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网络安全遇上人工智能:综述 Review Article

Jian-hua LI

《信息与电子工程前沿(英文)》 2018年 第19卷 第12期   页码 1462-1474 doi: 10.1631/FITEE.1800573

摘要: 网络安全人工智能技术有着广泛的交叉。一方面,可以将人工智能技术(如深度学习)引入网络安全领域,构建智能模型,实现恶意代码检测、入侵检测和威胁情报感知等。另一方面,人工智能模型面临针对样本、学习过程和决策等的各种威胁。因此,人工智能模型需要网络安全防护技术来对抗各类攻击,实现隐私保护机器学习以及安全的联合深度学习等。本文对人工智能网络安全交叉研究进行综述,首先总结现有利用人工智能技术对抗网络攻击的研究工作,包括采用传统机器学习技术和深度学习技术在对抗网络攻击方面的应用和效果。然后总结和分析人工智能会遭受的对抗攻击,对现有针对对抗攻击防御方式进行归类,分析各自特点。最后,从构建加密神经网络和实现安全联合深度学习两个方面阐述现有工作中构建安全人工智能系统的方案。

关键词: 网络安全人工智能攻击监测防御技术    

基于人工智能网络空间安全防御战略研究

贾焰,方滨兴,李爱平,顾钊铨

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 98-105 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.003

摘要:

网络空间是继陆、海、空、天之后的第五大活动空间,维护网络空间安全是事关国家安全、国家主权和人民群众合法权益的重大问题。随着人工智能技术的飞速发展和在各领域的应用,网络空间安全面临着新的挑战。本文分析了人工智能时代网络空间安全面临的新风险,包括网络攻击越来越智能化,大规模网络攻击越来越频繁,网络攻击的隐蔽性越来越高,网络攻击的对抗博弈越来越强,重要数据越来越容易被窃取等;介绍了人工智能技术在处理海量数据、多源异构数据、实时动态数据时具有显著的优势,能大幅度提升网络空间防御能力;基于人工智能网络空间防御关键问题及技术,重点分析了网络安全知识大脑的构建及网络攻击研判,并从构建动态可扩展的网络安全知识大脑,推动有效网络攻击智能化检测,评估人工智能技术安全性三个方面提出了针对性的发展对策和建议。

关键词: 人工智能网络空间安全网络攻击网络防御    

人工智能赋能网络攻击安全威胁及应对策略

方滨兴,时金桥, 王忠儒,余伟强

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 60-66 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.002

摘要:

人工智能(AI)在为社会进步带来显著推动效应的同时,也在促进网络空间安全领域的重大变革,研究AI 和网络空间安全结合带来的安全问题具有迫切意义本文采用自顶向下的分析方法,从加剧现实安全威胁、催生新型安全威胁两个角度分析了AI 和网络空间安全结合带来的政治安全、经济安全、社会安全、国防安全等重大问题,提炼了自主化规模化的拒绝服务攻击智能化高仿真的社会工程学攻击智能化精准化的恶意代码攻击等新型威胁场景,总结了环境自适应隐蔽攻击、分布式自主协作攻击、自我演化攻击等未来发展趋势。为有效应对AI 赋能网络攻击安全威胁,建议从防范安全威胁、构建对等能力角度加强智能网络攻防体系建设和能力升级;加强AI 安全数据资产的共享利用,采取以数据为中心的AI 网络攻防技术发展路径;加强对抗评估和测试验证,促进AI 网络攻防技术尽快具备实用性。

关键词: 人工智能     网络攻防     国家安全     自主协作     自我演化    

拟态防御技术

罗兴国, 仝青, 张铮, 邬江兴

《中国工程科学》 2016年 第18卷 第6期   页码 69-73 doi: 10.15302/J-SSCAE-2016.06.014

摘要:

网络空间安全处于易攻难守的非平衡态势,主动防御技术作为网络空间防御技术的新星,其研究热度不断提高。本文以入侵容忍技术和移动目标防御技术为主线概括了主动防御技术的发展,并介绍了拟态防御技术理论、工程实践以及测试情况。通过分析对比拟态防御和入侵容忍、移动目标的异同,提出网络安全再平衡战略的研究重点和方向,为国家网络空间安全发展提供借鉴和参考。

