AI/ML Bill of Materials (AI-BOM):构建安全透明的AI生态

随着大型语言模型(LLM)和生成式人工智能的快速发展,人工智能技术在各行各业的应用日益广泛。然而,AI系统的复杂性也带来了诸多挑战,如数据安全、合规风险、数据偏见、隐私泄露和对抗性攻击等问题,引发了人们对AI安全的广泛关注,并促进了AI安全相关的标准、规范及框架制定,如TC260-003《生成式人工智能服务安全基本要求》、OWASP Top 10 for Large Language Model Applications及LLM and Gen AI App SecOps Framework等。

在这一背景下,人工智能物料清单(AI-BOM)应运而生。AI-BOM不仅继承了传统软件物料清单(SBOM)的核心功能,还扩展到数据、模型、硬件及伦理合规性等方面,帮助企业系统性地管理AI系统的风险和透明度。

什么是AI-BOM?

 
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人工智能/机器学习物料清单(AI-BOM)是一个标准化的元数据清单,记录了AI系统从开发到部署的整个生命周期的全面信息,涵盖以下核心要素:

  • 模型架构:包括模型结构的描述,如层数和类型、硬件特征等;训练数据:包含数据集规模、数据源以及使用的任何预处理或数据增强技术等;

  • 训练环境:描述硬件配置和训练框架版本等;

  • 伦理合规:涉及隐私问题、公平性和透明度等内容;

  • 库和框架:开发和训练过程中使用的所有库和框架信息;

  • 许可信息:开源软件、AI模型和数据所遵循的相关许可协议。

通过全面记录这些核心要素,AI-BOM能够帮助组织系统地识别和管理AI系统中的潜在风险,确保系统具备高度的透明性、安全性及可追溯性。

AI-BOM与SBOM的区别

 
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SBOM(软件物料清单)主要用于传统软件供应链管理,关注软件组件的依赖关系、漏洞及许可,旨在确保软件供应链的安全和合规。AI-BOM(人工智能物料清单)则在此基础上扩展,专注于AI系统的治理,涵盖模型、数据、算法、硬件以及伦理合规等方面,旨在更好地管理AI特有的风险和挑战。

企业为何需要AI-BOM?

 
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随着 AI 技术的广泛应用,企业必须构建全面、系统的 AI 安全体系,防止安全漏洞和合规风险对业务产生影响,AI-BOM有助于有效管理、保护和优化AI系统。

 
提升透明度和可追溯性
 

全面记录:AI-BOM详细记录了AI系统的所有组成部分,包括数据集、模型、算法、软件、硬件和依赖关系。

追溯问题源头:当出现问题或漏洞时,组织可以快速定位问题所在,追溯到具体的组件或数据源,便于及时解决。

 
降低供应链风险,增强AI系统安全性
 

识别漏洞:通过追踪所有组件和依赖项,帮助企业识别潜在的安全漏洞,包括第三方库中的已知漏洞或不安全的开源组件。

风险缓解:提前发现并修复安全隐患,防止模型被篡改、遭受对抗性攻击等AI特有的安全威胁。

供应链可见性:AI-BOM 提供了对供应链中所有组件的清晰视图,帮助识别和管理供应链中的风险。

防止依赖污染:避免使用受污染或不可信的组件,确保AI系统的完整性和可靠性。

 
支持合规性和监管要求
 

法规遵从:全球监管机构正加强对AI系统的监管,如国内的TC260-003《生成式人工智能服务安全基本要求》、欧盟的《人工智能法案》,AI-BOM有助于帮助组织应对法规要求。

伦理合规:记录模型的用途限制、公平性评估和伦理考量,确保AI系统符合道德标准和社会期望。

 
提高运营效率,降低AI开发和维护成本
 

资源管理:通过全面了解AI系统的组件,组织可以更有效地分配资源,避免重复开发和资源浪费。

成本节约:提前识别潜在问题,减少因安全漏洞或合规问题引起的昂贵修复成本。

性能优化:通过了解模型架构和训练数据,组织可以持续优化模型性能,提升 AI 系统的效率和效果。

推动创新:清晰的组件和依赖关系记录有助于识别改进机会,推动技术创新。

AI-BOM标准如何实施?

 
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SPDX(System Package Data Exchange)是全球广泛采用的软件物料清单(SBOM)主流标准之一,由Linux基金会主导。随着人工智能系统的复杂性和多样性增加,SPDX 3.0版本为AI-BOM的创建提供了标准化框架,扩展了对AI特有组件的支持。其关键要素包括:

 
AI特有元数据
 

SPDX 3.0引入了新的元数据字段,能够全面描述AI模型、算法、数据集等特定组件;这使得AI-BOM可以详细记录AI系统的所有关键元素。

 
数据集与模型描述
 

在SPDX 3.0中,可以详细记录数据集的来源、许可信息、偏见分析和隐私合规性说明;同时,模型的架构、参数配置、训练方法和版本信息等也可以被精确描述。

 
算法与库的标识

通过SPDX 3.0,能够准确列出AI系统中使用的所有算法类型和依赖的库和框架,确保对系统组件的全面了解。

 
硬件与环境信息

SPDX 3.0支持记录硬件配置和训练环境(如操作系统、驱动版本)等信息,有助于重现模型训练和部署环境。

 
安全与合规性

新版本允许在AI-BOM中包含安全措施、风险评估和合规性报告,支持组织满足各类监管和伦理要求。

SPDX AI和数据集配置文件中的关键元素如下图所示,具体可参考“Implementing AI Bill of Materials (AI BOM) with SPDX 3.0“文档。企业可以基于SPDX 3.0快速建立AI-BOM,并借助自动化工具提升管理效率。

随着人工智能技术的广泛应用,AI系统的安全性、透明度和合规性已成为企业不可忽视的重要议题。AI-BOM作为AI系统的“物料清单”,不仅帮助企业梳理和管理AI生态系统中的关键要素,还在风险控制、合规监管和供应链透明度等方面发挥着核心作用。

未来,随着行业监管的加强和企业对AI治理需求的提升,AI-BOM将成为AI系统安全与合规管理的重要基石。

 

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创建时间:2025-03-28 11:54