Wie NVIDIA KI-Rechenzentren wie Fort Knox schützt (aber für Computer)

Nachrichtenzusammenfassung

Der folgende Inhalt wurde online veröffentlicht. Eine übersetzte Zusammenfassung wird nachstehend präsentiert. Für Details siehe die Quelle.

Die InfiniBand-Technologie von NVIDIA bietet mehrschichtige Sicherheit für Rechenzentren, die KI-Workloads ausführen, durch ein ausgeklügeltes System hardwaregestützter Schutzmaßnahmen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzwerken, die Sicherheit als Nachgedanken hinzufügen, integriert InfiniBand Sicherheit in jede Schicht. Das System verwendet einen zentralisierten Subnet-Manager (SM), der globale Richtlinien durchsetzt und das gesamte Netzwerk überwacht. Die Sicherheit wird durch verschiedene Schlüsselmechanismen aufrechterhalten: M_Key verhindert unbefugte Konfigurationsänderungen, P_Key erstellt isolierte Netzwerkpartitionen ähnlich wie VLANs, aber hardwaregesteuert, Q_Key sichert den Datagrammverkehr, und L_Key/R_Key schützen den Speicher bei RDMA-Vorgängen. Jedes Gerät hat eine fest codierte, global eindeutige Kennung (GUID), die Spoofing nahezu unmöglich macht. Das System kann statische Topologiedateien beibehalten, um erwartete Verbindungen zu überprüfen und nicht autorisierte Geräte abzulehnen. Die Partitionierung von InfiniBand ist stärker als Ethernet-VLANs, da sie auf Chipebene durchgesetzt wird. Die Transportschichten sind in Hardware implementiert, wodurch Softwarevulnerabilitäten eliminiert werden. Die Echtzeitüberwachung bietet Sichtbarkeit durch Fallen und Telemetrie, wenn ungewöhnliche Ereignisse auftreten. Die gesamte Verwaltung ist durch klassenbezogene Schlüssel mit Rotationsfähigkeiten geschützt, und der NVIDIA Unified Fabric Manager bietet eine zentrale Steuerung mit REST-APIs für die Automatisierung.

Quelle: NVIDIA Developer Blog

Unser Kommentar

Hintergrund und Kontext

Stellen Sie sich vor, Ihre Schule hätte Computersysteme im Wert von Millionen von Dollar, die wichtige KI-Projekte ausführen, und Hacker aus der ganzen Welt würden ständig versuchen, einzubrechen. Wie würden Sie sie schützen? Das ist die Herausforderung, der sich moderne Rechenzentren, insbesondere jene, die KI wie ChatGPT oder Simulationen für selbstfahrende Autos betreiben, gegenübersehen. InfiniBand ist wie ein hochsicheres Autobahnsystem für Daten, und NVIDIA hat es mit mehr Schlössern und Alarmen als Fort Knox ausgestattet.

Während die meisten Computernetzwerke Sicherheitsmerkmale wie das Anbringen eines Schlosses an Ihrer Schlafzimmertür erst nachträglich hinzufügen, wurde InfiniBand von Grund auf so konzipiert, dass es sicher ist – wie der Bau eines Bankschließfachs anstelle eines normalen Raums.

Expertenanalyse

Die Sicherheit von InfiniBand funktioniert durch mehrere Schichten, die jeweils verschiedene Bedrohungen abwehren. Lassen Sie uns die Schlüsselkomponenten anhand von Analogien, die Ihnen vertraut sind, erklären:

Das Schlüsselsystem – Digitale Schlösser überall:
M_Key (Management-Schlüssel): Wie der Hauptschlüssel zu Ihrem Haus – nur der Besitzer kann wichtige Einstellungen ändern
P_Key (Partitionsschlüssel): Wie das Einrichten verschiedener WLAN-Netzwerke in der Schule – Schüler können nicht auf das Lehrernetzwerk zugreifen
Q_Key: Überprüft jede Nachricht wie ein Türsteher, der IDs an einem Konzert kontrolliert
L_Key/R_Key: Schützt den Computerspeicher wie ein Bankschließfach – nur autorisierte Benutzer können Daten lesen oder schreiben

Hardware-Identität – Unverfälschbare IDs:
Jedes Gerät erhält eine global eindeutige Kennung (GUID), die in seine Hardware eingebrannt ist. Es ist, als hätten Sie Ihre DNA in Ihrem Schul-Ausweis codiert – unmöglich zu fälschen. Das System führt eine Liste der “Berechtigten” und wirft jeden hinaus, der nicht dazugehört.

Schutz auf Chipebene:
Während herkömmliche Netzwerke Software für die Sicherheit verwenden (die gehackt werden kann), ist die Sicherheit von InfiniBand in die tatsächlichen Chips integriert. Es ist, als hätte man ein Schloss, das Teil der Tür selbst ist, und nicht nur nachträglich angeschraubt wurde.

