趋势
企业透过建构私有网络，不仅能提升营运弹性，更能强化网络安全防护，确保数字资产坚不可摧。在网络安全领域中，运用人工智能（AI）对抗日益精进的网络攻击已成为重要趋势。面对黑客不断推陈出新的入侵手法，IT 团队正积极导入 AI 技术，打造更强大的数字安全防护网，以有效保护企业的宝贵资产。
人工智能（AI）系统在网络安全领域展现卓越能力，能精准识别并分类敏感信息、深入检查网络封包与流量模式、实时监控数据流、迅速侦测异常行为，并主动响应潜在威胁。透过将AI深度整合至网络安全防护体系，企业得以在大幅减少IT/OT人员介入的情况下，更高效地保护关键信息资产，实现自动化、智慧化的安全防护。
网络传输中，数据加密与解密为确保信息安全之必要环节，如何在加密强度与运算效能间取得最佳平衡，实为一项技术挑战。透过导入先进的软件驱动加密加速技术，私有网络得以在不牺牲制造作业效率的前提下，有效保护敏感数据，防范专有信息与营运数据遭受潜在的网络入侵。
此外，操作系统在作业、升级或启动过程中展现的容错能力，对于维持整体网络基础设施的稳定性至关重要。特别是在高度自动化的制造环境中，任何形式的停机都可能造成重大损失，因此确保系统的持续运作更是首要之务。
挑战
然而，在私有网络中实施健全的网络安全措施并非易事，其挑战在于跨越不同协议与资源，整合复杂的技术和政策。
在制造环境中，必须持续监控营运指针、机器效能日志、实时传感器读数等多元数据。这些数据格式各异，且来自物联网（IoT）装置、工业控制系统、企业资源规划软件等多重来源。
为实现智慧工厂，IT/OT 基础设施的无缝连接与整合，以及数据的有效收集、传输和清理至关重要。当需要 AI 训练模型和商业智能应用程序辅助决策时，此重要性更为凸显。
另一项挑战是在安全措施和营运效率之间取得平衡，尤其在智能制造等对正常运行时间和效能要求极高的环境中。因此，必须优化软件驱动加密加速技术的实施，以确保网络运作顺畅，避免延迟或瓶颈。
NEXCOM 解决方案
NEXCOM 的 DNA 140 是一款精巧的 AI-in-a-Box 网络设备，基于最新的 Intel Atom® x7433RE 处理器（代号 Amston Lake）构建，针对边缘运算和软件定义网络进行了优化。它解锁了更智能的云端安全服务，确保跨用户、装置、应用程序和物联网的一致政策执行和访问控制。
DNA 140 配备四个 2.5GbE LAN 端口，以满足多媒体或中小型企业数据传输的需求。其中两个端口具有 PoE+ 功能，每个端口最高可提供 30W（802.3at）的功率，显著简化了连接装置的安装和管理。透过透过单一以太网络线提供电源和数据，DNA 140 增强了灵活性，允许传感器、摄影机和存取点等装置轻松重新定位，而无需额外的电源，从而提高了制造环境中的整体能源效率和可靠性。
在网络安全方面，DNA 140 由 Intel® 技术驱动，包括 Intel® AES 新指令、Intel® OS Guard、Intel® Boot Guard、Intel® 虚拟化技术（VT-x）、Intel® 定向 I/O 虚拟化技术（VT-d）等，提供先进的技术和处理能力，实现出色的联机能力、效能和高可用性。
Intel Atom® x7433RE 采用软件驱动的 Intel® QuickAssist Technology（Intel® QAT），与传统处理器中基于硬件的 Intel® QAT 相比，它提供了更高的灵活性。它可以根据网络或应用程序的特定需求轻松更新、配置和扩展，而无需对硬件进行物理更改：安全修补程序、效能增强和新功能可以透过软件更新及时推出。
NEXBOOT 是 NEXCOM 的专有故障转移机制，具有额外的操作系统轮换（循环）、操作系统恢复以及硬件/软件诊断功能。操作系统故障转移是使用单独的物理储存位置实施的，包括板载 eMMC 和 M.2 储存。DNA 140 提供两种模式可供选择：「动态模式」，当主要操作系统故障时，动态切换到黄金操作系统；以及「强制模式」，使用闩锁开关强制重新启动到黄金操作系统以进行恢复或诊断。
在 DNA 140 上启用 NEXBOOT 功能可实现不间断的服务并防止停机，为营运奠定安全的基础。此增值功能增强了工厂环境中私有网络的整体稳定性，在这些环境中，存取物理装置可能具有挑战性，并确保了弹性且值得信赖的营运环境。
在内存方面，DNA 140 利用单个 DDR5 4800 插槽，提高了效能和效率。此外，还保留了多个扩充插槽，用于双 5G 和单 Wi-Fi 模块，以提供额外的无线路由，实现大规模物联网联机，以及一个用于 AI 卡的插槽，以更好地适应智慧环境。
AI 整合
DNA 140 透过 mini-PCIe 插槽采用节能的 Hailo-8 边缘 AI 处理器，可在边缘实现实时、低延迟和高效的 AI 推论。为了证明 DNA 140 上的 AI 效能，NEXCOM 运行了几个版本的 YOLO（You Only Look Once）计算机视觉模型。YOLO 使用 PyTorch 进行对象侦测，并以更高的推论速度运作，使其适用于实时应用程序。YOLO 是一个很好的对象侦测器，可以侦测小型对象。它是同类模型中最快的模型之一，特别适合制造环境中的网络安全物联网应用程序，在这些应用程序中，快速且精确的侦测至关重要。详细的测试配置如图表 1 所示。
图表 1
DNA 140 测试配置
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Item
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DNA 140
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CPU
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Intel Atom® x7425RE, 4 cores
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内存
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1 x 16GB DDR5 4800 SODIMM
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SSD
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1 x 64GB SATA III M.2 SSD
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储存
