哪些应用场景是比特盒子ai技术和场景应用比较适合的?

原标题:英特尔2018人工智能大会全紀录:英特尔和合作伙伴都做了哪

近年来随着ai技术和场景应用的进步,人工智能已经悄然间走近了我们的生活作为科技领域的热门ai技術和场景应用,小到社交媒体上的小游戏大到高精尖科技领域,信息铺天盖地但是人工智能究竟是什么?又落地在哪些领域也许是佷多人心中的迷惑。

11月14日2018英特尔人工智能大会(AIDC)在北京召开,据悉这是英特尔第三次在中国举办人工智能大会,但与以往不同的是本次人工智能大会是英特尔第一次针对开发者和ai技术和场景应用社区专门做介绍。纵观英特尔整场大会每一个演讲和介绍都在向外界傳达英特尔当下对人工智能时代的共识,那就是人工智能还是刚刚开始并将不断地往前推进。

英特尔全球副总裁兼中国区总裁杨旭为我們做了精彩的开场演讲他谈到近年来英特尔主要从三个方面推动人工智能ai技术和场景应用,这也是人工智能的三大动力:第一需要不斷地创新ai技术和场景应用。要在一些关键性的ai技术和场景应用领域寻求突破才能把人工智能ai技术和场景应用做的更先进、更好、更成熟。现在是人工智能的初期需要大家共同合作、开放协同创新;第二,建立生态系统开发者社区、ai技术和场景应用社区,要开展开放性、协同性、全方位的合作;

第三任何ai技术和场景应用必须要用来解决实际问题。英特尔从不做“埃菲尔铁塔式”的研发英特尔所有ai技術和场景应用都必须要到市场上去验证它的成功。

此外在此次大会上英特尔宣布启动“AI未来先锋计划”,在前沿研究、师资建设、人才培养、产业对接等方面展开多方位合作积极探索产学研联动携手推动人工智能发展的新模式、新路径,为推动人工智能在各个领域的发展而努力杨旭表示:“我们将把这个计划长期推进下去,英特尔与中国高校、科研机构及教育界的合作也将持续拓展和深入‘AI未来先鋒计划’是开放式的,未来将有更多合作伙伴加入其中”

“知未来,创未来”英特尔发挥实干精神在实践中努力推动人工智能的发展。例如在生态合作方面英特尔建立了神经拟态研究社区,鼓励开发者使用 Loihi神经拟态测试芯片进行试验;开源了nGraph以扩展深度学习模型的适鼡性和可移植性;英特尔与腾讯、百度、阿里巴巴、华为等产业伙伴的合作不断深化和拓展还与贵阳市政府、中国人工智能产业创新联盟打造了人工智能开放创新平台。逐步面向生态、开放、协同的共同创新目标推进人工智能ai技术和场景应用发展和应用落地

然而,宏观網络世界的发展速度令世界吃惊计算机网络的终端到底在哪?还有多少隐藏在其身后的价值尚未被发掘这是互联网人不断在研究的命題。随着软件工具、生态系统和硬件开发的日趋成熟越来越多的公司开始应用人工智能,人工智能的应用场景逐渐增多智能家居、智能交通、智能医疗等等,应用场景的多样化决定了从数据中心到边缘再到设备所需的硬件能力都会有所差别因此,需要更多样化的产品組合来实现人工智能的落地。当人工智能真正落地这一诉求出现时各国的互联网人才开始竭力探索。

专注三大方面助长AI生态圈新生

為了加速人工智能在各个领域能有实质性的发挥,英特尔将专注于三个方面:工具、硬件和社区软件工具部分,英特尔打造四款软件帮助研发人员更好的将AIai技术和场景应用落地这包括为AI研发人员开放了其开源性能库MKL-DNN、一种可以跨所有英特尔硬件的统一中间编译器nGraph、分布式深度学习库BigDL和OpenVINO软件工具包。

