态网络;未来互联网;知识驱动;可信协作;资源协同;计算感知路由
引言:从连接智能体到支撑智能体行动
近年来,Internet of Agents、Model Context Protocol、Agent2Agent Protocol、DID、零信任、CATS 以及大模型推理服务系统的发展表明,智能体时代的网络问题正在从端到端连通性扩展到身份委托、能力发现、内容授权、资源调度、状态追踪与审计归因。本文以行动型智能体任务链路为对象,讨论未来网络从“连通性支撑”走向“任务协同基础设施”的体系结构需求,并从 IEN 视角分析其跨层组织可能。 本文所称“智能体网络”,并非简单的多智能体聊天系统,而是由用户、智能体、模型服务、工具服务、数据服务、缓存节点与计算节点共同构成的任务协作网络。在这种网络中,请求不再只是一次输入输出,而是可能演化为一条跨主体、跨系统、跨资源域的行动链。 由此产生的核心变化是,网络不再只是连接端点的传输管道,而逐渐成为组织身份、内容、能力、资源与任务上下文的基础设施。若这一变化仍被完全留给应用层以临时方式处理,智能体系统的授权边界、资源成本、状态一致性和责任追踪都会变得难以控制。 本文的中心观点是,行动型智能体推动网络体系结构从“连通性支撑”转向“任务协同支撑”。IEN 的启发不在于替代 NDN/ICN、DID、零信任、CATS 或智能体协议,而在于将内容识别、知识驱动、可信协作、资源度量与价值导向放在同一网络生态视角下重新组织。与 NDN/ICN 更侧重内容命名、缓存与数据中心通信不同,本文关注的是行动型智能体任务链路中的委托、能力、状态、成本与责任归因问题。
IEN 2020 年论文将其概括为知识驱动和价值导向的未来互联网基础设施[7]。这一表述的关键不只是“智能化网络控制”,而是把网络看成由内容、主体、资源和价值关系共同构成的生态系统。相较于以地址、路径和转发为主要抽象的传统 IP 网络,IEN 更强调内容标识、授权关系、可信协作、资源度量和任务导向的动态组织。
后续 IEN II 继续强调知识驱动与价值导向的生态系统视角[8],IEN III 则提出共享网内计算基础设施的概念[9]。这些工作与当前大模型服务和算力网络具有可比性:在长上下文推理、KV cache 复用、异构 GPU 调度和跨节点服务编排中,计算、缓存、路由和资源状态已经难以分离。
这一定位有助于避免两种偏差,一是把智能体网络退化为应用层工作流编排,忽视网络基础设施的作用;二是把 IEN 表述为包打天下的封闭体系,忽视 DID、零信任、KDN、IBN、CATS 和大模型服务系统等相关方向的独立贡献。更有说服力的写法是:先定义智能体网络问题,再说明 IEN 为这些问题提供了统一组织框架。
四、知识驱动控制面的能力、意图与约束建模
本文所说的知识驱动,并不是指网络中存在一个集中式全局知识库,也不是简单把大模型接入控制面,而是指能力、意图、约束、资源状态和可信关系能够以机器可处理的形式进入调度与控制过程。若“知识驱动”要成为可操作的网络机制,就必须回答网络需要知道什么,以及这些知识如何影响决策。面向智能体网络,最关键的知识并非全局知识库,而是能够进入控制面和调度过程的能力、意图、约束与资源状态。 能力描述是智能体协作的入口。Agent Discovery 研究指出,大规模智能体协作需要能力表示、语义建模、可更新索引、上下文感知搜索、候选排序和组合机制[6]。这意味着智能体要发现的不再是某个 IP 地址,而是具有特定模型能力、工具能力、数据访问能力或执行能力的服务节点。 意图表达决定授权、路由和一致性策略。一次请求是读操作还是写操作,是短查询还是长上下文推理,是单工具调用还是多智能体协作,是可重试任务还是不可重复执行任务,这些差异直接影响缓存策略、审批要求、事务机制和审计粒度。 约束条件决定系统可接受的行动边界。智能体任务可能受到数据跨域限制、隐私合规要求、人工审批要求、预算上限、服务等级目标和用户策略约束。缺乏这些约束,调度系统只能依赖负载、时延或最短路径等少数指标,难以满足行动型任务的风险控制要求。 资源状态使知识驱动从语义层进入工程层。对大模型服务而言,可用 GPU、显存、队列长度、KV cache 位置、带宽、存储和失败率都会影响请求路由;对智能体任务而言,工具可用性、接口限额、内容权限和状态锁也会影响执行路径。知识驱动控制面需要把这些信息转化为可计算、可更新、可验证的决策输入。 KDN 和 IBN 为这一方向提供了重要参照。KDN 尝试将网络分析、机器学习与 SDN 控制结合起来,以优化网络行为[13];IBN 则强调用高层目标、策略和约束表达网络意图,而不是暴露底层配置命令[14]。IEN 与二者的差异在于,它并不只讨论控制优化,而是把知识驱动放在内容、可信、资源和价值关系共同作用的网络生态中。 因此,知识驱动控制面的实际价值不在于构建一个集中掌握全部信息的全局大脑,而在于让能力、意图、约束和资源状态能够以可计算形式参与网络决策。只有当这些信息进入调度过程,智能体请求才可能被路由到合适、可信、成本可控且权限清晰的协作者。