关键词: 拟态防御     主动防御技术     网络安全再平衡    

基于主动防御网络安全基础设施可信技术保障体系

张大伟,沈昌祥,刘吉强,张飞飞,李论,程丽辰

《中国工程科学》 2016年 第18卷 第6期   页码 58-61 doi: 10.15302/J-SSCAE-2016.06.012

摘要:

本文介绍了网络安全基础设施可信保障体系建设的现状、问题及未来构建策略。通过对现有安全保障体系建设现状和存在问题的剖析,提出我国网络安全基础设施亟须构建基于主动防御思想的可信技术保障体系。为此,提出可信技术保障体系建设策略建议,主要包括:以自主创新的主动防御计算体系结构作为构建可信技术保障体系的突破点;在落实信息安全系统国产化的战略合作中一定要真正形成实质的本土化;加大自主创新力度,推动主动防御的理论研究、产品研发和工程应用;积极推进可信计算标准的制定和推广应用工作,以推动可信技术保障体系的规范化发展,开展试点示范。

关键词: 主动防御     主动免疫     可信计算     可信技术保障体系     网络安全基础设施    

中国人工智能的伦理原则及其治理技术发展 Review

吴文峻,黄铁军,龚克

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第3期   页码 302-309 doi: 10.1016/j.eng.2019.12.015

摘要:

伦理原则和治理技术对于人工智能(AI)的健康和可持续发展至关重要。为了实现AI造福人类社会这一长期目标,中国政府、研究机构和企业已经发布了AI的伦理原则,并启动了研究AI治理技术的项目。

关键词: 人工智能伦理,人工智能治理技术,机器学习,隐私,安全,公平    

从自卫到护卫:新时期网络安全保障体系构建与发展建议

田志宏,方滨兴 ,廖清 ,孙彦斌 ,王晔 ,杨旭 ,冯纪元

《中国工程科学》 2023年 第25卷 第6期   页码 96-105 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.007

摘要: 网络安全保障体系面临诸多挑战,研究新型网络安全保障体系成为推进我国信息化发术、攻击观测和判别的蜜庭技术、协同联动的蜜阵技术网络威慑与攻击绘制的蜜洞技术等重点发展的技术任务,以及“蜜研究建议,探索“护卫模式”网络安全保障机制,全面提升国家网络安全防护水平;探新模式,培育创新实践型网络人才,为新时期我国网络安全保障体系研究提供参考。

关键词: 网络安全;保障体系;威胁攻击;主动防御;护卫模式    

人工智能算法在网络空间安全中的应用:技术与现状综述 Review

陈捷1,2,武丹丹2,谢瑞云2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第8期   页码 1117-1142 doi: 10.1631/FITEE.2200314

摘要: 网络空间安全急需解决的3个技术问题是:网络攻击检测的及时性和准确性、安全态势的可信评估和预测以及安全防御策略优化的有效性。人工智能算法已成为网络安全应用增加安全机会和提高对抗能力的核心手段。近年来,人工智能技术的突破和应用为提高网络防御能力提供了先进的技术支持。本综述对2017至2022年间人工智能技术网络空间安全领域的最新应用进行了全面回顾。本工作旨在为想进一步挖掘人工智能技术网络空间安全领域应用的潜力、解决特定网络空间安全问题的研究人员提供技术指导,掌握当前技术和应用的发展趋势以及网络安全领域的热点问题。

关键词: 人工智能;机器学习;深度学习;优化算法;混合算法;网络空间安全    

基于人工智能的内容安全发展战略研究

朱世强,王永恒

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 67-74 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.004

摘要:

内容安全是指对信息内容的保护,以及信息内容符合政治、法律、道德层次的要求。人工智能的发展对内容安全产生了非常重要的影响。本文从基于人工智能的内容安全重大战略需求出发,梳理了国内外的研究现状与发展趋势,凝练了基于人工智能的内容安全的关键技术问题。研究提出,按照三步走的策略构建世界领先的基于人工智能的内容安全体系;在对抗性机器学习、可解释人工智能、混合增强智能、知识驱动的内容安全等方面开展技术创新突破,同时应注重政策法规和监管机制建设;建设面向内容攻防的网络靶场、面向舆情攻防的大规模社会系统模拟装置等内容安全重大基础设施。