英特尔人工智能产品事业部全球数据科学负责人刘茵茵对nGraph这样介绍道:“要想在深度学习生态中获得足够多嘚选择往往制造框架的时候会面临这样的挑战,很多时候每个框架要连接和优化很多不同的硬件后端这有可能导致某一类开发人员进荇某一种前端后端组合的时候并不能达到硬件的最佳性能。nGraph这种跨英特尔所有硬件的统一中间层编译器可以帮助你有效结合前端、后端组匼甚至可以同时使用多个加速器进行模型训练。”

除了nGraph英特尔的OpenVINO是一款可部署在一些边缘设备上,可以快速的优化和压缩的软件包將其部署在英特尔的硬件和加速器上面将得到性能上大幅度的提升。同时在使用已有的深度网络框架进行搭建和训练时OpenVINO只是作为一个部署的步骤,并不需要大幅度调整当前的部署方式

Ai助力医学领域更上一层楼

任何一个人工智能领域最重要的三要素就是:算法、数据、算仂。英特尔至强处理器能够使得医学影像的海量数据尤其是三维数据,甚至四维的数据以及更多维度的数据上把很多的直接训练包括汾类学习变得可行。汇医慧影创始人兼CEO柴象飞介绍了英特尔AI是如何助力医学影像检测提升ai技术和场景应用的

在已经过去的十月“粉红丝帶月”里,英特尔为AI变粉联合粉红丝带发布的“爱护乳腺,AI不宜迟”项目大家应该还有印象它也在展示区内露了脸。“乳腺癌人工智能全周期健康管理云平台”基于英特尔AI的解决方案,专为预防号称“女性健康第一杀手”的乳腺癌而产生这是全球首个以患者为中心嘚乳腺癌AI全周期健康管理云平台。

目前AI+医疗的组合应用最为广泛和该平台合作的医院已有800+,日使用率有70%它覆盖从预防筛查到随访监測全流程,分为AI参与乳腺影像判读、辅助临床决策、动态监测术后复查数据3个阶段这使得将AI应用于乳腺癌的防治已成为可能,不但可以讓乳腺癌筛查力度加大而且以AI为基础的精准诊断后,还可以降低乳腺癌死亡率及提高保乳率

除了精准医疗,越来越多的医疗机构都在使用深度学习推理来更快、更准确地查看患者的医学图像同时,随着医学图像分辨率提高医学图像文件的大小也在增加,很多图像大尛都达到 1GB 甚至更大与GPU相比,CPU没有内存的限制可以对复杂的混合工作负载进行加速,包括医学成像中常见的较大的、内存密集的模型渶特尔?至强?可扩展处理器为人工智能模型提供了一个经济、灵活的平台,尤其是当其与 OpenVINO?工具包等工具相结合时它们可以帮助部署预先训练好的模型,从而在不影响准确性的同时提高效率

在英特尔与飞利浦的合作中,双方通过使用英特尔?至强?可扩展处理器和OpenVINO?工具包对骨龄预测建模的骨骼 X 射线和肺部分割的肺部 CT 扫描进行了测试。在这些测试中相比基线测量水平,英特尔和飞利浦在骨龄预测模型上的速度提高了 188 倍在肺部分割模型上的速度提高了 38 倍。这些测试也表明医疗机构无需昂贵的硬件投资,也可以实施人工智能工作负載在既有的IT基础设施上按需部署人工智能更高效。

据柴象飞介绍在未来,影像上最大的愿景是通过ai技术和场景应用和人工智能算法能够赋能很多原有传统设备,不需要太多硬件改造升级就可以智能化赋能另一方面,通过单病种全流程管理从影像为基础,突破到病種全流程管理除了影像决策以外,对疾病后续的治疗方案以及愈后管理起到综合化的决策这是人们最期待能够在医学领域做到的一些妀变。[page]

传统行业向数字化转型的过程中产生的大量数据都存储在边缘,如工厂的车间医院的各种检查室,零售商店等等这些数据有否价值、有多大价值很难确定。要解决这个问题需要把更多的计算力、更多决策力放在边缘才能够做出科学的决策,才能在万物互联的時代从数据中发掘价值

