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向量注入?AI 时代数据库新威胁:风险、数据库防护与最佳实践

向量注入?AI 时代数据库新威胁:风险、数据库防护与最佳实践 爱可生开源社区
2025-12-08
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导读:对向量的支持是一把双刃剑?

作者:Mike Frank , Product Management Director

原文:https://blogs.oracle.com/mysql/protecting-ai-vector-embeddings-in-mysql-security-risks-database-protection-and-best-practices,December 1, 2025

爱可生开源社区翻译,本文约 2000 字,预计阅读需要 8 分钟。



摘要

人工智能应用依赖向量嵌入来驱动搜索和推荐,但这些数据丰富的向量也带来了新的安全和隐私风险。

本文将解释 AI 嵌入的主要威胁、攻击可能发生的方式,以及利用 MySQL 保护向量数据的成熟策略 —— 涵盖安全存储、访问控制、加密、审计和合规最佳实践。

1. AI 向量里有什么?

人工智能[1] 和机器学习模型依赖向量来数值化表示文本、图像或其他输入数据。这些嵌入为 检索增强生成(RAG)[2]、语义搜索和推荐引擎等高级应用提供动力。然而,向量中包含的丰富信息也带来了新的攻击面、隐私风险以及组织必须理解和应对的合规性考量。

举例:LION 可以存储为 [33, 42, 16]

2. 攻击向量的方法

2.1 部分恢复

研究人员已证明,嵌入部分重建原始输入数据是可能的。例如,像《你能从大型语言模型嵌入中恢复用户数据吗?》[3] 这样的研究。展示从句子嵌入中恢复大量词汇,暴露潜在的隐私漏洞。

2.2 生成相似数据

攻击者可以通过被盗的向量训练解码器模型,在语义上生成与原始输入相似的新数据。如果向量被泄露,敏感数据也可能泄露 —— 即使没有完全反转。

3. 这些攻击是如何运作的?

3.1 嵌入的数学结构

  • 语义保持:嵌入以压缩格式总结意义和上下文,将高维空间中语义相似的项聚类。

  • 高维度与线性:嵌入向量保持足够的模式,若不加保护,可被利用进行部分恢复。

  • 无单向安全:生成嵌入在密码学上并不安全。 根据报告:《能否从大型语言模型嵌入中恢复用户数据?》[4] 可知,在某些情况下,恢复率达到 50%至 70%。

3.2 向量数据库实现

  • 关联元数据:向量数据库通常同时存储嵌入和元数据(如文档 ID)。未经授权的访问可能暴露关联内容并加剧隐私风险。
  • 缺乏安全控制:早期或不安全的向量数据库可能缺乏认证或加密,导致盗窃更容易。
  • 数据验证薄弱:验证不佳可能让攻击者注入恶意数据或通过模型作泄露数据。

关键问题:当嵌入数据未经匿名化处理时,它们仍保持信息密集性。存储与检索环节的安全弱点会引发多种数据提取攻击。

4. 示例事件

以下是一个基于行业研究[5]和 OWASP 标准[6] 中强调的风险的假设示例。

一家公司利用人工智能驱动的搜索功能,将文本嵌入存储在不安全的 向量数据库[7] 中。一名拥有内部访问权限的承包商导出了数千个向量数据,并使用开源工具部分重建了客户信息。此次泄露事件引发了隐私调查和紧急安全升级。

要点:即使嵌入看起来很抽象,不受保护的存储也会给数据泄露和违反合规性带来真正的风险。

5. 为什么保护向量数据至关重要?

开放式 Web 应用程序安全项目(OWASP)[8] 将“向量和嵌入弱点”列为人工智能安全的主要威胁之一。

5.1 隐私和数据泄露

  • 向量反转攻击:从嵌入向量中重构个人或专有信息。
  • 成员资格推断:检测特定数据是否用于训练。
  • 跨上下文泄露:多租户风险。

5.2 诚信与操纵

  • 数据投毒:恶意数据会降低结果的准确性或造成结果偏差。
  • 语义欺骗:扰动向量会导致误导性的系统输出。

5.3 知识产权与合规风险

  • 模型泄露,竞争优势丧失:通过查询分析或窃取向量进行逆向工程。
  • 监管处罚:与嵌入式相关的违规行为可能会触发 GDPR、HIPAA 或其他合规措施。
  • 信任危机的影响:违约会削弱客户和利益相关者的信任。

6. 如何保护您的向量数据?