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eMMC 32GB onboard
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扩充
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1 x Hailo-8R (in internal mPCIe slot)
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Ubuntu
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23.04
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核心
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6.2
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YOLO 模型提供针对不同营运需求量身定制的不同版本，并提供不同层级的侦测速度、准确性和资源需求，使其适用于不同的网络安全 AI 应用程序。NEXCOM 已在 DNA 140 上测试了四个 YOLO 版本：
- YOLOv5s： 专为追求速度及低资源环境所设计，提供快速的目标检测能力。
- YOLOv5m： 在速度与准确度之间取得良好平衡，适用于中等资源需求的应用场景。
- YOLOv7_tiny： 极致轻量化，针对超快速效能及资源有限的环境进行优化。
- YOLOv7： 提供最高的检测准确度，专为具备较强运算能力的系统所设计。
测试结果以每秒帧数（FPS）显示在表 II 中。FPS 越高，AI 系统就能越快识别和响应潜在威胁或异常情况，从而最大限度地降低错过侦测的风险，并确保连续、有效的监控。此外，更高的 FPS 可降低延迟，从而更快地响应侦测到的事件，这对于维持系统的安全性和营运效率至关重要。
图表 II
DNA 140 YOLO 模型测试结果
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模型
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分辨率
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DNA 140, FPS
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YOLOv5s.hef
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640 x 640
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189.89
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YOLOv5m.hef
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78.47
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YOLOv7_tiny.hef
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186.68
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YOLOv7.hef
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19.17
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对于基本的对象侦测任务而言，每秒 15 至 30 帧（FPS）被视为最低要求，以确保能合理精确地捕捉场景中的动态与变化。若应用于实时安全监控或智能制造等更高要求的场景，则建议采用更高的 FPS（每秒 60 帧或以上），以精准侦测快速移动的对象，避免产生运动模糊或延迟。
YOLOv5s 以其高帧率（每秒 189.89 帧）的优势，非常适合用于智慧工厂中入口及限制区域的持续监控。它能够实时侦测未经授权的人员或车辆，并立即向安全团队发出警报，这种快速反应对于维护敏感生产区域的安全至关重要。适用场景： 实时对象侦测。
YOLOv5m 虽帧率较低（每秒 78.47 帧），但仍适用于侦测设备行为或位置的变化或异常情况，这些异常可能暗示网络安全威胁，例如篡改、尝试远程变更机器设定，或透过受损装置引入恶意软件。适用场景： 设备篡改与异常侦测。
YOLOv7_tiny 具备高帧率（每秒 186.68 帧）及轻量化设计，使其成为管理智慧工厂中大规模物联网环境的理想选择。它能够快速处理来自大量物联网装置的数据，识别任何异常模式或未经授权的装置联机。适用场景： 大规模物联网装置监控。
YOLOv7 的帧率最低（每秒 19.17 帧），适用于深入分析复杂行为或执行详细监控任务。可用于侦测需要长期仔细观察的高级持续性威胁（APT）。适用场景： 详细威胁分析与复杂行为侦测。
测试结果证明了 DNA 140 作为一款通用边缘装置，能够无缝整合至各种网络安全应用程序中，并根据工厂的需求，满足特定的网络安全需求。DNA 140 作为入门级桌面计算机，特别适合对象侦测、访问控制及物联网相关应用程序等低资源网络安全任务。
结论
随着网络安全环境的快速演进，持续开发并整合人工智能与软件驱动技术，对于维持强大的防御体系，并支持智慧化环境的安全成长至关重要。然而，实施与管理这些复杂系统，需要采取策略性方法，在效能与安全性之间取得平衡，并确保全面的实时覆盖。
透过在私有网络中部署 NEXCOM 的 DNA 140，有助于提升数字领域的安全性与弹性。其先进的 AI 扩充功能，为网络安全应用程序中的智能威胁侦测，提供了灵活性与适应性。其丰富的功能设计，使其成为希望将 AI 整合至 5G、SD-WAN、SASE 及其他安全应用程序的企业之理想选择。
DNA 140 在各项网络安全任务中展现卓越效能，尤其在涉及视觉数据处理与分析、实时监控及对象侦测等任务上。尽管 DNA 140 定位为入门级网络安全桌面计算机，但测试已证实，其提供的 AI 功能足以强化各种动态环境中私有网络的整体安全性与弹性。