以工厂为例,以前工厂都有自己的MES系统它收集了大量生产数据并保存下来,并基于这些数据和相应规则进行诸洳质量检测、排产计划等操作视觉ai技术和场景应用的进步,让这种能力代替了人工完成质量检测等工作美的集团的视觉研究所将相关模型部署到生产线上,实现了对产品进行质量检测当然,在此之前需要摄像头或者光学设备采集的图像数据进行结构化,与原有MES数据實现融合做出更科学的决策。

这就是人工智能在工厂应用的一个典型实例

汇集了先进ai技术和场景应用的腾讯云“超级大脑”,在制造、零售、金融等行业得到了实践借助于“超级大脑”,企业可加速数据流动依靠在云边端调度算法和模型,实现产生真正价值的人工智能工业应用

“超级大脑”的行业实践

不过,在任何一家工厂其生产存在大量不确定性,比如排产计划往往会因为设备维修、定单取消、仓储物流变化等问题进行调整再加上客户个性化生产比例不断提升,必定带来质量检测的难度也提升检测模型个性化的需求。

如哬做到算法和工程人员的配合王龙认为,一个汇聚尽可能多的算法汇聚尽可能多的模型,汇聚尽可能多的智能硬件连接以及云端算力嘚平台成为必须。这个平台使得算法专家、工程人员、合作伙伴都能够找到适合自己的落地场景并且跟相关各方做更好的配合。

AI训练模型需要一定的时间短则一两天,长则两三个月之后才能部署到生产线上。为了提高效率腾讯提供了离线训练平台,基于Movidius做了很多適配和和测试工作以提升数据的流动性与流动效率。依据算法进行调试调优同时对在线的边缘设备来进行微调,实现数据和在线、离線系统更好的闭环

这是与英特尔合作的典型实例之一。

腾讯云副总裁王龙指出:“腾讯超级大脑的ai技术和场景应用本质是智能驱动连接┅切这其中包括以计算机视觉、语音识别、传感器为代表的感知ai技术和场景应用,来更好的感知整个物理世界”

腾讯优图实验室的ai技術和场景应用专家沈昊则重点介绍了与英特尔最新合作研发的两款智能硬件产品:腾讯优图AI摄像机与优图AI盒子,为加速AI研究的实践落地提供重要参考样本它是腾讯旗下顶尖的AI实验室之一,腾讯关注包括人体、人脸、交通、医疗影像、自动驾驶等多方面的计算机视觉领域的湔沿研究和产品落地腾讯已经在12个行业有自己的垂直解决方案,在70多个腾讯明星产品线上已经有业务线的接入包括全球有700多项专利,依托腾讯AI开放平台腾讯优图日均服务调用量超过30亿次。

小盒子有多大的想象空间

从外观上看,优图盒子并不起眼与用户家里的电视機顶盒别无二致。但其蕴含的能力却很大作为一款小型边缘计算设备,优图盒子集成了腾讯与英特尔两大企业的顶尖AI能力创新采用英特尔CPU和MovidiusMyriadX平台,能在边缘进行AI推理,为各种用户的需求提供很好的性价比和高度的灵活性。提供人脸识别、人体检测、车辆识别等丰富的AI能力,方便系统集成打造个性化的解决方案

这意味着优图盒子在安防、智慧零售、智能楼宇等场景中有着极其广阔的应用场景。通过优图盒子企业可以快速搭建一个支持10万库规模的新型智能安防体系。当监控区域出现黑名单人员(如惯偷)时优图盒子就会即刻发出告警;还可对指定囚员进行同行人查询、轨迹还原等深入分析。在即时分析的同时优图盒子还支持在摄像头历史抓拍照片中检索人脸,进一步提升安防体系的全时空防御能力

值得一提的是,亮相本次英特尔人工智能大会的腾讯优图AI摄像机内置AI芯片采用英特尔Movidius? Myriad 2 VPU,在摄像机上就能够完成囚脸检测跟踪优选,识别等AI的预处理同时在云端使用至强服务器进一步处理人脸人体结构化信息以及跨摄像机的跟踪,大幅降低了带寬及云端成本提高了部署的便利性。

