導讀

新功能不是免費的。

我們生活在一個瘋狂的時代。我記得當我還是個孩子的時候，我在看《星球大戰(zhàn)》的時候，我在想，要過多久我們的廚房里才會有會說話的機器人。事實證明，這段時間并不長。實際上不到 10 年。

人工智能，更具體地說，是機器學習將科幻小說變成了現實 —— 沒有其他的方式來表達它。每次我瀏覽技術評論或 TechCrunch 時，我都被我們現在可以“隨意”做的事情所震撼。

透視墻壁？很容易。通過視頻猜測材料的物理性質？實現了。從鍵盤聲音預測按了哪個鍵？如何生成逼真的面孔、身體或詩歌？或者教機器畫畫？或者教機器打《星際爭霸》游戲？

還有，你見沒見過這種東西在街上晃來晃去？

瘋狂。

現在，如果你真的去和 AI/ML 領域工作的人聊一聊，你可能會得到兩種回答中的一種。要么對于 AI 可以做什么和下一個大的愿景/ NLP /強化學習問題超級興奮，要么他們對我們這些愚蠢的人類構件的人工智能非?？謶?，相信不久人工總體智會將人類轉化為一個無用的東西。在我看來，這就像今天社區(qū)的普遍分裂 —— 50%的人認為人工智能是我們的未來，50%的人認為它是我們的末日。

關于人工智能和機器學習是什么，我想提供第三種觀點 —— 或許是一種更世俗的觀點：為對手提供一個新的攻擊面。

讓我們探索一下。

新發(fā)明的黑暗面

每當一項新發(fā)明出現時，大多數人都傾向于認為這項發(fā)明帶來了新的驚人的能力。但是，哪里有光明，哪里就會有陰影，因此新功能不經意間就會帶來新的“漏洞”，供黑客利用。然后利用它們。

讓我們上一節(jié)歷史課，重訪 PC 市場。第一臺個人電腦(Altair 8800)于 1975 年發(fā)布，隨后在接下來的 10 年里進行了一系列的創(chuàng)新，最終在 1984 年推出了 Apple Macintosh。隨之而來的是一波爆炸性的采用浪潮，在整個 90 年代一直持續(xù)到 2000 年：

然而，大多數用戶并不知道，在惡意軟件或“惡意軟件”市場也發(fā)生了類似的爆炸。

1989 年，Robert Morris 嘗試使用 Unix sendmail，并構建了一個可以自我復制的蠕蟲，然后將其發(fā)送到 internet 上。一開始只是一個簡單的實驗，結果變成了第一次 DoS 攻擊，造成的損失估計在 10 萬到 1000 萬美元之間，并使整個互聯網慢了好幾天(當然現在是不可想象的)。隨后，1989 年發(fā)生了第一次勒索軟件攻擊，1996 年出現了第一個 Linux 病毒(“Staog”)，1998 年出現了第一個 AOL 木馬。

后來，同樣的事情也發(fā)生在移動領域：2007 年的 iPhone 時刻，隨之而來的是智能手機的爆炸式增長:

緊隨其后的是手機惡意軟件的爆炸式增長：

那么，機器學習呢？

盡管如此，機器學習的產品化仍處于萌芽階段。許多真正前沿的工作仍然局限于研究實驗室和大學 —— 但即使是研究，我們也可以開始看到一些相同的趨勢出現。

機器學習研究論文按年份和地區(qū)分類：

…vs對抗機器學習(ML 的惡意軟件版本)研究論文計數：

事情正在發(fā)生。開始恐慌了嗎？

安全問題

還沒有那么快。好消息是，隨著個人電腦占據了我們的日常生活，黑客開始入侵，另一個與之并行的市場開始發(fā)展 ——安全解決方案市場。

1987 年，Andreas Luning 和 Kai Figge 為 Atari ST 平臺開發(fā)了第一個抗病毒產品。同年，McAffee、NOD、Flu Shot 和 Anti4us 都出生了 —— 在接下來的 20 年里，更多的安全類產品誕生了：

