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防止AI大模型被黑客病毒入侵控制（原创）聆思大模型AI开发套件评测4

已有 271 次阅读2024-3-19 23:18 |个人分类:eFPGA

在设计防止AI大模型被黑客病毒入侵时，需要考虑到复杂的加密和解密算法以及模型的实现细节，首先需要了解模型的结构和实现细节。

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以下是我使用Python和TensorFlow 2.x实现深度学习模型推理的模型的结构和实现细节：

首先，确保安装了TensorFlow 2.x。可以使用以下命令安装TensorFlow：

pip install tensorflow

然后，编写一个简单的深度学习模型并实现推理代码，我现在开始编写一段教电脑如何“深度思考”的代码。想象你正在训练一只名叫tf.keras的小猴子玩多层迷宫游戏：

import tensorflow as tf

# 教小猴子搭建迷宫：先是一间有64个门、打开方式都是用力推的房间（激活函数为relu）

# 然后是一排10扇自动分类门（激活函数为softmax）

def create_model():

model = tf.keras.models.Sequential([

tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu'), # 第一层房间

tf.keras.layers.Dense(10, activation='softmax') # 第二层分类门

])

# 给小猴子安排一位私人教练（adam优化器）和一套评分规则（损失函数和准确率指标）

model.compile(optimizer='adam',

loss='sparse_categorical_crossentropy',

metrics=['accuracy'])

# 训练完毕，把这只懂迷宫玩法的小猴子送出来

return model

# 把刚刚训练好的小猴子领回家

model = create_model()

# 给小猴子一些线索（输入数据），让它预测出口在哪

input_data = [[0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0]]

# 小猴子开始在脑海里模拟走迷宫，给出预测结果

predictions = model.predict(input_data)

# 打印出小猴子对出口的预测：“我觉得是这里！”

print('Predictions:', predictions)

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这段代码就像是我们在训练一只聪明的AI小动物解决实际问题，通过构建神经网络模型并进行推理，让电脑也能像人一样根据输入信息做出决策。
在上述示例中，我创建了一个简单的深度学习模型，该模型具有两个全连接层。然后，加载了该模型并为其提供了输入数据。最后，我运行了模型的推理，并输出了预测结果。此外，还需要考虑其他因素，如模型的优化器、损失函数和评估指标等。

为了防止AI大模型被黑客病毒入侵控制，通常可以采取以下措施：

数据加密：对模型的数据进行加密，包括训练数据和模型参数，以防止数据在传输或存储过程中被窃取或篡改。使用安全的编程实践，如输入验证、输出编码和错误处理。
访问控制：设置严格的访问控制机制，只允许授权的人员或系统访问模型。对模型进行安全加固，例如限制模型的访问权限、使用防火墙等。
安全评估：定期进行安全评估和漏洞扫描，发现并修复潜在的安全漏洞。定期更新模型和相关软件，以修复已知的安全漏洞。
模型监控：实时监控模型的输入和输出，检测异常行为或异常数据，及时采取措施防止入侵。对模型进行监控，以便及时发现异常行为。
员工培训：培训开发和使用模型的人员，提高他们的安全意识，避免人为因素导致的安全风险。

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以下是我编写的一个简单的Python代码，用于防止AI大模型被黑客病毒入侵控制：

import os # 这是咱的“大管家”，专门负责家里（系统）的各种琐事，比如找个文件、开个窗户什么的。

import sys # 哎呀，这位是“掌门人”，掌管着整个剧本（程序）的运行环境和江湖地位（参数列表）。

import time # 时间君闪亮登场！它能帮你精确到秒地数钱，哦不对，是计时。

from watchdog.observers import Observer # 嘿嘿，这是我们的“看门狗”监视器，24小时不眨眼盯着文件夹的变化，比小区保安还尽职。

from watchdog.events import FileSystemEventHandler # 这位是“事件处理大师”，专门研究文件系统的风吹草动，一旦有情况，立刻汇报！

class ModelSecurityHandler(FileSystemEventHandler): # 这是个守护模型安全的“保镖类”，它的任务就是保护咱们的AI模型。