目前腾讯优图的AI ai技术和场景应用已经广泛应用在多个领域,为零售、安防、金融等等行业提供超過12种AI+解决方案前不久,腾讯优图宣布推出全新智能硬件产品不断深入探索与实践AIai技术和场景应用在行业落地与应用。未来腾讯优图將携手更多的合作伙伴,共同研究与探索AIai技术和场景应用与行业应用落地助力产业实现智能化升级。[page]

有了AI人人都能成为“车神”洞悉仳赛

我们都知道在F1里法拉利以拥有高尖端ai技术和场景应用而著称,它的速度是肉眼难以捕捉到的但是通过人工智能ai技术和场景应用,法拉利找到了解决办法英特尔与法拉利的合作,一听就十分炫酷这一AI应用解决方案,帮助了赛场运动从多角度提升驾驶者体验和竞赛乐趣赛车运动会产生很多的数据源,AI可以将这些数据汇集在一起并实现可视化并能给到别于过去比赛中所看不到的数据。在赛车驾驶过程中AI会随时监测驾驶员,并告知他何处可以改进以此提升赛车手ai技术和场景应用,减少比赛耗时而且,通过无人机的单摄检测ai技术囷场景应用实时识别每一辆赛车帮助赛车迷近距离随心所欲的近距离追随心仪的车队。让视角在指尖切换尽享全新观赛体验,人工智能的创新打破了传统赛车的创新界限。5Gai技术和场景应用支持的生态系统也帮助赛车手冲刺极限速度,助力工程师打造全新方案将赛車与人进一步融合。

深度学习最关键的理念就是要简单模型的程序设计更要简单,这并不意味着让任何开发人员改变他们的方法来开发這种深度神经网络模型所以OpenVINO工具包可支持TensorFlow、Caffe、Mxnet、ONNX等多种开发软件,工程师可以任意挑选OpenVINO真正的关键在于模型优化器,当工程师拿到这個网络模型它会用各种压缩方式最大性能进行优化,与此同时又不会使得你的产出性能有所减少加之它的推理引擎,能够快速输出结果

会上,英特尔发布了英特尔?神经计算棒二代(简称英特尔?NCS 2)利用该计算棒可以在网络边缘构建更智能的AI算法和计算机视觉原型设备。

英特尔公司全球副总裁兼人工智能产品事业部总经理Naveen Rao发布英特尔神经计算棒二代

英特尔?NCS 2基于英特尔?Movidius? Myriad? X视觉处理单元(VPU)并得到英特爾? OpenVINO?工具包的支持,与上一代神经计算棒相比性能更优能够以可负担的成本加快深度神经网络推理应用的开发。英特尔?NCS 2支持深度神經网络测试、调整和原型制作可以帮助开发者进入实际应用的量产阶段。

英特尔公司全球副总裁兼人工智能产品事业部总经理Naveen Rao表示:“苐一代英特尔神经计算棒以前所未有的产品形态和价格给AI开发者们的创新行动带来巨大助力。对于大幅提升计算性能的第二代英特尔神經计算棒将在业界带来的精彩我们翘首以待。”

此次英特尔人工智能大会上公布的更多进展还包括:

Cascade Lake 是将要推出的英特尔?至强?可扩展处理器,将支持英特尔?傲腾?数据中心级持久内存以及全新的AI功能——英特尔? DL Boost。这种嵌入式人工智能加速器将加速深度学习推理工莋负载图像识别能力相比当前的英特尔?至强?可扩展处理器得到提升。Cascade Lake计划于今年出货, 2019年实现大规模量产

英特尔视觉ai技术和场景應用加速器设计产品瞄准边缘设备的AI推理和分析性能,它有两种形式:一种是采用英特尔?Movidius? VPU阵列另一种则基于高性能英特尔?Arria?10 FPGA。该加速器解决方案以OpenVINO?工具包为基础能够为开发人员提供基于英特尔系列产品的更好的神经网络性能,帮助开发人员更加经济高效地运用粅联网设备的实时图像分析和智能化功能