很快，VCs 就意識到了大型網絡安全將會發(fā)生什么，資本將開始流動:

Kleiner Perkins 對 Symantec 投資 3M

McAffee 從 Summit Partners 拿到了融資

BitDefender 融資 7 百萬美元

數百萬美元的收購：

McAffee700 萬美元買了 solomon

Symantec 同意以 787.8 億美元購買 Axent

微軟從 GeCAD 軟件中獲取殺毒技術

隨著手機惡意軟件的快速增長，安全玩家也出現了類似的爆炸式增長：

安全鄰域的融資：

Bluebox 從 Andreessen Horowitz 融資$9.5M

France Telecom 對 Lookout 投資達到$20M

Zimperium 在移動安全領域融資$8M

安全領域的收購:

移動安全初創(chuàng)公司被 Rapid7 收購

Apple 以$356M 購買了三星安卓安全合作伙伴

AVG 以$220M 購買了移動安全公司 Location Labs

那么機器學習呢？

機器學習需要安全嗎？

在過去的某個時候，我曾為英國最大的金融科技公司之一進行過反欺詐和反洗錢工作。我的團隊每年監(jiān)管的交易額超過 100 億美元，我們一直在努力阻止騙子進入 GC 的循環(huán)系統。很自然地——在某種程度上，我們屈服于這種炒作，決定嘗試機器學習。

令我當時感到驚訝的是，它居然奏效了。事實上，它很有效。從傳統的啟發(fā)式，我們設法減少了 80%的金錢損失到欺詐和提高了 20 倍的檢測可疑的帳戶洗錢。

只有一個問題。

我們在我認為“關鍵”的能力上部署了機器學習。我們給了這個算法一項任務，但這項任務不允許它失敗——如果失敗了—— 我們要么損失大量金錢，要么被吊銷金融執(zhí)照。對我這個直接負責 GC 安全的產品經理來說，這兩者聽起來都不是什么好事。

所以我需要知道 ML 如何以及何時會失敗。如何利用我們的模式？它內在的弱點在哪里？我如何知道 GoCardless 是否受到攻擊？

在花了太多的夜晚閱讀 ML 的文件和在暗網上尋找之后，我終于找到了我所尋找的。我在 ML 上了解到中毒攻擊，攻擊者可以通過在訓練中注入損壞的數據來影響模型的思維。我發(fā)現了對抗性的例子，以及在測試時模型是如何容易被精心設計的擾動的輸入誤導的。最后，我了解到隱私攻擊，底層數據和模型本身都不是真正的私有。

然后，我發(fā)現了這個……

我嚇壞了。

到 2019 年底，1/3 的企業(yè)都將部署機器學習。這是你、我、我們的朋友和親人每天使用的所有產品的三分之一 —— 在任何知道 ML 工作原理的攻擊者面前全裸。

是的，機器學習需要安全。

邁出第一步

ML 安全是一個非常新興的領域 —— 到今天基本上還不存在。如果說我從上面的研究中學到了什么，那就是任何沒有數學博士學位的人都很難弄清楚如何保證他們的 ML 的安全(現在幾乎沒有解決方案，只有大量的數學研究論文)。

考慮到我們的生活中有多少是要托付給算法的 —— 我認為這是我們的責任 —— 你、我和整個 ML 社區(qū)的責任是確保安全不被拋在腦后。今天有很多我們可以做的來構建更健壯的 ML 模型 —— 正如我解釋我的帖子逃稅，中毒和隱私攻擊。但更重要的是，我們需要轉變思維模式——從“不惜一切代價的準確性”轉向更平衡的準確性與穩(wěn)健性：

C1和C2是兩個模型。很明顯，C1一開始并不是很準確，但是隨著攻擊強度的增加，它在抵抗攻擊方面也做得更好。你選擇C1還是C2作為ML模型？

這篇文章和上面的文章是我嘗試邁出的第一步，邁向一個更健壯的 ML 未來。確保每個人的安全。