Zusätzliche Daten und Fakten

Die Sicherheitsmerkmale sind umfassend:

• Zentrale Steuerung durch den Subnet-Manager (wie ein hochintelligenter Sicherheitsbeamter, der alles überwacht)

• Hardwaregesteuerte Schlüssel, die selbst Root-Zugriff nicht überwinden kann

• Echtzeitüberwachung, die Administratoren bei verdächtigen Aktivitäten alarmiert

• Automatische Schlüsselrotation (wie regelmäßiges Passwortändern, aber automatisch)

• Schutz vor Spoofing, Identitätsdiebstahl und Kapern von Verbindungen

Das System kann mit massiver Skalierung umgehen – es schützt Netzwerke mit Tausenden von Geräten, die kritische KI-Workloads im Wert von Millionen von Dollar ausführen. Es ist für Umgebungen konzipiert, in denen ein einziger Sicherheitsverstoß jahrelange Forschung kompromittieren oder sensible Daten preisgeben könnte.

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Dieses Maß an Sicherheit wird immer wichtiger, da KI-Systeme mit immer sensibleren Daten umgehen. Wir haben hochkarätige Datenschutzverletzungen bei großen Unternehmen erlebt, und je leistungsfähiger KI wird, desto höher sind die Risiken. Der Ansatz von InfiniBand steht im Kontrast zu den herkömmlichen Ethernet-Netzwerken, die die meisten Unternehmen verwenden und die sich oft auf nachträglich hinzugefügte Sicherheit verlassen, die umgangen werden kann.

Der Zeitpunkt ist entscheidend, da immer mehr Unternehmen KI-Infrastrukturen aufbauen. Mit dem Aufkommen großer Sprachmodelle und anderer KI-Anwendungen benötigen Rechenzentren militärische Sicherheitsstandards. Dies ist besonders wichtig für Branchen wie Gesundheitswesen (Patientendaten), Finanzen (Transaktionsdaten) und autonome Fahrzeuge (sicherheitskritische Systeme).

Zusammenfassung

InfiniBand repräsentiert einen grundlegenden Wandel in unserem Denken über Netzwerksicherheit – anstatt Schlösser nach dem Bau des Hauses hinzuzufügen, wird eine Festung von Grund auf konzipiert. Durch die Implementierung von Sicherheit auf Hardwareebene mit mehreren Schutzschichten hat NVIDIA ein System geschaffen, das nahezu unmöglich zu durchbrechen ist.

Für Studenten, die sich für Cybersicherheit oder KI interessieren, zeigt dies, wie die beiden Bereiche zusammenhängen. Da KI leistungsfähiger und wertvoller wird, wird ihr Schutz genauso wichtig. Ob Sie an der Entwicklung von KI-Systemen oder an ihrem Schutz interessiert sind, das Verständnis von Technologien wie InfiniBand gibt Ihnen Einblicke in die Infrastruktur, die unsere digitale Zukunft antreibt. Es geht nicht nur um coole KI-Anwendungen – jemand muss sie auch sicher halten!

Öffentliche Reaktionen

Sicherheitsexperten loben den hardwarebasierten Ansatz von InfiniBand als überlegen gegenüber rein softwarebasierten Lösungen. Betreiber von Rechenzentren schätzen das zentrale Management, das menschliche Fehler reduziert. Einige Kritiker weisen auf die höheren Initialkosten im Vergleich zu Ethernet hin, obwohl Befürworter argumentieren, dass die Sicherheitsvorteile die Kosten aufwiegen. KI-Forscher schätzen es, zu wissen, dass ihre Arbeit durch mehrere Sicherheitsschichten geschützt ist. Studenten der Cybersicherheit finden den Ansatz von InfiniBand lehrreich, um Verteidigungsstrategien in der Tiefe zu verstehen.

Häufig gestellte Fragen

F: Warum können herkömmliche Netzwerke nicht so sicher sein?
A: Herkömmliche Ethernet-Netzwerke wurden für den allgemeinen Gebrauch konzipiert und erhielten die Sicherheit erst später hinzugefügt. InfiniBand wurde von Anfang an speziell für leistungsfähiges und sicheres Computing entwickelt.

F: Könnte ein wirklich guter Hacker trotzdem eindringen?
A: Obwohl kein System zu 100 % unhackbar ist, macht die hardwarebasierte Sicherheit von InfiniBand das Eindringen exponentiell schwieriger. Es ist, als würde man versuchen, in einen Bankschließfach einzubrechen, anstatt ein normales Türschloss zu knacken.

F: Brauche ich dieses Sicherheitsniveau für meinen Gaming-PC?
A: Nein, InfiniBand ist für Rechenzentren mit kritischen Workloads gedacht. Aber das Verständnis dieser Konzepte hilft Ihnen, Cybersicherheit zu schätzen, und könnte Sie dazu inspirieren, eine Karriere in diesem Bereich anzustreben!