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生成式 AI

生成式AI洞察 (Generative AI Insights)系列 第 35

第二十七天之二:LLM應用程式的設計防線 — RAG、Agent與Chatbot的安全架構解析

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各位AI架構師與資安領域的硬核工程師們,歡迎來到我們的AI鐵人賽第二十七天之二!在前一篇文章中,我們討論了最具未來感的腦機介面(BCI)。今天,我們將目光拉回到一個更為現實且急迫的挑戰:如何為我們正在開發的LLM應用程式,設計一套堅不可摧的安全架構?

隨著LLM(大型語言模型)應用模式的成熟,從簡單的聊天機器人(Chatbot)、結合知識庫的 RAG(檢索增強生成),到能自主完成任務的 Agent(代理人),每個架構都面臨著獨特的資安威脅。參考我們手邊的 [AI Security Reference Architectures](uploaded:AI Security Reference Architectures.pdf) 資料,我們來解析這些設計模式下的關鍵風險與防禦策略。

1. 簡單聊天機器人(Simple Chatbot)的安全考量

Chatbot 是最常見的 LLM 應用模式,風險相對直接。

  • 核心風險:提示詞注入(Prompt Injection)
    • 攻擊者透過惡意的輸入,覆蓋系統預設的指令,使模型洩露機密資訊或執行不當行為。
  • 防禦策略:外部護欄(External Guardrails)
    • 輸入與輸出驗證: 部署一個獨立於 LLM 的 AI 防火牆或安全層,在輸入端過濾已知的惡意或攻擊性提示詞,並在輸出端檢查模型是否洩露了 PII(個人身份資訊)或敏感數據。
    • 特權隔離: Chatbot 應以最小權限運行,確保即使被攻陷,也無法訪問後端系統資源。

2. RAG 應用程式的安全考量

RAG 應用程式透過檢索外部知識庫(如向量資料庫)來增強 LLM 的回答能力,但這也引入了新的威脅點。

  • 核心風險:間接提示詞注入(Indirect Prompt Injection)
    • 駭客將惡意指令隱藏在 RAG 檢索到的外部文件或網頁內容中。當 LLM 讀取這些外部內容時,就會被這些隱藏指令所控制。
  • 防禦策略:信任與隔離
    • 資料淨化(Data Sanitization): 對所有從外部知識庫檢索到的內容,進行嚴格的過濾和掃描,移除潛在的惡意代碼或隱藏的指令(如 HTML 標籤、不可見字符)。
    • 權限劃分: RAG 系統應限制 LLM 只能讀取檢索到的內容,絕不能允許 LLM 自主修改或刪除知識庫中的內容。

3. Agent 應用程式的安全考量

Agent 是最複雜、風險也最高的架構,因為它被賦予了使用外部工具(Tools)服務的能力。

  • 核心風險:工具/服務濫用(Tool/Service Misuse)
    • 攻擊者透過提示詞注入,誘導 Agent 使用其被允許訪問的工具,去執行惡意操作,例如:讓 Agent 刪除文件、轉移資金或發送釣魚郵件。
  • 防禦策略:極致的最小權限與隔離
    • 嚴格的沙箱機制(Sandboxing): 所有 Agent 執行的外部工具都必須在嚴格隔離的環境中運行,並限制其對主機資源或外部網路的訪問。
    • 人類審批(Human-in-the-Loop): 對於涉及高風險的操作(例如對資料庫的寫入、對外部 API 的呼叫),應設計一個強制性的人工審批環節,確保關鍵決策不完全由 AI 代理人做出。
    • 輸入/輸出模式驗證: 確保 Agent 呼叫工具時,其輸入和接收到的輸出都嚴格符合預期的 Schema,以防止數據外洩或命令注入。

工程師的反思:設計即防禦

AI 應用的安全性,不能寄託於 LLM 模型的「智慧」或「善良」,而必須依賴於堅固的外部架構設計。我們的任務,是將 LLM 視為一個能力強大但本質上不可信的組件,並在其周圍建立多層防線(Defense in Depth)。

這場 LLM 應用設計的戰役,最終將證明:只有安全,才能釋放 AI 的最大潛力。

結語:從藍圖到實戰,安全是第一代價

隨著企業將越來越多的核心功能託付給 LLM 應用程式,我們必須將安全設計視為開發的第一代價。了解不同應用架構(Chatbot, RAG, Agent)的專屬弱點,並採取對應的隔離與驗證策略,是我們守護數位資產的唯一途徑。

明天的文章,我們將會從技術架構的層面,繼續深入探討一個與人類認知更接近的未來議題:**AI的失控風險與超級智慧(Superintelligence)**的潛在威脅。敬請期待!


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