网络基础及安全 8

电子工业出版社第15章华为智能基座关键技术及安全机制认识华为智能基座技术体系了解华为鲲鹏处理器及安全机制理解华为鸿蒙操作系统及安全机制掌握华为openEuler操作系统及安全机制运用华为openGauss数据库及安全机制运用华为人工智能全栈技术及安全机制电子工业出版社15.1华为鲲鹏处理器及安全机制在国产处理器技术发展中，海思、海光、飞腾、兆芯、龙芯、申威等企业主要遵循高铁模式。通过“引进-消化-吸收-再创新”路线，研发出有市场竞争力的产品，并能够在后续的产品上不断迭代创新。华为鲲鹏处理器作为旗舰产品，备受市场关注。鲲鹏拥有ARM架构授权，可进行微架构创新。电子工业出版社鲲鹏920支持64核，主频达2.6GHz，集成CPU、桥片、网络和磁盘控制器，单芯片支持64个物理核，最大支持64GB内存，并配备双100GRoCE端口。该处理器广泛应用于服务器、视讯系统等领域，支持麒麟/UOS操作系统，适用于大数据、分布式存储等场景。华为相继开源鲲鹏全系列软件，包括openEuler操作系统、openGauss数据库15.1.1华为鲲鹏处理器概述电子工业出版社图15.1华为鲲鹏技术栈架构图电子工业出版社华为鲲鹏处理器作为基于ARM架构的处理器，继承了ARM架构的上述优势。同时，华为还针对鲲鹏处理器进行了大量的优化和创新，使其在性能、功耗、安全性等方面都有出色的表现。鲲鹏处理器有以下安全特性：一是支持硬件可信根逐级验证，建立系统信任链，实现系统可信；二是遵循GPAPI规范，提供基于硬件隔离的可信执行环境；三是支持摘要算法SM3、对称加密算法SM4/AES、安全散列算法SHA-2和非对称加密算法RSA。15.1.2华为鲲鹏处理器安全机制15.1.3华为鲲鹏处理器安全编程实例

1．Trustzone中安全与非安全世界的交互在TrustZone架构中，安全世界和非安全世界需要相互协作，以完成复杂的安全任务。为了实现这两个世界之间的有效通信，ARM定义了一组特殊的安全寄存器和内存区域，它们被称为安全扩展。安全世界可以访问非安全世界的数据，而反过来，非安全世界访问安全世界的数据则需要安全世界提供授权。2．安全通道建立与数据传输为了确保通信的安全性，TrustZone提供了建立安全通道的方法，包括以下几个步骤。（1）安全世界产生一个加密密钥，用于在两个世界之间安全传输数据（2）安全世界通过安全通道向非安全世界发送密钥，这个过程可能是加密的（3）一旦密钥在两个世界中共享，任何数据传输都将使用该密钥进行加密和解密。电子工业出版社15.2华为鸿蒙操作系统及安全机制15.2.1华为鸿蒙操作系统概述15.2.1.1华为鸿蒙操作系统设计理念华为鸿蒙系统（HUAWEIHarmonyOS）是华为技术有限公司自主研发的面向全场景的分布式操作系统，于2019年8月9日正式发布。该系统基于微内核架构设计，支持模块化弹性部署，可实现手机、计算机、智能家居、车载设备等多终端无缝协同，具备“一次开发、多端部署”的核心特性。电子工业出版社鸿蒙操作系统整体遵从分层设计，从下向上依次为内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统>子系统>功能/模块”逐级展开，在多设备部署场景下，支持根据实际需求裁剪某些非必要的子系统或功能/模块。15.2.1.2鸿蒙操作系统架构与关键技术电子工业出版社图15.2鸿蒙操作系统的分层架构电子工业出版社15.2.2华为鸿蒙操作系统安全机制15.2.3华为鸿蒙操作系安全编程实例鸿蒙操作系统为敏感数据设计了三类系统级安全存储能力，无需手动加密即可满足大部分场景，安全性与兼容性更强，分别是应用沙箱私有目录提供基础安全防护；系统加密存储提供高敏感数据防护；KeyStore密钥管理提供密钥安全防护。1．沙箱目录安全防护鸿蒙系统为每个应用分配独立的“沙箱目录”，其他应用（包括系统应用）默认无访问权限2．系统加密安全存储对于用户账号密码、支付信息等极高敏感数据，可使用鸿蒙的文件加密（EncryptedFile）接口，文件内容会被系统自动加密存储在安全分区，解密过程由系统托管，开发者无须处理加密细节15.3华为openEuler操作系统及安全机制电子工业出版社15.3.1华为openEuler操作系统概述openEuler是由开放原子开源基金会孵化的全场景开源操作系统项目，面向数字基础设施四大核心场景（服务器、云计算、边缘计算、嵌入式），全面支持ARM、x86、RISC-V、loongArch、PowerPC、SW-64等多样性计算架构。openEuler操作系统解析电子工业出版社15.3.2华为openEuler操作系统安全机制电子工业出版社15.3.3华为openEuler操作系统实现机制15.3.3.1