关键词: 人工智能,内容安全,体系建设    

针对强人工智能安全风险的技术应对策略

刘宇擎,张玉槐,段沛奇,施柏鑫,余肇飞,黄铁军,高文

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 75-81 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.005

摘要:

未来进入强人工智能(AGI)时代,人类可能面临重大安全风险。本文归纳了AGI 与传统人工智能的区别,从模型的不可解释性、算法及硬件的不可靠性、自主意识的不可控性三方面研判了AGI 安全风险的来源,从能力、动机、行为3 个维度提出了针对AGI 的安全风险评估体系。为应对安全风险,从理论及技术研究、应用两个层面分别探讨相应风险的防御策略:在理论技术研究阶段,完善理论基础验证,实现模型可解释性,严格限制AGI 底层价值取向,促进技术标准化;在应用阶段,预防人为造成的安全问题

关键词: 人工智能     安全风险     风险评估     应对策略    

基于博弈论方法的移动目标防御机理研究 Article

Gui-lin CAI, Bao-sheng WANG, Qian-qian XING

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第12期   页码 2017-2034 doi: 10.1631/FITEE.1601797

摘要: 移动目标防御(moving target defense, MTD)为改变当前网络易攻难守的局面提供了一种新的思路。目前已有大量的MTD技术,但对其防御机理的研究仍然缺乏。本文从两个角度对MTD技术防御机理进行分析。首先,提出一种新的防御模型MP2R,从直观上描述MTD的主动性和有效性。然后,采用不完全信息动态博弈理论阐述和研究MTD技术的主动性和有效性。对可为服务器配备不同类型MTD技术防御者与访问者(攻击者或正常用户)之间的行为交互进行建模,并求解出该模型的均衡结果及均衡条件。同时,将针对传统防御不完全信息动态博弈的已有模型作比较,说明MTD技术的主动性和有效性。此外,本文还分析了影响MTD方法主动性和有效性的因素。本文为理解MTD防御机理提供理论依据,并为改善MTD方法的有效性提供指导。

关键词: 网络安全;移动目标防御防御机理;防御模型;博弈论    

我国人工智能核心软硬件发展战略研究

高蕾,符永铨,李东升,廖湘科

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 90-97 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.008

摘要:

人工智能(AI)是推动全球数字化发展的重要赋能技术,正在引领新一轮科技革命和产业变革;加快培育和推进我国AI核心软硬件技术及产业发展,对推动我国实现跨越式发展本文围绕当前AI核心软硬件在技术、产业和政策等方面的发展情况,梳理了国内外的发展现状,分析了我国发展面临的问题,指出了我国AI核心软硬件技术及产业的发展思路,提出了面向2025年和2035年的AI核心软硬件发展战略目标,从AI核心硬件、AI核心软件、AI相关基础技术3个方面凝练了今后发展的重点任务。研究建议,将AI核心软硬件技术纳入国家科技创新顶层规划,加大科研投入;加强AI开源平台建设,开展示范应用;开展AI关键共性技术研发,实现协同创新;实施AI产业基础再造,牵引产业链升级;完善AI创新人才培养体系

关键词: 人工智能     核心软硬件     人工智能芯片     智能基础算法     新型使能技术    

多无人系统协同中的人工智能安全探索

施文,王楷文,俞成浦,孙健,陈杰

《中国工程科学》 2021年 第23卷 第3期   页码 82-89 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.03.007

摘要:

