基于人工智能技術的隱私安全管理系統設計與實現

杜兆芳

(河南工業貿易職業學院信息工程學院 河南 鄭州 451191)

0 引言

互聯網大大豐富和方便了人們的日常生活,但網絡在給人們提供各種便利和方便的同時,網絡安全漏洞的存在也導致人們的財產和隱私信息安全帶來了嚴重的威脅。隨著互聯網規模的不斷擴大,網絡安全問題不僅威脅著個人的安全,而且威脅著企業乃至國家的安全。因此,人工智能技術的出現為網絡安全防御帶來了新的研究思路與方向,通過人工智能在網絡安全防御中的應用,從而達到安全防御的理想狀態,更好地保障網絡安全[1]。

1 人工智能技術簡介

人工智能技術是一種模仿高級智能的推理和運算技術,研究的就是怎樣利用機器模仿人腦從事推理規劃、設計、思考、學習等思維活動,解決迄今需要由專家才能處理好的復雜問題[2]。人工智能領域的研究包括機器視覺、指紋識別、人臉識別、語言識別、圖像識別、視頻識別、自然語言處理和專家系統等。

人工智能技術的應用涉及人們生活的各個領域和各個方面。其能夠有效地對隱私信息的安全進行權限控制和管理,并能夠通過智能防火墻、入侵檢測等技術來防御來自網絡的非法入侵和惡意攻擊,保護用戶的隱私信息不被竊取和破壞,保證隱私安全管理系統的安全性。

2 人工智能技術在隱私安全管理系統中的優勢分析

2.1 具有較強的分析、解釋和推理能力

在傳統的系統安全防御工作中,對于措施的更新和及時的響應等的關注度不夠。而人工智能技術在隱私安全管理系統中的應用可以突破傳統系統安全防御模式的局限性,大幅提升系統防御工作的全面性和有效性。

基于人工智能技術的智能化隱私安全管理不僅要能響應低層的一些孤立信息,它還可以對這些低層信息進行分析、解釋和綜合整理,得出高層次的信息和概念,并以這些高層次的信息和概念為基礎,對隱私信息安全進行管理和控制。同時,基于人工智能技術的隱私安全管理系統還具有推理能力,它能夠根據已有的不完全、不精確的信息來進行合理的推理,從而對隱私安全管理系統的安全狀況作出判斷。

2.2 具有強大的模糊信息處理能力

由于人工智能技術具有強大的模糊信息處理能力,使得它成為保證隱私信息安全的重要保障。由于系統安全防御工作本身具有一定的不確定性,其周圍環境也有一定的不確定性,因此系統安全防御必須對未知風險具有一定的處理能力。正是人工智能技術對這些模糊信息和不確定信息具有強大的處理能力,使得基于人工智能技術的隱私安全管理系統對隱私信息的保護和防御更加有效。

2.3 具有很強的系統安全防御協助能力

由于在隱私信息的安全防御工作中,經常出現不可避免的問題、錯誤和失誤,所以我們應該在實際的隱私信息安全防御工作中提高協調能力和合作水平。而人工智能技術可以很好地協助解決這些問題,它將系統安全防御工作分為上中下三個不同的層級,這三層的管理工作能夠相互牽制而互不影響,上層管理者對中層管理人員進行監督,而中層管理人員則對下層管理人員進行監督。正是由于這種完善的工作機制,使得隱私安全管理系統的工作效率和防御能力得到大幅提升。

3 基于人工智能的隱私安全管理系統關鍵技術詳解

3.1 人臉識別技術

人臉識別技術是一種根據人臉的面部特征進行身份識別的一種生物識別技術。它可以通過攝像頭及時獲取人臉的信息,并和人的面部數據檔案庫進行實時對比,實現對人實時的身份識別。

其工作原理是:人臉識別是以人的面部特征為依據的,對于采集到的人臉圖像數據集,首先辨識是否有人的面部存在,如果辨別出有面部的存在,則繼續給出面部的定位、尺寸和面部器官的定位,根據采集到的信息,繼續抽取人的面部所包含的獨特的身份特點,將其與已知的人的面部信息進行比對,最后辨別出人的面部信息,判斷出此人的身份,從而實現對不同人員的身份識別。

3.2 智能防火墻技術

傳統的網絡安全防御中防火墻技術的應用非常普遍,然而防御效果往往差強人意[3]。與人工智能技術相結合的防火墻技術有著很強的適應性,它可以幫助系統更好更有效地抵御外部環境的干擾和影響,提升整個系統的識別能力和防護能力。

在隱私安全管理系統中,借助人工智能防火墻技術,可以對內部和外部通信系統的安全進行監控。人工智能防火墻技術包括包過濾技術、狀態監控技術在內的許多子技術。

基于人工智能技術的系統防火墻有著更好的系統決策能力、縝密的信息計算能力,它對外部信息的處理能力極大增強,使得它能夠更好更有效抵御來自外部網絡的攻擊和入侵,大幅提升了隱私安全管理系統的防護能力。