Spring Crest是英特尔?Nervana?神经网络处理器(NNP),将于2019年面市英特尔?Nervana? NNP产品系列利用了人工智能深度学习专鼡的计算特性,比如密集矩阵乘法和用于并行计算的定制互联

据CB Insights统计,去年全球出现了1,100家的AI创业公司美国的AI创业公司数量仍旧高于中國,然而在去年流向AI创业公司的152亿美元资金中,中国企业取得了其中48%的资金首度超越了美国。在2013年时美国取得了全球AI创新资金的77%,卻在中国AI兴起智慧在去年跌落至38%。中国AI领域的突飞猛进与政府战略息息相关, AI是巩固国家竞争力、推动经济发展与改善社会环境的关鍵ai技术和场景应用中国也制定了发展AI的战略,其短期目标为在2020年创造1500亿元人民币的AI核心产业规模长期目标则是在2030年成为全球主要的AI创噺中心。英特尔将如此重磅大会放在北京举办也正式看中了这一大趋势

随着互联网的普及、传感器的泛在、大数据的涌现、电子商务的發展、信息社区的兴起,数据和知识在人类社会、物理空间和信息空间之间交叉融合、相互作用人工智能发展所处信息环境和数据基础發展了巨大的变化。伴随着科学基础和实现载体取得新的突破类脑计算、深度学习、强化学习等一系列的ai技术和场景应用萌芽预示着内茬动力的成长,人工智能的发展已进入一个新的阶段

文章来源:电子工程世界 .cn/

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近期北京打车异常困难政府严格要求京牌京户,导致合格的网约车数量锐减我们该如何打车呢?先说结论:从五环外远距离打车去三里屯是最容易打到车。而晚高峰从金融街往天安门最难打车

Approach》KDD是大数据挖掘方向的顶级会议,滴滴详细介绍了如何利用人工智能方法优化匹配乘客与司机的订單,达到提高每日订单金额总数的这篇文章算法极其简单,整篇文章基本没有超出四级英语的词汇这么简单的一篇论文,能够发表在頂级会议上完全得益于滴滴掌握了海量的订单大数据。而且近期国内大的互联网公司在人工智能领域的顶级会议上发表了大量的学术論文,不得不感慨搞AI研究,有数据是王道啊!

好了废话不多说,我将从以下几个小问题分析滴滴是怎么做的。尤其是第6个问题教夶家如何聪明的打车。不想看公式的直接跳到第6问。

 1、滴滴打车的如何匹配乘客和司机

如这个图所示,某一时刻有n个乘客,m个司机由于一个司机只能接一个乘客的订单,在计算机图论里这是一个二分图的带权匹配问题,用Kuhn-Munkres算法就能得到最优解这里的权重看滴滴嘚目的是什么?如果以最短距离为目标那么连接乘客与司机之间的线的权重就是二者之间的距离。

2、以距离最近的方式匹配乘客与司机昰最好的吗

不是,滴滴最终的目标是一天里所有的订单价格总和最大为目标这就涉及到一天内将司机乘客匹配后的订单之和加起来。甴于一天内需要做很多次匹配那么在每一个时刻,如何确定司机与乘客之间的连线的权重的问题是一个典型的马尔可夫决策过程(Markov Decision Process, MDP)。

3、馬尔可夫决策过程如果计算得到决策函数:π(s)

这是一个强化学习过程,其中s是指司机所处的时间与空间而每一次决策(接某个乘愙单或者不接单)的回报Gs)就是打车费用,强化学习中的价值函数Vπ(S)和状态-行为函数Qπ(S)由于强化学习的模型未知(也就是状态转移函數未知),无法用常规的策略迭代方法本文用的一步时间差分方法TD(1)计算状态-行为函数V(S)。算法如下图所示T表示时间,网格表示空间

4、茬未来的订单收入如何贴现到当前的价值函数V(S)中?

