تصميم أنظمة قابلة للتوسّع لعصر الذكاء الاصطناعي

طوال جزء كبير من عصر السحابة نوقشت قابلية التوسّع بوصفها مشكلة سعة في المقام الأول. هل تحتمل قاعدة البيانات معاملات أكثر؟ وهل يمكن إضافة نسخة تطبيق أخرى تلقائياً؟ وهل يمكن تحويل حركة البيانات بين المناطق؟ وهل تدعم البنية عشرة أضعاف عدد المستخدمين دون زيادة مماثلة في التكلفة؟

وتبقى هذه الأسئلة مهمة. لكن الذكاء الاصطناعي يضيف بُعداً مختلفاً.

فالأنظمة الحديثة تضمّ أكثر فأكثر مكوّنات احتمالية واعتماديات على نماذج خارجية وبرمجيات قادرة على اختيار الإجراءات أو بدئها لا على تنفيذ تعليمات محدّدة سلفاً فحسب. وفي الوقت نفسه يدخل الذكاء الاصطناعي إلى المصارف والحكومة والرعاية الصحية والاتصالات والتصنيع والمرافق والبنية التحتية الوطنية — وهي بيئات يمثّل التوافر فيها جزءاً واحداً فقط من جودة النظام.

والنظام الذي يتوسّع وهو يفقد السيطرة ليس نظاماً حسن التصميم.

ففي عصر الذكاء الاصطناعي تعني قابلية التوسّع أكثر فأكثر زيادة القدرة دون السماح للمخاطر التشغيلية والاعتمادية ونطاق الضرر بالنمو بالوتيرة نفسها.

الاستدلال الاحتمالي يحتاج إلى حدود وضوابط حتمية

أول تمييز معماري هو بين الاستدلال والصلاحية.

قد يكون النموذج اللغوي ممتازاً في تفسير تقرير حادث أو ربط الأدلة أو التوصية بالإجراء التالي. لكنه يظل مكوّناً احتمالياً قد تتغيّر مخرجاته بتغيّر السياق وإصدار النموذج والتنسيق. وكون التوصية صحيحة في الغالب لا يعني أن يصبح النموذج المرجع الرسمي لتحديد ما إذا كان إجراء ما مصرّحاً به.

قد يستنتج وكيل أن خدمة إنتاجية تحتاج إعادة تشغيل. ومع ذلك يستطيع ضابط حتمي التحقّق مما إذا كانت الهوية الطالبة تملك الصلاحية، وما إذا كان الهدف ضمن النطاق المسموح، وما إذا كانت نافذة التغيير مفتوحة، وما إذا كانت موافقة ثانية لازمة. وقد يحدّد نظام ذكاء اصطناعي معاملة مصرفية مشبوهة بينما يبقى محرّك سياسات مستقل مسؤولاً عن تقرير ما إذا كان يجوز تجميد الحساب فعلاً.

ويزداد هذا الفصل أهمية مع انتقال الذكاء الاصطناعي من التوصية إلى التنفيذ.

فالتعليمة النصية ليست آلية تحكّم بالوصول، تماماً كما أن الاستدلال باللغة الطبيعية ليس بديلاً عن سلامة المعاملات. وينبغي أن تفترض البنية أن استدلال النموذج قد يكون خاطئاً وأن تضمن بقاء حدود الصلاحية سارية حينها.

صمّم وضع التشغيل بالقدرات الأساسية قبل الوضع المثالي

كثيراً ما تُصمَّم البنى عالية التوافر حول الإخفاق الكامل: خادم يتوقّف عن الاستجابة، ومنطقة تختفي، وحركة البيانات تنتقل إلى مكان آخر.

لكن الحوادث الحقيقية جزئية في الغالب.

فقد تبقى واجهة النموذج متاحة بينما يتجاوز زمن الاستجابة العتبة التشغيلية. وقد تستطيع خدمة الهوية التحقّق من الجلسات القائمة دون منح صلاحيات جديدة. وقد يصبح مصدر بيانات خارجي قديماً. وقد يكون الاتصال بمنطقة سحابية غير مستقر بدل أن يكون منقطعاً تماماً. وقد يعيد إصدار جديد من النموذج استجابات صالحة لكنه يتصرّف بشكل مختلف في الحالات الحدّية.