6.1 安全存储

使用具有细粒度访问控制的存储方案。避免使用基于文件或保护级别较低的存储方案。

6.2 访问管理

在 MySQL HeatWave 和 MySQL AI 中,使用强大的角色和授权来保护对专用模式的访问。

6.3 数据生命周期

审查如何保护结构化数据和非结构化数据从摄取到归档/删除的整个过程。

6.4 最佳实践

  • 对静态数据和传输中的数据进行加密[9]

  • 遵循最小权限原则限制访问权限

  • 启用 MySQL 审计[10] 日志记录

  • 定期审查和更新您的管道安全措施

7. 示例:使用 MySQL 的向量数据类型安全地存储向量嵌入

将敏感数据的嵌入存储在 MySQL 中。当向量数据存储在 MySQL 数据库中时,可以限制、审计和保护其访问。

CREATE TABLE`sensitive_data_vectors` (
`document_name`varchar(1024NOTNULL,
`metadata`jsonNOTNULL,
`document_id`intunsignedNOTNULL,
`segment_number`intunsignedNOTNULL,
`segment`varchar(1024NOTNULL,
`segment_embedding` vector(384) ,
  PRIMARY KEY (`document_id`,`segment_number`)
);

了解更多关于 MySQL 中向量数据类型[11]的信息 。

8. MySQL 安全功能,助力向量防护

MySQL AI[12] 和 MySQL HeatWave 为病毒载体提供强大的内置保护:

8.1 默认加密

MySQL HeatWave 会对所有传输中和静态数据进行加密。借助透明数据加密(TDE)[13],本地部署的 MySQL AI 也能实现同样的功能。

8.2 审计和监控

MySQL 审计[14] 功能会跟踪并记录每一次访问。

8.3 细粒度访问控制

通过角色、授权和模式级权限保护嵌入内容和元数据。

8.4 原生向量数据类型

高效安全地存储嵌入内容,避免面临基于文件的存储风险。

8.5 生命周期与合规性管理

备份、保留和合规性[15] 策略自动涵盖向量数据。

为什么它更强大:使用 MySQL 的向量数据类型和强大的数据库安全性,集成了访问控制、加密、审计和合规性 —— 提供的保护远比文件或非托管存储要强得多。

概括

AI 向量编码了宝贵的敏感业务信息。保护嵌入内容时,务必像保护最敏感的数据资产一样严密。

利用 MySQL 的安全功能(加密、访问控制、审计和现代数据类型),最大限度地降低风险并确保合规性。

参考资料
[1] 

Oracle AI: https://www.oracle.com/artificial-intelligence/

[2] 

RAG: https://cloudsecurityalliance.org/blog/2023/10/18/embedding-security-new-threats-in-modern-ai-architectures/

[3] 

报告1: https://arxiv.org/abs/2104.06956

[4] 

报告2: https://arxiv.org/abs/2104.06956

[5] 

行业研究: https://arxiv.org/abs/2104.06956

[6] 

OWSP 标准: https://llmsecurity.com/

[7] 

博文1: https://cloudsecurityalliance.org/blog/2023/10/18/embedding-security-new-threats-in-modern-ai-architectures/

[8] 

llmsecurity: https://llmsecurity.com/

[9] 

MySQL 加密: https://www.oracle.com/mysql/why-mysql/security/

[10] 

MySQL 审计: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/audit-log-plugin.html

[11] 

向量数据类型: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/vector-type.html

[12] 

MySQL HeatWave: https://www.oracle.com/mysql/heatwave/

[13] 

TDE: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/data-encryption.html

[14] 

审计插件: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/audit-log-plugin.html

[15] 

安全合规: https://www.oracle.com/mysql/why-mysql/security/




本文关键字:#MySQL #Vector #向量 #翻译




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