openEuler进程管理及实现机制进程树是openEuler中进程组织的基础结构，除init进程外，每个进程都有且仅有一个父进程，形成严格的树形层次关系。15.3.3.2

openEuler内存管理及实现机制openEuler作为面向数字基础设施的开源操作系统，在继承Linux内核成熟内存管理机制的基础上，针对云计算、大数据、边缘计算等场景引入并发展了一系列创新的优化特性。电子工业出版社OpenEuler内存管理及实现机制电子工业出版社15.4华为openGauss数据库及安全机制15.4.1华为openGauss数据库概述15.4.1.1

openGauss数据库简介及特性openGauss作为华为主导的开源企业级关系型数据库，基于PostgreSQL深度优化重构，通过分层架构设计实现高可用、高性能与高安全性。自2020年开源以来，凭借高可用、高安全、高性能、混合存储、AI优化等特性，已成为金融、政务等关键领域的优选数据库方案。2024年9月发布的6.0.0LTS版本在资源池化、向量存储等领域实现重大突破，凝聚了940名开发者的9970个PR贡献。它具有高性能、高可用、安全性强、兼容性好等核心特性。电子工业出版社15.4.1.2

openGauss数据库架构及关键组件

电子工业出版社15.4.2华为openGauss数据库安全机制电子工业出版社15.4.3华为openGauss数据库安全编程实例15.4.3.1编程实现openGauss数据库综合应用通过Python编程语言实现openGauss数据库连接与数据增删改查等基本操作15.4.3.2

openGauss数据库用户权限控制实例openGauss数据库中用户权限控制示例语句，涵盖用户创建、角色管理、权限授予/回收等核心操作，遵循基于角色的访问控制（RoleBasedAccessControl，RBAC）模型电子工业出版社15.4.3.3

openGauss数据库审计实例15.4.3.4

openGauss数据库加解密实例openGauss数据库允许在插入数据时直接调用加密函数gs_encrypt，将明文转换为密文存储。其中，加密函数gs_encrypt(encryptstr,

keystr,

encrypttype)根据加密算法类型encrypttype，以keystr为密钥对encryptstr字符串内容进行加密，返回加密后的字符串。电子工业出版社15.5华为人工智能全栈技术及安全机制15.5.1华为昇腾AI全栈技术概述昇腾计算是基于昇腾系列处理器构建的全栈AI计算基础设施及应用，包括昇腾Ascend系列芯片、Atlas系列硬件、CANN芯片使能、MindSporeAI框架、ModelArts一键式开发平台、MindX应用使能等。图15.11华为昇腾AI全栈技术架构电子工业出版社15.5.2华为人工智能安全机制MindArmour是华为MindSpore框架的一个子项目，为MindSpore提供安全与隐私保护能力，主要包括对抗鲁棒性、模型安全测试、差分隐私训练、隐私泄露风险评估等技术。电子工业出版社MindArmour总体架构如图15.13所示电子工业出版社15.5.3华为人工智能安全编程实例15.5.3.1人工智能模型对抗性攻击与防御编程实例MindArmour模型安全提供对抗样本生成、对抗样本检测、模型防御、攻防效果评估等功能，为AI模型安全研究和应用提供重要支撑。15.5.3.2人工智能模型加密保护实例MindSpore框架提供通过加密算法对人工智能模型文件进行保护的功能，使用对称加密算法对参数文件或推理模型进行加密，使用时直接加载密文模型完成推理或增量训练。电子工业出版社电子工业出版社小结本章系统地讲授了华为智能基座的关键技术及安全机