لذلك يتطلّب الصمود أنماط خدمة صريحة.

فالعملية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي ينبغي أن تعرف ما يبقى ممكناً حين يتعذّر الاستدلال. وقد يعود سير عمل حرج إلى قواعد حتمية أو أتمتة مخفّضة أو تشغيل بشري. وقد تستمر خدمة في وضع القراءة فقط. ويمكن وضع الإجراءات في طابور إن كان تنفيذها لاحقاً آمناً، بينما ينبغي رفض إجراءات أخرى فوراً إن تعذّر إثبات صلاحيتها الحالية.

والمقصود ليس إنشاء بديل لكل إخفاق يمكن تصوّره، بل تحديد الوظائف الجوهرية وتصميم أدنى وضع تشغيل آمن مسبقاً.

يوفّر ISO 22301 إطار إدارة منظّماً لاستمرارية الأعمال والتعافي من الاضطراب. وفي البيئات الأوروبية التي ينطبق فيها NIS2، تشكّل استمرارية الأعمال والنسخ الاحتياطي والتعافي من الكوارث وإدارة الأزمات جزءاً من توقّعات التوجيه لإدارة المخاطر السيبرانية.

وبالنسبة للكيانات المشمولة بإطار صمود الكيانات الحرجة، يمتدّ هذا المنطق إلى ما وراء التوافر السيبراني ليشمل الصمود المؤسسي الأوسع. وتربط الإرشادات الأوروبية الحديثة تخطيط الاستمرارية صراحةً بتحليل الأثر على الأعمال وأولويات التعافي وأهداف زمن ونقطة الاسترجاع وترتيبات تعافٍ مختبَرة.

يجب أن يستعيد التعافي سلامة الحالة والمعنى التشغيلي، لا البنية التحتية فقط

يبقى هدف زمن الاسترجاع وهدف نقطة الاسترجاع مقياسين قيّمين، لكن أنظمة الذكاء الاصطناعي تُدخل حالات إخفاق لا يلتقطانها جيداً.

فقد تُستعاد قاعدة متجهات ضمن هدف زمن استرجاعها وهي تفتقر إلى أحدث تغييرات الصلاحيات. وقد تعود خدمة نموذج إلى حالة سليمة بينما يغيّر إصدار جديد سلوك اختيار الأدوات تغييراً جوهرياً. وقد يُستأنف سير عمل وكيل من حالة محفوظة رغم أن معاملة خارجية كانت قد أُنجزت قبل وقوع الإخفاق.

فالبنية التحتية تعافت، أما حالة العمل فقد لا تكون كذلك.

ويُنشئ هذا متطلباً للتعافي الدلالي وتعافي سير العمل. فعلى النظام تحديد ما إذا كانت المعرفة ما زالت معتمدة، وما إذا كانت الإجراءات المتوقفة قابلة للاستئناف بثبات النتيجة، وما إذا كانت الآثار الجانبية تحتاج تسوية، وما إذا كان مكوّن ذكاء اصطناعي متغيّر يجب أن يجتاز التقييم قبل استعادة صلاحيته الإنتاجية.

وفي الأنظمة عالية الأثر قد يكون التوافر بلا سلامة الحالة أخطر من التوقّف، لأن الخدمة تبدو سليمة بينما تتخذ قرارات استناداً إلى حالة غير صالحة.

تعدد المناطق لا يمنع الإخفاقات المترابطة

قد تشترك منطقتان سحابيتان في اعتماديات أكثر مما يوحي به مخطط البنية.

فقد تعتمدان على مزوّد الهوية نفسه أو بنية DNS نفسها أو مستوى التحكّم نفسه أو سلسلة توريد البرمجيات نفسها أو بيانات اعتماد CI/CD نفسها أو مزوّد الاتصالات نفسه أو خدمة النموذج نفسها أو تسلسل مفاتيح التشفير نفسه. لذلك قد يُبطل اختراق أو عطل في إحدى هذه الخدمات المشتركة التكرار الجغرافي.