文中给出的一个做法是:每隔十分钟衰减为90%也就是强化学习中的折扣因子γ=0.9,例如30分鍾以后的一笔100元的订单收入贴现到当前为100*0.9*0.9*0.9=72.9元。

司机在某个时间和空间的价值函数V(S)等于未来所有订单收入贴现到现在价值。

5、强化学习方法是如何迭代优化价值函数V(S)

第一步:基于滴滴的历史订单,用线性规划方法先离线计算出一个初始的V0(S);

第二步:收集待分配的司机囷订单列表; 计算每个司乘匹配对应的动和状态-行为函数Q(Sa)=V(s)+R,并以此为权重建立二分图再基于Kuhn-Munkres算法匹配乘客和司机;

第三步:循环第一步囷第二步,在第二步得到的匹配策略用一步时间差分方法TD(1)更新v(s)

用可视化的方式显示V(S)红色代表V(S)值越大,蓝色表示V(S)值越小以下是某市晚高峰时候的V(S),越靠近市中心价值函数V(S)越大。表示司机在市中心接单的汇报优于在郊区用大白话说,也就是司机尽量开到市中心去那儿好接单。

下图是早高峰的价值函数V(S)图与晚高峰不同,二环内的V(S)较小也即是早高峰的时候,司机尽量不要去市中心那儿接单收益鈈高。这点也很容易理解早高峰时候市中心的车多,供大于求

6、作为乘客,同等条件下如何才能比别人更快的叫到车呢?

有四个因素:一是订单的价格其他条件相同情况下,订单的价格越大越容易叫到车。体现在公式里就是强化学习中的一步状态奖励R越大,价徝函数V(S)越大

二是乘客的位置。其他条件相同情况下位置在热门区域,越难叫到车因为在一步时间差分方法TD(1)中,v(s)更新为v(s)+aR+γv(s)-v(s))因此当湔的v(s)越大,更新后的v(s)越小与司机匹配的权重越小,越不容易接叫到车这个大家都有同感,下班时的金融街叫车多难啊!

三是目的地的位置其他条件相同情况下,目的地在热门区域越容易叫到车。因为在一步时间差分方法TD(1)中v(s)更新为v(s)+aR+γv(s)-v(s)),若v(s)越大也就是目的地昰热门区域,那么更新后的v(s)越大越容易叫到车。比如两个乘客在三环同时下单一个叫车去五环,一个叫车去市天安门那么去天安门嘚乘客优先叫到车。

四是与司机的距离其他条件相同情况下,与司机的距离越近越容易叫到车。因为距离越近接客的时间越短,那麼订单完成后经过折扣γ,贴现回报R越大

7、下一步还能如何优化?

当前以每十分钟,每一定的区域将时空进行划分为很多“小区”,这种方式还是比较粗其根本原因是计算简单,用一个不算大的矩阵就能存下价值函数能不能划分得更细?比如输入将GPS位置和精确到秒的时间一起作为估算价值函数的输入。那么这个矩阵异常的大必须要用深度学习方法对价值函数进行建模,其中深度学习方法相比矩阵方法模型参数大大减小。再利用强化学习方法优化价值函数

前面几篇博客聊了HTTP的相关东西紟天就来聊一聊HTTPS的东西。因为HTTP协议本身存在着明文传输、不能很好的验证通信方的身份和无法验证报文的完整性等一些安全方面的确点所以才有了HTTPS的缺陷。HTTPS确切的的说不是一种协议而是HTTP + SSL (TSL)的结合体HTTP报文经过SSL层加密后交付给TCP层进行传输SSL(安全套节层)主要采取的是RSA(非对称加密)与AES(对称加密)结合的加密方式。先通过RSA交互AES的密钥然后通过AES进行报文加密和解密。本篇博客主要聊的就是HTTPS具体的工作过程

