研究人员创建具有“自我意识”的算法抵御黑客攻击

这听起来像是间谍惊悚片里的场景。黑客攻破了一家核电站的 IT 防御,注入虚假的现实数据,诱使计算机系统和人员认为这些操作是正常的。然后黑客会破坏核电站内关键机器的功能,导致其运行失常或者出现故障。当系统操作人员意识到自己被骗的时候,为时已晚,灾难性后果已发生了。

这个场景不是虚构的;它发生在 2010 年,当时黑客用 Stuxnet 毒破坏了伊朗的铀浓缩离心机。随着勒索软件和世界各地其他的网络攻击不断增多,系统运营商愈加担心“虚假数据注入”攻击。很多基于人工智能的计算机模型和数据分析确保了电网、制造设施和发电厂的平稳运行。如果落入歹人之手,这些模型和数据分析可能会反过来成为祸乱之源。

普渡大学的 Hany Abdel-Khalik 对此给出了强有力的回应:让运行这些网络物理系统的计算机模型具有自我意识和自我修复能力。利用这些系统数据流中的背景噪声,Abdel-Khalik 和他的学生嵌入了一些信号,这些信号不可见、不断变化,并且只用一次,将被动元件(passive component)变成了主动观察者(active watchers)。即使攻击者拥有系统模型的完美副本,无需人工响应,系统本身也会立刻检测出并拒绝任何注入伪造数据的尝试。

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