五、面向委托行动的身份授权与可追溯机制
在智能体网络中,身份验证和授权不再是一次性登录问题,而是持续存在于任务链路中的委托关系问题。一个智能体可能代表用户调用工具,工具再调用下游服务,下游服务进一步访问内容、缓存或数据库。链路中的每一步都需要回答请求主体是谁,授权从何而来,允许执行何种动作,执行结果能否被追踪。 DID Core 提供了可验证、去中心化身份标识的参照,但 DID 本身并不等同于完整授权系统[11]。零信任架构则将安全防护重点从静态边界转向用户、设备、应用和资源本身,强调访问请求需要持续评估和动态授权[12]。这些方向共同说明,智能体网络中的可信机制不能只依赖“内网可信”或“入口登录”。 IEN 相关内容鉴授权思路提供了一个更贴近网络流程的例子。内容在网络中被缓存、转发和复用时,授权不能只发生在应用入口,还需要嵌入内容请求、缓存命中、授权查询、内容返回和审计记录等环节[18]。这与智能体访问缓存数据、复用上下文或调用受保护工具的场景高度相关。 以办公智能体读取缓存文档为例,系统不能只判断该智能体能否连接缓存节点,还需要判断其代表的用户是谁,文档是否允许被该任务读取,缓存版本是否有效,后续工具调用是否继承该授权,以及整个链路是否可被审计。若其中任一环节缺失,智能体行动就可能出现越权访问、不可追踪复用或责任边界不清。 由此可见,面向智能体网络的可信机制需要从“主体身份”扩展到“委托链路”,从“访问控制”扩展到“内容与行动的联合授权”,从“日志记录”扩展到“跨节点可追溯”。IEN 的意义在于把这些机制放入同一网络生态框架中讨论,而不是把它们分别留给应用、安全和运维系统孤立处理。
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在数据源层面,作者并不只收集代码文件,而是有意识地保留与执行相关的信息,例如 Dockerfile、Shell 脚本、Markdown 文档和构建配置。对于领域任务,系统还额外引入外部上下文,例如 Hugging Face 数据、Linux 文档、图像、视频和网页链接等,使任务不局限于普通代码执行,而是覆盖数据处理、多模态、SQL、安全、QEMU、模型训练与评估、环境交互和 Web service 等不同场景。
进入大模型(LLM)与智能体互联网(Internet of Agents,IoA)时代后,传统网络架构的这种“语义与资源盲视”缺陷被进一步推向了台前。网络基础设施不仅要承担高带宽的数据搬运任务,还必须深度参与到计算与服务调度的闭环中。具体而言,大模型和智能体网络对新型基础设施提出了三方面前所未有的严苛挑战。
在大模型分布式训练侧,Meta等机构在利用RoCE(RDMA over Converged Ethernet)网络支撑大规模AI训练的工程实践中表明[14],单纯增加GPU数量已无法实现算力的线性扩展,网络层面的带宽瓶颈、拥塞控制与拓扑可靠性已直接成为训练效能的决定性因素。因此,未来的网络基础设施亟需具备“算力感知(Computing-Aware)”能力,使得请求的转发能够与节点的算力余量、内存状态及服务质量目标(SLO)实现端到端的协同调度。
2.2智能体协作场景下的动态信任边界与网内确权
随着智能体互联网(Internet of Agents,IoA)的快速演进,网络交互的主体正发生根本性的范式转移。早期的Agentic AI主要停留在只读(Read-only)的资料检索层级。而随着应用场景的深入,智能体开始进入读写(Read-write)的复杂工作流[11],具备了代表用户自动发现服务、调用跨域工具、修改系统状态的能力。
在传统 IP 网络或 IPv8 草案所设想的“成本因子路由(CF routing)”中,成本的度量依然局限于网络层本身的物理指标,如链路时延(RTT)、带宽、丢包率以及管理策略开销。即便当前 IETF CATS(算力感知网络)工作组尝试将计算状态引入流量引导,由于底层 IP 架构缺乏对传输语义的感知,其决策往往也是应用层与网络层相互割裂的“两阶段”拼接。