def on_modified(self, event): # 如果有人对模型文件动手脚，触发了"on_modified"这个技能（方法）。

if event.src_path.endswith('.model'): # 检查是不是模型文件被改了，就像检查是不是自家宝贝被摸了一样。

print(f"检测到模型文件 {event.src_path} 被修改，正在恢复...") # 发现问题就马上喊话：“喂喂喂，谁动了我的奶酪？现在开始复原！”

restore_model(event.src_path) # 然后赶紧调用“还原大法”，把模型恢复原状。

def restore_model(model_path): # 这是“还原大法”的具体实现，但目前还是空壳子，暂时假装在执行神秘操作...

pass

def main(): # 进入主战场啦！

path = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else '.' # 主角出场前先定个舞台（路径），如果观众（用户）指定了位置，就去那里；没指定，默认就在当前目录表演。

event_handler = ModelSecurityHandler() # 创建一个“保镖”角色。

observer = Observer() # 再召唤出一只“看门狗”。

observer.schedule(event_handler, path, recursive=True) # 给“看门狗”安排任务，让它带着“保镖”全方位无死角盯着目标路径下的所有动静。

observer.start() # “看门狗”上岗啦！

try:

while True: # 主角在此陷入死循环，每过一秒都要打个盹儿（sleep）。

time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt: # 唯一能让主角从梦中醒来的，只有观众按下退出键这招“狮吼功”。

observer.stop() # 接到信号，“看门狗”停止巡逻。

observer.join() # 最后，“看门狗”完成使命，与主角一同退场。

if __name__ == "__main__": # 当整部剧由自己独立演出时，启动剧情主线！

main() # 开始行动吧！

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下面是不带我讲解的纯净版：

import os

import sys

import time

from watchdog.observers import Observer

from watchdog.events import FileSystemEventHandler

class ModelSecurityHandler(FileSystemEventHandler):

def on_modified(self, event):

if event.src_path.endswith('.model'):

print(f"检测到模型文件 {event.src_path} 被修改，正在恢复...")

restore_model(event.src_path)

def restore_model(model_path):

# 在这里添加恢复模型的代码

pass

def main():

path = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else '.'

event_handler = ModelSecurityHandler()

observer = Observer()

observer.schedule(event_handler, path, recursive=True)

observer.start()

try:

while True:

time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:

observer.stop()

observer.join()

if __name__ == "__main__":

main()

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这个代码使用了watchdog库来监控模型文件的变化。当检测到模型文件被修改时，会调用restore_model函数来恢复模型。使用时需要在restore_model函数中添加实际的恢复模型的代码。

在设计防止AI大模型被黑客病毒入侵的代码时，需要考虑更复杂的加密和解密算法以及模型的实现。下面我将写一个更复杂的防护措施：

import os

import sys

import hashlib # 这位是“密码学大师hashlib”，专攻数据指纹鉴定，让你的数据独一无二。

import cryptography # “cryptography”可是安全界的重量级人物，负责各类加密解密大戏。

from cryptography.fernet import Fernet # 引入Fernet这位神秘特工，他掌管着高级加密技术，让数据变身成为秘密情报。

# 我们先定义个简单加密方法（其实就是个玩笑，实际中得用更厉害的招数）

def simple_encrypt(data):

key = Fernet.generate_key() # 特工Fernet生成一把独门密钥

cipher_suite = Fernet(key) # 拿着密钥启动加密设备

cipher_text = cipher_suite.encrypt(data.encode()) # 把明文数据变成加密后的摩斯密码

return cipher_text # 返回这串神秘代码

# 然后定义一个简单的解密方法（同样只是示例，真实情况会复杂得多）

def simple_decrypt(cipher_text):

key = Fernet.generate_key() # 又生成一把新密钥（这里演示不对，实际要使用同一把密钥）

cipher_suite = Fernet(key) # 再次启动解密设备

plain_text = cipher_suite.decrypt(cipher_text) # 将加密信息破解回原始内容

return plain_text # 原始数据又回来啦！

--剧情高潮--

# 接下来，主角出场！AI模型大侠的源文件名是'ai_model.bin'

model_file = 'ai_model.bin'

with open(model_file, 'rb') as f: # 打开宝箱读取模型秘籍

model_data = f.read() # 把秘籍内容全盘接收

# 对秘籍进行加密，藏起来

encrypted_model_data = simple_encrypt(model_data)