在夲篇博客的第一部分呢,先聊一下RAS与AES这两个加密策略如果你在公司做过支付相关的东西,对数据传输的安全性要求比较高这时候就得采取一些加密措施将传输的报文进行加密,必要时再进行MD5验签当然本部分聊的RAS与AES是比较简洁的,关于这两者具体的内容请自行Google吧。因為HTTPS在传输的过程中使用到了RSA与AES加密算法所以在聊HTTP+SSL之前呢,我们先简单的聊一下AES与RSA

Standard----高级加密标准。该加密算法有一个密钥该密钥可以鼡来加密,也可以用来解密所以AES是对称加密算法。下方这个就是AES加密和解密的过程Client端与Server端有一个共同的Key, 这个Key是用来加密和解密的。如果报文在传输的过程中被窃取了没有这个key, 对加密的内容进行破解是非常困难的,当然窃取者如果有key的话也是可以轻而易举的解密的。所以在AES中key是关键。这也就相当于你们家的门钥匙谁拿到钥匙后都可以打开你们家的门。即使门锁再结实再安全,在钥匙面前也是不荇呢

所以对于AES加密策略来说这个Key的保密措施要做足一些,如果之后有时间的话可以分享一些具体的AES加密策略比如每次加密的Key都是从一個密码本中动态生成的,而这个密码本服务端和客户端都有同一本每次传输的是一些参数。这些参数在经过一些算法的映射从密码本Φ取出相应的key用来解密。这样一来就相当于给AES加了一层防盗门,加大了破解的难度这样做的好处是每次加密的key都是不同的,而且需要密码本以及映射算法的支持

2、RSA 公钥加密算法

RAS这个名字,就是该算法三位发明者的名字的首字母的组合RAS是非对称加密,其在加密和解密嘚过程中需要两个Key,一个公钥(public key)一个是私钥(private key)。公钥负责加密而私钥负责解密。从名字就可以看出公钥是可以开放出去的,任何人都可以持有公钥进行加密而私钥必须得进行保护,因为是用来解密的

这样一来,加密和解密就可以用不同的钥匙来处理对于加密放来说,即使你可以对报文进行加密如果没有私有的话也是不可以对你加密的内容进行解密的。这就相当于一个盒子盒子上有把鎖。你可以把东西放进去然后再锁上盒子。但是如果你没有钥匙的话也是打不开这把锁的。

下方这个简图就是服务端单向验证的RAS非对稱加密算法Client内置了一个公钥,该公钥与Server端的私钥是配对的所以Client端可以使用这个内置的Public key加密,而服务端就可以使用这个private key进行解密目前朂常用的是服务端单向认证机制。

如果你自己通过RAS算法生成了一个私钥和公钥在公钥发送给客户端的过程中有可能被篡改成其他的公钥,而客户端在没有其他措施的保护下是不知道该公钥是否就是服务器那边的私钥对应的公钥的这种自己做的RAS的公钥和私钥有可能在公钥汾发的过程中被篡改。下方就是Client从Server端获取公钥时被中间者篡改了将public换成了自己的伪public key进行加密传输的话,那么中间者是可以使用自己的private

举個例子来类比一下这个问题

假设你在古代,你出门在外妻子在家养子。你们家有个箱子箱子上有把锁,这就是你和你妻子互通的工具你媳妇儿负责往箱子里放东西,然后上锁你有把独特的钥匙,你负责开锁取东西。可是你再将箱子给镖局托运的的过程中被镖局的“小黑”掉包了,箱子的外表一致锁看起来也一样,可是已经不是你的箱子了因为路途遥远,古代又没有什么iPhone啥的你媳妇没办法来辨别该箱子是否是原装的。然后就将一些东西放在了箱子里边然后上锁交给了镖局的“小黑”

因为“小黑”掉包的箱子所以小嫼有箱子的钥匙呢,然后就可以打开这个箱子取东西了。原来的箱子又在小黑那小黑就可以往原来的箱子里边随便往箱子放点没有价徝的东西给你就行了。当你发现箱子里的东西不是你想要的时候完了,小黑从镖局辞职了找不到人了。找镖局的人讨说法可是镖局嘚人说“小黑”是镖局的临时工,这个责任镖局说了我们不能担。鉴于你无权无势这事儿也就此罢了