ينبغي أن يرسم تحليل الصمود خريطة للاعتماديات المترابطة بدل عدّ المناطق.

وفي الأعباء الحكومية والسيادية يجب أن يشمل التحليل نفسه الولاية القضائية والتحكّم الإداري. فموقع تشغيل الخدمة مهم، لكن المهم أيضاً من يستطيع إدارتها، ومن يتحكّم بمفاتيح التشفير، وأين تُعالج بيانات القياس والنسخ الاحتياطية، وأي مستوى تحكّم يستطيع تغيير البنية التحتية، وماذا يحدث لتلك الحدود أثناء التعافي من الكوارث.

ولا يكون النظام سياديًا لمجرد أن قاعدة بياناته الأساسية مخزّنة داخل حدود وطنية.

فالسيادة خاصية متكاملة للتحكّم التشغيلي.

الذكاء الاصطناعي عند حدّ تقنية المعلومات والتشغيل يتطلّب نموذج سلامة مختلفاً

تجعل البيئات الصناعية وبيئات تقنية التشغيل هذه التمييزات المعمارية بالغة الأهمية.

ففي تقنية المعلومات المؤسسية قد يعطّل إجراء برمجي خاطئ عملية عمل. أما في نظام صناعي فقد يؤثّر في الإنتاج المادي أو المعدّات أو التوافر أو السلامة. وهذا يغيّر العلاقة المقبولة بين الذكاء الاصطناعي الاحتمالي وسلطة التحكّم.

يوفّر IEC 62443 الإطار الدولي الأساسي للأمن السيبراني لأنظمة الأتمتة والتحكم الصناعية. وعلى مستوى النظام يحدّد IEC 62443-3-3 متطلبات تقنية ومستويات أمن حول مجالات أساسية منها التعريف والمصادقة وضبط الاستخدام وسلامة النظام وتقييد تدفّق البيانات والاستجابة في الوقت المناسب وتوافر الموارد. ويستخدم نموذجه النظامي المناطق والقنوات لهيكلة حدود الثقة والاتصال.

وبالنسبة لبنية صناعية مزوّدة بالذكاء الاصطناعي، يرجّح هذا عدم السماح للنموذج بدمج السلطة التحليلية والتشغيلية داخل حدّ ثقة واحد. فبإمكان الذكاء الاصطناعي تفسير بيانات القياس وكشف الشذوذ ودعم المشغّلين وتجهيز الإجراءات، بينما تظل الضوابط الحتمية والتجزئة وآليات السلامة تحكم ما يمكن أن يحدث فعلاً في بيئة العملية.

وزيادة دقة النموذج لا تُلغي الحاجة إلى تلك الحدود.

للأنظمة المالية التزام صمود خاص

تضيف المصارف والخدمات المالية طبقة معمارية أخرى عبر DORA.

إذ يلزم DORA الكيانات المالية المشمولة بالحفاظ على إطار موثّق لإدارة مخاطر تقنية المعلومات والاتصالات، وحماية التوافر والأصالة والسلامة والسرية، وفهم الاعتماديات الرئيسية على أطراف ثالثة، وصون استمرارية الوظائف الحرجة أو المهمة عبر تدابير استجابة وتعافٍ مناسبة.

وهذا يغيّر طريقة تقييم بنية الذكاء الاصطناعي.

فمزوّد نموذج يدعم وظيفة مالية حرجة لا ينبغي تقييمه بالجودة وزمن الاستجابة والسعر وحدها. إذ يجب أن تراعي البنية أيضاً مخاطر التركّز وتعطّل المزوّد وإمكان الاستبدال ومعالجة البيانات ووضوح الحوادث والاعتماديات التعاقدية وقدرة المؤسسة على مواصلة وظيفة العمل إن اختفت تلك القدرة الخارجية.

وقد يقود هذا إلى بنية أقل أناقة تقنياً لكنها أقوى تشغيلياً لأنها تمنح الكيان الخاضع للتنظيم تحكّماً أكبر بالتعافي والخروج.

