本文編譯自Electronic Design

人工智能（AI）正徹底變革嵌入式系統(tǒng)，改變技術(shù)融入日常生活的方式。如今的人工智能不再局限于執(zhí)行基礎(chǔ)任務(wù)，它還被應(yīng)用于智能汽車、工業(yè)自動化、醫(yī)療設(shè)備和智能家電等領(lǐng)域，讓這些領(lǐng)域的設(shè)備能夠?qū)崟r學(xué)習(xí)、適應(yīng)并做出決策。

然而，人工智能的發(fā)展也讓網(wǎng)絡(luò)安全威脅愈發(fā)普遍，這些安全隱患必須得到解決。

英偉達(dá)等科技企業(yè)率先在嵌入式系統(tǒng)中植入人工智能功能，其硬件加速了人工智能在日常設(shè)備中的普及。但這種技術(shù)進(jìn)步也讓網(wǎng)絡(luò)犯罪分子得以提升攻擊的頻率和規(guī)模。

這些發(fā)展既帶來了更高的風(fēng)險，也催生了創(chuàng)新的防御手段。開發(fā)人員將如何保護(hù)搭載了人工智能的嵌入式系統(tǒng)，以及如何應(yīng)對人工智能與聯(lián)網(wǎng)設(shè)備結(jié)合所帶來的安全挑戰(zhàn)呢？

嵌入式系統(tǒng)中新興的人工智能驅(qū)動型安全風(fēng)險

如今，人工智能已融入許多人們?nèi)粘Ｒ蕾嚨脑O(shè)備中。但人工智能與嵌入式系統(tǒng)的融合日益加深，可能會引入新的安全漏洞。有限的資源、物理可訪問性以及較長的部署周期，意味著嵌入式系統(tǒng)存在多個潛在攻擊點(diǎn)，容易遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

嵌入式安全市場已實(shí)現(xiàn)顯著增長，部分報告估計，到2032年其市場規(guī)模將超過120億美元。隨著這類系統(tǒng)的普及，越來越多的網(wǎng)絡(luò)犯罪分子將試圖利用相關(guān)漏洞。

近期的一份報告顯示，英偉達(dá)GPU產(chǎn)品中被發(fā)現(xiàn)存在多個漏洞，可能導(dǎo)致用戶面臨拒絕服務(wù)攻擊和數(shù)據(jù)篡改的風(fēng)險。該漏洞由網(wǎng)絡(luò)安全公司W(wǎng)iz發(fā)現(xiàn)，源于開放容器倡議（OCI）鉤子處理方式的配置錯誤，使得用戶能夠在容器生命周期的指定節(jié)點(diǎn)設(shè)置并執(zhí)行操作。

這類嵌入式系統(tǒng)具備強(qiáng)大的處理能力，但如果未采取適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)措施，這種能力也可能成為攻擊者的入侵入口。這些系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的漏洞，可能會給相關(guān)方帶來經(jīng)濟(jì)損失和聲譽(yù)損害。

網(wǎng)絡(luò)犯罪分子瞄準(zhǔn)日常設(shè)備

從語音助手到人工智能健康監(jiān)測設(shè)備，嵌入式系統(tǒng)在家庭、企業(yè)和政府場景中的應(yīng)用日益廣泛。隨著日常設(shè)備變得愈發(fā)智能，網(wǎng)絡(luò)犯罪分子試圖通過各種手段獲取安全數(shù)據(jù)的可能性也在增加，智能設(shè)備便是其目標(biāo)之一。

讓這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)無縫運(yùn)行的人工智能，也可能成為安全鏈條中的薄弱環(huán)節(jié)。例如，人工智能安防攝像頭或家庭自動化系統(tǒng)可能遭到黑客攻擊，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)犯罪分子獲取私人影像，甚至控制家庭安防功能。

有研究人員發(fā)現(xiàn)，借助谷歌Gemini人工智能的提示詞，可創(chuàng)建一個能控制谷歌家庭智能設(shè)備的代理程序。谷歌方面宣布已推出多項(xiàng)修復(fù)措施，防止這些提示詞軟件漏洞被惡意利用。但這一事件也暴露了網(wǎng)絡(luò)犯罪分子正快速優(yōu)化策略，不斷挖掘智能設(shè)備的新漏洞。