3.3 入侵檢測技術

入侵是指惡意的入侵者試圖非法進入具有隱私安全保護的系統,獲取或破壞相關隱私數據資源,進而危害相關保密或隱私資源數據的完整性、保密性和可用性。入侵檢測即識別隱私安全保護系統中企圖實施或正在進行的入侵活動。

網絡入侵檢測是網絡安全的一個重要解決方案,對于維護網絡秩序和保護隱私信息安全具有重大現實意義[4]。

基于人工智能的入侵檢測技術趨近于人類的思考模式,能夠對模糊不清的數據進行有效的識別,構建人工神經網絡,優化檢測的效果?；谌斯ぶ悄艿娜肭謾z測技術具有檢測精度高、檢測范圍大等優點,能夠全面有效地對網絡中各種信息進行檢驗,提升檢測系統的有效性。

人工智能技術在入侵檢測系統中的應用主要有:專家系統、人工神經網絡、數據挖掘技術、人工免疫技術、自治AGENT技術、數據融合技術等。其中專家系統是入侵檢測系統中使用最廣的人工智能技術,它是一種以專家的知識和經驗為基礎建立的,以知識庫和推理機制為中心的智能軟件系統結構。

4 基于人工智能技術的隱私安全管理系統的架構設計

基于人工智能技術的隱私安全管理系統總體設計采用B/S結構,前端用于操作界面和數據的展示,用html5+css3+javascript等技術實現;后臺用于應用程序的業務邏輯實現和隱私數據存儲,可以采用php+mysql技術實現,其中頁面超文本預處理器(page hypertext preprocessor,PHP)負責處理應用程序的業務邏輯,mysql數據庫負責各種數據的存儲;服務器可以采用便捷、高效、低成本的阿里云服務器,采用安全高效的linux操作系統,使用安全穩定的apache作為web服務器;安全防護方面首先通過人臉識別技術來識別用戶的身份,服務器和系統安全防護方面則采用基于人工智能的防火墻技術和入侵檢測技術來實現。

基于人工智能技術的隱私安全管理系統的架構設計共分成四大模塊,分別是:

(1)身份識別和驗證模塊:主要功能就是對普通用戶和管理員的身份進行識別和驗證,可以采用人工智能技術中的人臉辨識技術對用戶身份進行識別。

(2)普通用戶后臺管理模塊:可以實現個人隱私信息的添加,修改,刪除等管理功能。

(3)管理員用戶后臺管理模塊:可以實現對普通用戶和管理員用戶的管理和權限分配,以及對隱私數據的管理等功能。

(4)系統安全防護模塊:主要就是運用智能防火墻技術和入侵檢測技術來實現系統的安全防護。具體工作流程如圖1所示。

圖1 基于人工智能技術的隱私安全管理系統工作流程圖

5 基于人工智能技術的隱私安全管理系統的功能實現

由于本系統采用B/S結構,即瀏覽器/服務器模式,用戶工作界面通過瀏覽器來實現,極少部分業務邏輯在瀏覽器端實現,主要業務邏輯在服務器端實現。這種架構模式統一了客戶端,將系統功能實現的核心部分集中到服務器端,簡化了系統的開發、使用和維護。

前端操作界面通過html5來實現頁面的結構布局,通過css3來實現頁面效果的渲染,通過javascript來實現頁面特效和前端驗證功能。服務器端則通過安裝的web服務器apache來接收和響應瀏覽器客戶端的請求,然后調用PHP腳本語言來進行處理,PHP通過調用相關函數來操作mysql數據庫,實現對相關業務數據的添加、刪除、修改和查詢等功能。具體實現流程如圖2所示。

圖2 基于人工智能技術的隱私安全管理系統的功能實現流程

(1)身份識別和驗證模塊的功能實現:這里分為普通用戶和管理員用戶兩大部分。

①普通用戶可以在系統平臺首頁設置登錄和注冊入口,用戶首次訪問平臺需要填寫相關信息,比如用戶名、密碼,手機號、郵箱等個人信息,同時需要通過手機掃描二維碼采集人臉信息,然后把這些信息提交到后臺讓管理員審核,審核通過以后,用戶才能登錄。用戶登錄時需要首先掃描二維碼讓系統采集人臉信息,然后把采集到的人臉信息與數據庫中已經保存的人臉信息進行比對,如果比對成功,則進入下一步輸入用戶名和密碼,驗證通過以后則進入普通用戶后臺管理界面,實現對個人隱私數據的管理;如果比對失敗,則向系統的超級管理員發送短信或郵件,以實現非法入侵的報警功能。