وليس هذا امتثالاً يضرّ بالبنية، بل بنية تُدرج بيئة التشغيل الفعلية إدراجاً صحيحاً.

أصبحت بنية المنتج تشمل دورة حياة إدارة الثغرات بالكامل

ثمة اعتبار منفصل حين يكون النظام منتجاً ذا عناصر رقمية يُطرح في سوق الاتحاد الأوروبي لا منصّة داخلية بحتة.

فقانون الصمود السيبراني يضع متطلبات أمن سيبراني للمنتجات المشمولة عبر التصميم والتطوير ومعالجة الثغرات. والأهم بالنسبة للبرمجيات الحديثة أن نطاقه قد يشمل المعالجة عن بُعد حين تكون تلك المعالجة لازمة لأداء المنتج إحدى وظائفه.

ويهمّ ذلك المنتجات المتصلة بالسحابة والمزوّدة بالذكاء الاصطناعي، لأن المنتج الوظيفي قد يمتدّ عبر برمجيات محلية وواجهات برمجة ومعالجة عن بُعد.

لذلك تصبح مدد الدعم الأمني ومعالجة الثغرات والتحديثات الأمنية واعتماديات المكوّنات والإيقاف الآمن شؤوناً معمارية تمتدّ عبر دورة الحياة. ولا يستطيع المورّد اعتبار الأمن السيبراني منجزاً بإصدار النسخة 1.0.

وللمنتجات الصناعية يضيف IEC 62443-4-1 دورة حياة تطوير آمنة خاصة بالقطاع تشمل مجالات مثل متطلبات الأمن والتصميم والتنفيذ الآمنين والتحقق وإدارة العيوب وإدارة التصحيحات ونهاية عمر المنتج.

ومرة أخرى ينبغي استخدام المعيار حيث يبرّره القطاع والمنتج، لا تطبيقه بلا تمييز على كل تطبيق مؤسسي.

ينبغي ربط المتطلبات التنظيمية بطبيعة النظام وحالة الاستخدام

فـ NIS2 وCER وDORA وقانون الصمود السيبراني وIEC 62443 وISO 22301 تعالج مشكلات مختلفة وتنطبق على نطاقات مختلفة. والتعامل معها كحزمة امتثال عامة واحدة دليل على أن البنية لم تُصنَّف تصنيفاً سليماً.

والتسلسل الصحيح هو العكس.

فحدّد أولاً الخدمة والاستخدام المقصود والقطاع والولاية القضائية وأثر الإخفاق. ثم اضبط الأطر القانونية والتنظيمية والمعيارية التي تؤثّر فيها فعلاً. وبعد ذلك فقط تُترجَم تلك المتطلبات إلى خصائص تقنية مثل التجزئة وبنية الهوية وضوابط المورّدين والتعافي وقابلية التدقيق ومعالجة الثغرات والتشغيل السيادي.

وحين يجري هذا العمل قبل اختيار المنصّة والمزوّد، يحسّن التنظيمُ التصميمَ.

أما حين يجري في النهاية فيتحوّل إلى معالجة مكلفة.

ينبغي أن يزيد التوسّع القدرة لا عدم اليقين

بنية ناضجة في عصر الذكاء الاصطناعي تستطيع النمو في المستخدمين والبيانات والمناطق والنماذج والأتمتة مع إبقاء حدود صلاحياتها ظاهرة.

فهي تستطيع استبدال نموذج دون إعادة بناء عملية العمل حوله. وتدرك أي اعتماديات قد تتعطّل معاً. وتعرف أي وظائف تبقى متاحة حين لا يكون الذكاء الاصطناعي متاحاً. وتحافظ على التحكّم التشغيلي عبر المناطق والمورّدين. وتستطيع إثبات ما حدث بعد حادث بدل إعادة بنائه من سجلات ناقصة.

وهذا تعريف لقابلية التوسّع أقوى من عدد المعاملات في الثانية.

فالبنية تكون قد توسّعت حين تزداد القدرة دون زيادة غير منضبطة في الاعتمادية ونطاق الضرر والمخاطر التشغيلية.