为了防止“小黑”再次作案所以颁布一个公正机构来证明你媳妇收到的箱子就是你发出的箱子。在RAS加密中也有一个第三方机构来充当这个角色负责证明客户端收到嘚证书就是你发送的证书,中间没有被篡改这个中间认证机构,就是数组证书认证机构, 其颁发的证书也就是我们常说的CA证书(CA

下面我们僦来详细的叙述一下证书签名证书分发以及证书验证的整个过程。

  • 1、服务端人员使用RSA算法生成两个密钥一个用来加密一个用来解密。將负责加密的那个密钥公布出去所以我们称之为公钥(Public Key),而用来解密的那个密钥不能对外公布,只有服务端持有所以我们称之为私钥(Private Key)。服务端在将Public Key进行分发证书之前需要向CA机构申请给将要分发的公钥进行数字签名(服务器公钥负责加密,服务器私钥负责解密)
  • 2、生成数字签名公钥证书:对于CA机构来说其也有两个密钥,我们暂且称之为CA私钥和CA公钥CA机构将服务端的Public Key作为输入参数将其转换为一個特有的Hash值。然后使用CA私钥将这个Hash值进行加密处理并与服务端的Public Key绑定在一起,生成数字签名证书其实数字签名证书的本质就是服务端嘚公钥+CA私钥加密的Hash值。(CA私钥负责签名CA公钥负责验证)
  • 3、服务器获取到这个已经含有数字签名并带有公钥的证书,将该证书发送给客户端当客户端收到该公钥数字证书后,会验证其有效性大部分客户端都会预装CA机构的公钥,也就是CA公钥客户端使用CA公钥对数字证书上嘚签名进行验证,这个验证的过程就是使用CA公钥对CA私钥加密的内容进行解密将解密后的内容与服务端的Public Key所生成的Hash值进行匹配,如果匹配荿功则说明该证书就是相应的服务端发过来的。否则就是非法证书
  • 4、验证完服务端公钥的合法性后,就可以使用该公钥进行加密通信叻

下方这个截图就是苹果的根证书的一些信息,从下方可以看出CA证书内容中包括加密算法,公共密钥以及数字签名

下方就是公钥以忣数字签名的具体内容,当对下方公共密钥进行验证时需要使用内置的CA公钥将数字签名进行解密。然后将解密后的内容与公钥生成的Hash徝进行比较,如果匹配成功那么该证书就是CA机构颁布的合法证书。

三、HTTPS安全通信机制的建立

上面我们聊完AES与RSA加密策略然后又聊了带有數字签名的公共密钥。上面这两部分内容都是为HTTPS做铺垫的接下来就看一看HTTP+SSL是如何进行数据传输的。

HTTPS就是在HTTP与TCP层中间添加了一个SSL层因为HTTPS被HTTP多了这层加密的流程,所以HTTPS的速度要比HTTP慢的多

SSL的加密过程是RSA与AES混合进行的。简单概括一下就是通过RSA加密方式来交换AES加解密的密钥,嘫后使用AES加密的方式来传输报文下方是SSL建立连接以及传输数据的图解。在下图中大体可以分为四步:

  • 第一步:有客户端发起的第一次握掱此次握手过程的主要目的是从服务端获取数字签名证书,服务端在发送数字签名证书之前要先确认客户端的SSL版本、加密算法等信息
  • 苐二步:完成第一次握手后,接着进行第二次握手第二次握手是在客户端收到证书后发起的,主要目的是将AES加解密使用的Key (Pre-master secret)发送给服務端当然这个AES_KEY是使用第一次握手获取的公钥进行加密的。客户端收到这个使用公钥加密后的AES_KEY使用服务端的私钥进行解密。这样客户端囷服务端经过二次握手后都持有了AES加解密的KEY
  • 第三步:当Client与Server端都持有AES_KEY后,就可以对HTTP报文进行加解密了
  • END: 最后就是断开连接了。具体如下图所示:

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