人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用也越來越普遍，英偉達(dá)等企業(yè)透露其技術(shù)將被用于提升智慧城市的功能，包括人工智能交通管理系統(tǒng)等。然而，這些系統(tǒng)依賴一系列相互連接的設(shè)備，一旦遭遇網(wǎng)絡(luò)攻擊，可能產(chǎn)生廣泛影響，危害公共安全。

醫(yī)療行業(yè)是另一個會加大人工智能設(shè)備投入的領(lǐng)域，醫(yī)院正使用智能設(shè)備監(jiān)測心率、注射胰島素或進(jìn)行診斷。英偉達(dá)宣布對醫(yī)療健康技術(shù)行業(yè)進(jìn)行大額投資，計劃將人工智能與實(shí)體機(jī)器人引入醫(yī)院，承擔(dān)從X光成像到病服配送等一系列任務(wù)。

血氧儀、峰值流量計等健康監(jiān)測設(shè)備也已變得極為普及，相關(guān)市場規(guī)模預(yù)計到2029年將達(dá)到2700億美元。但研究表明，這類設(shè)備面臨欺騙攻擊、數(shù)據(jù)注入和設(shè)置篡改等安全風(fēng)險。

如果黑客獲得這些系統(tǒng)的控制權(quán)，可能會修改設(shè)備設(shè)置，甚至導(dǎo)致設(shè)備故障，進(jìn)而危及患者安全。

確保嵌入式系統(tǒng)安全性

隨著搭載人工智能的嵌入式系統(tǒng)不斷發(fā)展，并融入更多用途各異的設(shè)備中，其安全防護(hù)策略也需隨之迭代。防火墻、殺毒軟件和數(shù)據(jù)加密等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全措施，已不足以保護(hù)先進(jìn)的人工智能系統(tǒng)。有效的安全策略包括以下方面：

安全啟動與信任鏈?zhǔn)乔度胧较到y(tǒng)安全的基礎(chǔ)。這一流程確保從開機(jī)啟動到引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序及空中下載更新的每個階段，僅加載經(jīng)過認(rèn)證的軟件。若信任鏈中的任何一個環(huán)節(jié)遭到破壞，設(shè)備將拒絕啟動，從而防止未授權(quán)人員控制設(shè)備。缺乏安全啟動機(jī)制的系統(tǒng)，容易受到rootkit（根kit）和惡意軟件的攻擊。

數(shù)據(jù)加密方面，采用端到端加密保護(hù)傳輸中的數(shù)據(jù)，可確保設(shè)備間的通信隱私與安全。dm-crypt和fscrypt等工具通過對底層存儲或文件系統(tǒng)進(jìn)行加密，保護(hù)靜態(tài)數(shù)據(jù)的安全。根據(jù)設(shè)備的具體需求，現(xiàn)有大量開源技術(shù)可用于設(shè)備安全防護(hù)。

提升冗余機(jī)制也至關(guān)重要。故障轉(zhuǎn)移系統(tǒng)和備份協(xié)議等冗余機(jī)制，能讓系統(tǒng)在發(fā)生故障時繼續(xù)運(yùn)行。若主組件因網(wǎng)絡(luò)攻擊或硬件故障受損，系統(tǒng)可切換至備份組件維持運(yùn)行。

除傳統(tǒng)安全方法外，人工智能也可成為防御策略的一部分。嵌入式系統(tǒng)可利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型實(shí)時監(jiān)控設(shè)備行為，檢測可能預(yù)示威脅的異?；顒?。聚類、自動編碼器和異常檢測算法等無監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)，還能讓系統(tǒng)識別此前未知的攻擊模式，在靜態(tài)規(guī)則集之外提供主動防護(hù)層。這些無監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)能夠提供比人類網(wǎng)絡(luò)安全專家更先進(jìn)的安全防護(hù)，凸顯了利用人工智能進(jìn)行主動監(jiān)控和威脅檢測的優(yōu)勢。

歸根結(jié)底，保護(hù)搭載人工智能的嵌入式系統(tǒng)需要采取多層防護(hù)策略，結(jié)合傳統(tǒng)做法與現(xiàn)代安全技術(shù)。開發(fā)人員通過構(gòu)建穩(wěn)健的架構(gòu)，既能充分挖掘嵌入式設(shè)備中人工智能的潛力，又能增強(qiáng)用戶安全性并建立信任。

本文轉(zhuǎn)自：TechSugar