作为中国新一代人工智能规划中的重要组成部分,多无人系统协同是我国未来国防建设和社会发展的一项变革性技术。虽然多无人系统协同技术研究与系统集成已经达到了空前高度,但是其相关人工智能安全问题研究还处在萌芽阶段。本文阐述了统筹推进多无人系统协同赋能应用与风险防控的重大意义,提出了“四位一体”全面推进多无人系统协同安全发展的战略思路,探索了多无人系统协同在内生安全和衍生安全层面潜在的挑战与应对思路研究提出了智能无人系统安全对策建议:构建国家级无人系统验证平台,推动人才队伍建设;逐步深化无人系统产业“放管服”,发展新一代人工智能安全生态;充分发挥多无人系统协同的优势,赋能保障和改善民生

关键词: 多无人系统协同,人工智能安全安全风险防控    

机泵群实时监测网络和故障诊断专家系统

高金吉

《中国工程科学》 2001年 第3卷 第9期   页码 41-47

摘要:

应用现代信息技术人工智能实施设备诊断工程,逐步实现状态维修和预知维修,是大型流程工业企业降低生产成本的重要途径之一。概要介绍为实现这一目标所开发的机电装备实时监测网络人工智能诊断技术。简要介绍了基于Ethernet和FDDI开发、应用于石化企业的机、泵群实时监测网络;首次提出了黑灰白集合筛选法,在一次原因分析法和故障机理及其识别特征研究基础上,应用此方法开发的基于黑灰白集合筛选法的机械故障诊断专家系统

关键词: 设备诊断工程     实时监测网络     人工智能诊断     一次原因分析法     黑灰白集合     筛选法    

智能无线接入网:架构、关键技术和试验平台 Review Article

王则予,孙耀华,袁硕

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第1期   页码 5-18 doi: 10.1631/FITEE.2100305

摘要: 智能无线接入网(RANs)是一种很有前途的范例,能够更好地满足各种应用需求并支持各种服务场景。本文概述了智能RANs最新进展。首先,总结了标准组织和运营商的工作,介绍了学术界提出的几种智能RAN体系架构,例如意图驱动RAN和具有增强数据分析功能的网络。然后,总结了使能技术,包括人工智能驱动的网络切片、意图感知、智能运维、基于AI的云边协同组网和智能多维资源分配。此外,介绍了近期在开放试验平台方面取得的进展。最后,鉴于研究领域的广泛性,从标准开放数据集、AI使能的算力网络、边缘智能和软件定义的智能地面卫星网络等未来方向进行探讨。

关键词: 智能网络架构;人工智能;试验平台    

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网络安全遇上人工智能:综述

Jian-hua LI

期刊论文

基于人工智能网络空间安全防御战略研究

贾焰,方滨兴,李爱平,顾钊铨

期刊论文

人工智能赋能网络攻击安全威胁及应对策略

方滨兴,时金桥, 王忠儒,余伟强

期刊论文

拟态防御技术

罗兴国, 仝青, 张铮, 邬江兴

期刊论文

基于主动防御网络安全基础设施可信技术保障体系

张大伟,沈昌祥,刘吉强,张飞飞,李论,程丽辰

期刊论文

中国人工智能的伦理原则及其治理技术发展

吴文峻,黄铁军,龚克

期刊论文

从自卫到护卫:新时期网络安全保障体系构建与发展建议

田志宏,方滨兴 ,廖清 ,孙彦斌 ,王晔 ,杨旭 ,冯纪元

期刊论文

人工智能算法在网络空间安全中的应用:技术与现状综述

陈捷1,2,武丹丹2,谢瑞云2

期刊论文

基于人工智能的内容安全发展战略研究

朱世强,王永恒

期刊论文

针对强人工智能安全风险的技术应对策略

刘宇擎,张玉槐,段沛奇,施柏鑫,余肇飞,黄铁军,高文

期刊论文

基于博弈论方法的移动目标防御机理研究

Gui-lin CAI, Bao-sheng WANG, Qian-qian XING

期刊论文

我国人工智能核心软硬件发展战略研究

高蕾,符永铨,李东升,廖湘科

期刊论文

多无人系统协同中的人工智能安全探索

施文,王楷文,俞成浦,孙健,陈杰

期刊论文

机泵群实时监测网络和故障诊断专家系统

高金吉

期刊论文

智能无线接入网:架构、关键技术和试验平台

王则予,孙耀华,袁硕

期刊论文