②管理員用戶可以由系統后臺預設的超級管理員進行添加、刪除以及權限的分配,管理員用戶登錄跟普通用戶登錄的流程一樣,用戶登錄時也是首先掃描二維碼讓系統采集人臉信息,然后把采集到的人臉信息與數據庫中已經保存的人臉信息進行比對,如果比對成功,則進入下一步輸入用戶名和密碼,驗證通過以后則進入管理員用戶后臺管理界面進行相應的管理;如果比對失敗,則向系統的超級管理員發送短信或郵件,以實現非法入侵的報警功能。

(2)普通用戶后臺管理模塊的功能實現 :普通用戶經過刷臉認證和用戶名密碼驗證身份合法以后,才能訪問這個操作管理界面。在這里普通用戶可以對個人隱私數據進行添加、修改、刪除、查詢,也可以對個人手機號、郵箱、密碼等個人信息的修改;但是當用戶賬戶被管理員凍結的時候,就不能再登錄和訪問這個管理界面了。

(3)管理員用戶后臺管理模塊的功能實現:管理員用戶經過刷臉認證和用戶名密碼驗證身份合法以后,才能訪問這個操作管理界面。在這里管理員可以根據自己的權限范圍對普通用戶賬號進行審核、添加、刪除、查詢、凍結等,也可以對普通用戶的個人信息進行修改;同時也可以根據超級管理員的授權對隱私數據進行查詢、刪除、修改等;另外如果是超級管理員用戶,還可以對普通管理員賬號進行添加、修改、刪除、查詢、凍結、權限分配等操作。

(4)系統安全防護模塊的功能實現:通過在阿里云服務器平臺系統中配置人工智能技術優化之后的防火墻系統,比如通過包過濾技術和狀態監控技術來實現對病毒和木馬的檢測和阻截,防護系統的安全;采用基于人工智能技術的專家系統建立入侵檢測系統,用來識別和檢測網絡上試圖對平臺服務器系統實施非法入侵和攻擊行為,對系統中相關隱私數據進行竊取、篡改或破壞行為進行阻止和攔截,并同時向系統管理員提供上報和預警功能。

6 基于人工智能技術的隱私安全管理系統的測試

任何計算機管理系統都離不開測試,只有對系統進行嚴格和科學合理的測試,才能預防和減少系統在使用過程中出現問題和錯誤,保證系統的穩定性、可靠性、可用性和安全性。本隱私安全管理系統的測試也不例外,在開發過程中、開發完成之后以及在上線交付用戶使用之前,應該嚴格按照軟件測試規范的要求進行測試,整個測試過程分為單元測試、集成測試、系統測試和驗收測試四個階段。

6.1 單元測試

首先由隱私安全管理系統的開發人員進行單元測試,以檢驗每個程序單元是否正確地實現了相關模塊的功能,是否滿足了系統相關性能和設計方面的要求等。

6.2 集成測試

在單元測試的基礎上,可以從開發小組中選出集成測試人員,對隱私安全管理系統相關程序模塊進行有序的集成測試,以檢測相關的程序模塊是否能正常協調工作和運行。

6.3 系統測試

經過單元測試和集成測試以后,我們可以在模擬系統運行環境下進行系統測試,以檢測已經開發完成的程序是否符合用戶的需求。系統測試的主要內容包括以下。

功能測試:即測試隱私安全管理系統的功能是否正確,是否符合用戶的需求和設計要求。

安全測試:是針對系統的安全防御效果的測試,在安全測試中,測試人員可以模仿入侵者采用各種辦法嘗試攻擊和入侵系統,以用來驗證系統內部的防護機制是否安全有效,是否有漏洞等安全問題。

6.4 驗收測試

驗收測試是軟件在完成了單元測試、集成測試和系統測試之后,交付用戶使用之前進行的軟件測試活動。驗收測試一般在測試小組的協助下,由用戶代表執行,以驗證系統的相關功能和性能是否符合用戶和設計的要求等。

7 結語

綜上所述,人工智能是一種交叉和新興學科,它以計算機科學為基礎,由計算機、心理學、哲學等多個學科交叉融合而成,具有一定的智能性和自動化特征。人工智能技術在系統安全防御方面具有很多的優勢,基于人工智能技術實現的隱私安全管理系統,能夠更加有效地防御來自網絡上的各種入侵和攻擊行為,保護隱私數據不被竊取、泄露和破壞。

加強對人工智能技術在系統安全防護方面的研究,能及時主動地發現系統安全防護方面存在的問題、漏洞和隱患,把網絡惡意攻擊和非法入侵消滅在萌芽狀態,進而提高系統安全防護的智能化水平,從而加強對各種隱私數據信息的安全防護,不斷提高我國在網絡系統安全防護方面的水平和質量。