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从章鱼受到启发的拟态技术,将在电力、金融、电子商务等领域率先开展应用
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来源:上观新闻 作者:黄海华 2017-12-14 18:44
摘要:已经同中国国电、中国工商银行、阿里巴巴、河南联通等单位达成技术和应用合作意向

解放日报·上观新闻记者今天获悉,从拟态章鱼受到启发的我国原创的拟态技术已经走上产业化道路,研发团队已同中国国电、中国工商银行、阿里巴巴、河南联通等单位达成技术和应用合作意向,将在电力、金融、电子商务等领域率先开展应用,为保障国家信息基础设施安全发挥作用。专家认为,这一技术有望成为网信技术与产业发展的又一风口,将助推我国新一代信息技术和产业实现“换道超车”。

 

中国网信军民融合发展联盟拟态技术与产业创新专委会今天在上海正式成立。 

 

从拟态章鱼到拟态计算

 

进入21世纪以来,高性能计算已成为一个国家科技发展中不可或缺的支撑工具,它与传统的理论研究和实验室实验一道被称为科学研究的三大“支柱”。不过,随着新峰值计算的不断突破,一些技术难点也日益凸显:现有体系结构下的计算系统实际应用性能仅有峰值性能的5%-10%;用户无法自主参与计算资源的配置和计算过程的控制;高性能带来了高耗能,例如谷歌的云计算中心日耗电量与整个瑞士日内瓦城相当。如果没有技术突破,被誉为“超级计算机界下一顶皇冠”的E级计算机系统功耗可能超过50兆瓦。

 

如何用创新技术走出一条新路?位于印度尼西亚苏拉威西岛水域的一种章鱼,给了我国科学家以启发。这种被称为拟态章鱼的生物,在遇到危险时,可以综合运用色彩、纹理、外观和行为来模拟15种海洋生物,从而提升了攻击与防御行动的有效性。

 

不仅仅是章鱼。海鸥在起飞、翱翔和着陆的时候,姿态各异。能否用拟态技术提升飞行效能?基于这一理念已经有人提出了变体飞行器的概念。

 

自然界的这些奇特现象,揭示出结构决定效能、结构决定安全。从2007年开始,国家数字交换系统工程技术研究中心主任、中国工程院邬江兴院士融合仿生学、认知科学和现代网络技术,首次提出了用功能等价条件下的变结构计算解决高耗能处理的问题,即“拟态计算”的概念,并联合国内多家科研单位,从理论研究、算法分析、技术实现入手,开始了艰难的探索。这一创新理论得到了科技部和上海市科委的大力支持,被纳入到国家863计划部市合作项目进行重点科研攻关。今年6月1日,美国推出了电子复兴计划,旨在推动芯片向超摩尔定律方向发展,重点就是先进新材料、电路设计工具和系统架构研究。以“拟态计算”的研发为契机,科技部和上海市科委10年前就部署了“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”,可谓布局在先。

 

2013年9月,以拟态计算为核心理念设计的世界首台拟态计算机原理样机一经问世,就高票入选由两院院士评选出的“2013年度中国十大科技进展新闻”。测试表明,拟态计算机“依靠动态变结构、软硬件结合实现基于效能的计算”,能效比一般高性能计算机可提升十几倍到数百倍,实现了高效能的设计目标。

 

“改变游戏规则的技术创新”

 

近年来,勒索病毒等事件频发,网络安全问题亟待解决。在软件行业有个专业名词叫“千行代码缺陷率”,绝大部分软件公司的每一千行代码就有可能存在一个漏洞。据计算,我们最常使用的Windows操作系统的代码量是5000万行左右,安卓系统大概是1200万行,其中的漏洞可想而知。

 

也是在2013年,邬江兴院士带领核心团队又创造性地提出了拟态防御思想,将“变结构计算”演绎为“变结构防御”联手复旦大学、浙江大学、上海交通大学、中科院信息工程研究所等十余家科研院所和中兴通讯、烽火通信等国内信息技术企业,开始了挑战“易攻难守”的网络安全问题。

 

2016年,“Web服务器拟态防御原理验证系统”和“路由器拟态防御原理验证系统”在上海研制成功。从2016年1月开始,科技部委托上海市科委组织了国内9家权威评测机构,组成众测团队开展原理验证测试,来自国内网络通信和安全领域的21名院士和110余名专家参与了不同阶段的测评工作。专家们采用黑盒测试、白盒测试、渗透测试、对比测试等传统手段和人为预置后门、注入病毒木马等非常规手段,试图冲破拟态防御系统侵入所防护的网络空间。在长达6个月的多轮众测中,没有一次攻击成功得手,达到理论预期。

 

在2016年举办的第三届世界互联网大会上,该成果被誉为“改变游戏规则的技术创新”,受到国内外广泛关注。

 

图片编辑:雍凯
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