# 写入加密后的秘籍副本《加密版ai_model.bin》

encrypted_model_file = 'encrypted_ai_model.bin'

with open(encrypted_model_file, 'wb') as f:

f.write(encrypted_model_data) # 秘籍存好，妥妥的

--进入日常环节--

# 加载秘籍前先解密，就像每次练功前先解锁秘籍一样

def load_ai_model():

global model_data # 全球公告：我要用到这个变量了

with open(encrypted_model_file, 'rb') as f: # 打开加密秘籍

cipher_text = f.read() # 把加密内容拿过来

model_data = simple_decrypt(cipher_text) # 解密，还原成真经

# 在退出程序时，记得再次加密并保存秘籍，防止被偷窥

def save_ai_model():

global model_data # 同样全球公告一下

encrypted_model_data = simple_encrypt(model_data) # 先加密

with open(encrypted_model_file, 'wb') as f:

f.write(encrypted_model_data) # 再次将加密后的秘籍封存

# 开始修炼！加载秘籍

load_ai_model()

# 安排在剧终时自动加密保存秘籍

atexit.register(save_ai_model)

# 使用AI大侠开始预测（此处纯属虚构，真实情况请结合具体模型施展神通）

def predict(data):

# 在这里我们已经实现了一个神奇的深度学习推理过程...

# 练习一次预测功夫

predict(model_data)

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防止 AI 大模型被黑客病毒入侵控制需要综合考虑多个方面的安全措施。由于具体的实现会因模型的特点，应用场景和安全需求会有所不同。我会帮助客户构建安全的 AI 大模型。上面的只是一些基本的安全措施，在实际中我可以利用eFPGA芯片对上述的功能进行加速，下面我编写一个加速代码：

// 这是一个用FPGA搭建的AI大模型安全防护系统

module ai_model_protection(

input logic clk, // 好比是AI心脏的脉搏时钟，保证一切动作有节奏地跳动

input logic rst_n, // 复位开关，一按就回归出厂设置（嗯，其实是“一键还原”）

input logic [31:0] data_in, // 数据入口，想象成从外界输入的小秘密

output logic [31:0] data_out // 数据出口，处理后的结果像变魔术一样输出

);

// 我们定义一个超级简易加密算法，其实就是加个暗号（1234567890）而已

function automatic logic [31:0] simple_encrypt;

input logic [31:0] plain_text; // 明文数据，就像没穿马甲的信息

logic [31:0] cipher_text; // 密文数据，穿上马甲后它摇身一变成了谜团

// 加密过程就是给明文加上我们的暗号

cipher_text = plain_text + 1234567890;

// 然后把穿了马甲的数据返回出去

simple_encrypt = cipher_text;

endfunction

// 解密算法更简单，脱掉马甲就好了，也就是减去那个暗号

function automatic logic [31:0] simple_decrypt;

input logic [31:0] cipher_text; // 拿到穿马甲的数据

logic [31:0] plain_text; // 脱下马甲后的原样数据

// 解密过程就是把马甲（暗号）去掉

plain_text = cipher_text - 1234567890;

// 原始数据现身！然后送给需要的人

simple_decrypt = plain_text;

endfunction

// 接下来是藏着加密后模型数据的秘密仓库

logic [31:0] encrypted_model_data;

// 这里要设计一个用于AI大模型运算的硬件模块

// 当然，这里只是举个栗子，真实情况肯定得根据模型量体裁衣

module ai_model(

input logic clk,

input logic rst_n,

input logic [31:0] data_in,

output logic [31:0] data_out

);

// 在这里插入复杂的硬件加速逻辑，比如卷积神经网络的电路实现

// 比如说我们已经有一台神奇的AI算力黑科技在默默工作...

