歐洲核子研究中心(CERN)的計算數(shù)據(jù)中心和服務器群組
每時每刻，全球有成千上萬名科學家利用世界最大的粒子物理學實驗室——歐洲核子研究中心(CERN)內(nèi)功能強大與大型強子對撞機(LHC)相連的計算機網(wǎng)絡——“全球LHC計算網(wǎng)格(Worldwide LHC Computing Grid)”，希望更進一步洞悉宇宙的結(jié)構(gòu)，從而更好地理解宇宙以及人類自身。但不幸的是，黑客們也對這些網(wǎng)絡無與倫比的計算能力虎視眈眈，他們想要盜取這份資源寶藏賺錢或攻擊其他計算機系統(tǒng)。
據(jù)美國《科學美國人》雜志19日報道，為了抵御黑客們的攻擊，CERN的科學家們并沒有采取傳統(tǒng)戰(zhàn)術——借助網(wǎng)絡安全系統(tǒng)同惡意入侵者玩“躲貓貓”，打游擊戰(zhàn)，而是求助人工智能這個科技界的“超級武器”和“冉冉新星”，對付自己的網(wǎng)絡對手。
龐大網(wǎng)格應運而生
LHC主要工作是讓原子粒子高速發(fā)生對撞，科學家們可據(jù)此研究粒子之間的相互作用。LHC內(nèi)的粒子探測器和其他科學設施收集對撞信息，全球有很多實驗室和大學會在自己的研究項目中使用這些數(shù)據(jù)。
LHC生成的數(shù)據(jù)十分龐大。據(jù)估計，2017年LHC生成的數(shù)據(jù)有望達50PB(拍字節(jié)，等于千萬億字節(jié))，相當于1500萬部高清電影，而其需要的計算能力和數(shù)據(jù)存儲能力遠超CERN自身所能。
LHC預估到了這種發(fā)展勢頭，早在2002年就未雨綢繆，創(chuàng)建了能與40多個國家170多個實驗室的計算機相連的“全球LHC計算網(wǎng)格”。這一計算機網(wǎng)格就像電網(wǎng)，時時刻刻給不同的實驗室輸送不同數(shù)量的計算資源。目前，有8000多名物理學家使用這一計算機網(wǎng)格，對LHC生成的海量數(shù)據(jù)進行快速評估和分析。
傳統(tǒng)保護力不從心
目前的網(wǎng)絡探測系統(tǒng)一般通過掃描輸入數(shù)據(jù)中與已知病毒和其他類型的惡意代碼有關的信息來發(fā)現(xiàn)攻擊，但這些系統(tǒng)對新病毒或惡意代碼以及不熟悉的威脅幾乎無用。而且，現(xiàn)在的惡意軟件“變形”速度極快。
另外，保護一個計算網(wǎng)格面臨的最大挑戰(zhàn)之一是：確保安全不能妨礙處理能力和數(shù)據(jù)存儲的共享，因為全球各地不同實驗室的科學家可能正在進行同樣的研究，會使用同樣的計算機，因而對網(wǎng)格的要求很高。
CERN也擔心，與網(wǎng)格相連的計算機上可能有病毒或其他惡意軟件，這些“不法分子”或許會借機進入整個網(wǎng)格并快速擴散。例如，某個病毒可能使黑客接管部分網(wǎng)格，并使用這些計算機來生成數(shù)字貨幣(比特幣)或?qū)ζ渌嬎銠C發(fā)動攻擊。
新網(wǎng)絡安全架構(gòu)首席設計師安德烈斯·戈麥斯說：“正常情況下，一臺計算機內(nèi)的反病毒程序會阻止惡意入侵，但在網(wǎng)格中，我們必須保護數(shù)千臺機器，而這些機器允許CERN外部的研究人員使用不同軟件程序來進行實驗，如此一來，涉及到的數(shù)據(jù)量也很大，這就使保護網(wǎng)格不被入侵變得更加復雜。”
人工智能受命危難
計算機安全系統(tǒng)制造商F-Secure公司資深研究人員雅爾諾·聶梅拉說，有鑒于此，CERN的科學家們正在研發(fā)新系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能使用機器學習識別網(wǎng)絡中的反常情況并報告給管理員。例如，一套系統(tǒng)或許可以學會對一些需要極多帶寬的網(wǎng)絡流量進行標識——這種流量在試圖進入網(wǎng)絡或通過未授權(quán)端口尋求網(wǎng)絡接入時，會使用不正確的程序。
而且，CERN的網(wǎng)絡安全部門正在訓練其人工智能軟件，讓其了解網(wǎng)絡上正常行為與可疑行為之間的差別，并在潛在威脅出現(xiàn)時，能通過手機短信、電子郵件或計算機信息提醒工作人員。戈麥斯表示，這一系統(tǒng)甚至能自動關閉可疑活動。CERN希望，這一新方法能保護自己龐大的計算機網(wǎng)格。
聶梅拉也指出，人工智能的使用讓CERN擁有了更多靈活性，有望更好地保護自己的這一龐大網(wǎng)格，尤其在搜尋新威脅方面。
目前，針對CERN的人工智能安全系統(tǒng)進行的升級仍處于早期階段，將隨著時間的推移慢慢鋪開。第一個測試將保護“大型離子對撞實驗(ALICE)”涉及到的網(wǎng)格部分。ALICE是LHC的關鍵組成部分，主要目標是研究鉛核的對撞。如果在ALICE上的測試取得成功，那么，CERN基于機器學習的網(wǎng)絡安全措施隨后可能被用于防御其他6個探測實驗使用的網(wǎng)格部分。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
分享到微信 ×
打開微信，點擊底部的“發(fā)現(xiàn)”，
使用“掃一掃”即可將網(wǎng)頁分享至朋友圈。