IEN 认为,在大模型分布式推理与泛在智算时代,“网络成本”的内涵已经发生了根本性的升维。它必须转变为一种涵盖“传输、计算、存储”的多维联合代价函数。 以大模型长上下文推理场景为例,用户的连续对话请求伴随着 KV Cache 状态的动态驻留。此时,盲目追求网络路径的最短 RTT 极易引发高昂的“冷节点重新计算成本”,而强行拉回中心智算集群,又会产生巨大的“跨网带宽挤占与数据回源成本”。
IEN 基于信息中心网络(ICN)原生路由机制,在底层建立了异构资源联合开销评估模型。网络路由决策不再仅仅算链路多快,而是将目的节点的功能函数可用性、当前 GPU 队列排队时延以及 KV Cache 缓存命中率统一转化为可度量的成本量纲。通过这种多维成本因子的底层融合,IEN 能够在网络转发层面直接权衡“在近端重新计算”与“去远端命中缓存”的综合能效比,从根本上化解了传统网络因“资源盲视”导致的算力孤岛与跨层振荡难题。
4.2 数据对象原生与网内动态确权
IPv8 草案在处理安全问题时,尝试将应用层的 OAuth2、JWT(JSON Web Token)等认证组件直接“下沉”打包进网络协议栈中。这一做法虽然看到了网络层身份缺失的痛点,但其实质依然属于“在管道上打补丁”。由于其认证机制是绑定在通信端点(主机地址)之间的,一旦数据内容脱离了原始服务器的物理边界、在网内发生高频缓存与二次分发,这种基于“通道安全”的信任链条就会瞬间瓦解。
在多智能体高自治交互的今天,Agent 正加速从“只读”走向“读写”的跨域协作,调用各类 API 并执行状态修改。如果安全机制依然依赖传统的边界防火墙或单点应用层登录,极易引发越权访问和全链路审计缺失。
IEN 引入零信任架构资产,将认证范式从传统的“通道安全”彻底推向了“对象安全”与“数据确权”的全新维度。在 IEN 数据面中,每一个被传输的数据块和智能体请求都原生地内嵌了去中心化标识和多层层次化数字签名。这意味着数据本身即具备“可信度”,无需依赖最外层的服务器通道。
当智能体的写操作或内容命中请求流经 IEN 缓存节点时,底层路由器能够沿着数据流向,在网内实时校验请求主体的身份合法性与授权链。这种伴随内容流转而触发的动态确权机制,为高度自治的 AI 协同网络拉起了一条不可篡改、全链路可追溯的内生安全边界。
4.3 面向“能力-意图-约束”的知识驱动
长久以来,“知识驱动网络”在传统 IP 语境下往往沦为一种概念化的宣称。传统路由协议(如 BGP、OSPF)的核心逻辑是机械式的规则匹配与静态拓扑收敛。即便引入了所谓的自动化运维或浅层的机器学习,由于控制面无法感知业务层的真实语义与意图,它依然只能在物理管道的转发规则里打转。
而在 IEN 的设计哲学中,知识驱动是底层架构能够动态响应大模型与智能体复杂业务约束的智能中枢。 IEN 结合知识定义网络的基本逻辑,将网络控制面重塑为一个能够持续运转、自我演进的“智能闭环系统”。这一系统的运行核心可以提炼为对“能力-意图-约束”多维网络图谱的在线求解。控制面通过网络遥测技术,实时感知全网节点的多维资源水位(网络拓扑、GPU 负载、KV Cache 分布)。网络层能够深度解析上层业务的意图。例如,自动识别当前的流量属于注重极低延迟的长上下文对话,还是严控访问权限的智能体跨域写操作。结合多方协同策略边界(资源合规性、用户预算限制等)。
[9] Yuntao Wang, Shaolong Guo, Yanghe Pan, Zhou Su, Fahao Chen, Tom H. Luan, Peng Li, Jiawen Kang, Dusit Niyato, Internet of Agents: Fundamentals, Applications, and Challenges, arXiv, 2025. https://arxiv.org/abs/2505.07176
最后,Table 6 使用 Llama-3-8B-Instruct 进一步验证模型泛化性。Q-Evolve 在 WebShop、ScienceWorld 和 AlfWorld 上都优于 SFT、ETO、KnowAgent、WKM 和 ETO plus MPO 等方法,说明该框架不是只对某一个 base model 有效,而是具有一定架构和规模迁移能力。