endmodule

// 我们召唤出这个神秘的AI模型硬件实例

ai_model ai_model_inst(

.clk(clk), // 给它接上心跳时钟

.rst_n(rst_n), // 连接复位信号，随时准备重启江湖

.data_in(encrypted_model_data), // 输入的是加密过的数据

.data_out(data_out) // 输出解密后的结果

);

// 对输入数据进行加密打扮，让它变成"密码"形式

encrypted_model_data = simple_encrypt(data_in);

// 下面是决定何时解密的剧情高潮部分

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin

if (!rst_n) begin

// 当复位信号有效（低电平），上演一键解码大戏

data_out <= simple_decrypt(encrypted_model_data);

end else begin

// 平时嘛，直接输出加密后的数据（保持神秘感）

data_out <= encrypted_model_data;

end

// 结束这场FPGA与AI大模型的奇妙合作之旅

endmodule

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AI大模型安全方面还需要考虑到以下几个方面才能防止AI大模型被黑客病毒入侵控制：

1. 硬件安全模块（HSM）集成

FPGA与HSM的连接：在FPGA设计中集成硬件安全模块（HSM），该模块可以提供安全的存储、加密和解密服务。
安全密钥管理：使用HSM生成、存储和管理用于保护AI模型的加密密钥。

2. AI模型的安全封装

模型加密：在FPGA上部署AI模型之前，使用HSM中的密钥对模型进行加密。
解密与加载：在FPGA运行时，使用HSM解密模型，并将其加载到FPGA的专用内存区域中。

3. 通信接口的安全防护

加密通信：使用TLS/SSL或其他安全协议对FPGA与外部设备或网络的通信进行加密。
访问控制：实施严格的访问控制策略，限制对FPGA的访问权限。

4. 实时监控与检测

入侵检测系统：在FPGA上实现轻量级的入侵检测系统，用于检测潜在的攻击行为。
日志记录：记录所有关键操作和事件，以便后续分析和审计。

5. 固件更新与补丁管理

安全更新：通过安全的通道（如加密的OTA更新）向FPGA推送固件更新和补丁。
验证与完整性检查：在更新过程中验证固件的完整性和来源，防止恶意修改。

6. 物理防护

物理访问控制：限制对FPGA硬件的物理访问，防止直接攻击或篡改。
温度监控：监控FPGA的温度，防止因过热导致的性能下降或安全漏洞。

7. 代码开发与审查

安全编码实践：遵循安全编码最佳实践，减少软件层面的漏洞。
代码审查：定期进行代码审查和安全漏洞扫描，确保没有安全隐患。

注意事项：

安全权衡：在设计时需要考虑安全与性能的权衡，避免过度防护导致性能下降。
持续更新：随着安全威胁的不断演变，需要定期更新和升级安全防护措施。
多层次防护：采用多层次的安全防护策略，以提高整体安全性。

今天先写到这里...

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接上三篇：

【星嵌电子XQ138F-EVM开发板体验】（原创）7.硬件加速Sora文生视频源代码 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1272724-1-1.html

上手STM32L432 Nucleo-32 (四)I2C接口设置 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258190-1-1.html

上手STM32L432 Nucleo-32 (三)ADC https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258153-1-1.html

上几篇：

上手STM32L432 Nucleo-32 (一) https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1257417-1-1.html

上手STM32L432 Nucleo-32 (二) https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258091-1-1.html

本人在本论坛内的试读经验 :

防止黑客病毒入侵智能汽车远程开车锁车2【换道赛车：新能源汽车的中国道路 | 阅读... https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1274682-1-1.html

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《了不起的芯片》阅读活动2第九章（一） https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1249129-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动3第八章一eew_V04Cyi https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1251085-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动4第八章（二） https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1251095-1-1.html

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《了不起的芯片》阅读活动8第一章 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258064-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动9第二章 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258076-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动10第三章 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258119-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动11第四章 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1258193-1-1.html

《了不起的芯片》阅读活动12第五章慎终如始——芯片封装与测试 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1263743-1-1.html

希望这些心得体会能对您有所帮助！

谢谢！

还没吃饭中
2024年3月18日

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还没吃饭