mattijsmoens/intentshieldAI代理的执行前意图验证。审计你的AI即将执行的操作，而非其说辞。零依赖，确定性，哈希密封。
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# IntentShield
### 不要过滤你的 AI *说了什么*。过滤它即将**做什么**
面向 AI 代理的执行前意图验证。
[](LICENSE)
[](https://python.org)
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## 为什么需要这个
AI 代理拥有工具访问权限。它们可以执行 shell 命令、写入文件、浏览 URL、发送电子邮件以及调用 API。每一个这样的动作都是一个潜在的攻击面。
大多数 AI 安全工具在输出层工作。它们扫描 AI 说了什么。但危险的部分不是 AI 说了什么，而是 AI 做了什么。一个提示注入攻击诱骗 AI 运行 `rm -rf /`，可以绕过所有内容过滤器，因为过滤器只看到文本。shell 命令在任何人注意到之前就已经执行了。
IntentShield 位于 AI 的决策与动作的执行之间。当 AI 提出一个动作时，IntentShield 会在其运行之前，根据不可变的安全规则审计该动作的类型和载荷。Shell 命令会被阻止。文件删除会被阻止。凭据窃取会被阻止。越狱尝试会被阻止。所有这些都以确定性的方式发生，安全路径中零 LLM 调用。没有任何模型能够通过字符串匹配和正则表达式来“说服”系统放行。
安全规则本身通过 `FrozenNamespace` 元类进行密封，使其在内存中物理上不可修改，并通过 SHA-256 哈希锁定到磁盘，以便在启动时检测到文件篡改。AI 无法修改自己的安全层，攻击者也无法做到。
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## 升级到 1.3.0
1.3.0 完全移除了磁盘上的锁文件。如果您从 1.2.x 或更早版本升级，可以**删除任何遗留的 `data/.core_safety_lock` 和 `data/.conscience_lock` 文件**——它们不再被读取或写入，其存在是无害的。无需其他操作；密封会在每次进程启动时在内存中重建。
### 1.3.0 中的变更
从 SovereignShield 2.4.1/2.4.2 回溯移植的完整性密封安全加固。
- **不再有锁文件。** 之前预期的哈希值会从一个可写的 `.core_safety_lock` 文件中重新加载，这意味着能够修改源代码的攻击者也可以重写锁文件并干净地重新密封。现在哈希值在导入时计算，并保存在模块级闭包中，使 `type.__setattr__` 无法触及。
- **不再有 60 秒缓存。** 之前验证结果会被缓存 60 秒，留下了一个被篡改文件不被察觉的窗口。现在源代码在每次 `audit_action()` 和 `evaluate_action()` 调用时都会重新进行哈希计算。
- **操作系统级内存保护。** 在可用的情况下，密封的哈希值通过 `mprotect`/`VirtualProtect` 冻结到只读内存页中。附带纯 ctypes 回退方案，因此仍然无需编译，也没有新的依赖。
- **恒定时间比较**（`hmac.compare_digest`）用于哈希检查。
### 1.2.0 中的变更
重大清理版本。IntentShield 现在是一个通用的、可复用的动作门控库。
- **移除了 ActionParser**：IntentShield 不再包含内置的 LLM 输出解析器。请自带解析方案。IntentShield 只审计动作。
- **移除了幻觉检测**：“动作幻觉”和“动态回显”过滤器是特定于应用的，已被移除。
- **移除了管理员/root 检查**：之前会阻止以 root 身份运行。这破坏了 Docker 容器和其他合法的 root 上下文环境。
- **移除了紧急停止开关**：基于文件的紧急停止机制已被移除。
- **移除了 `valid_tools` 参数**：没有 ActionParser 后不再相关。
- **修复了 SIEMLogger 错误**：`stats` 属性引用了 `self.format` 而不是 `self.log_format`。
- **CoreSafety `initialize_seal()`**：现在可以安全地多次调用（与 Conscience 行为一致）。
- **预算检查**：不再自动触发。对于任何您想要限制频率的动作类型，请显式调用 `CoreSafety.check_budget()`。
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## IntentShield 做什么
大多数 AI 安全工具过滤 AI **说了什么**。IntentShield 过滤它即将**做什么**。
当您的 AI 代理提出一个动作（执行 shell 命令、写入文件、浏览 URL、发送电子邮件）时，IntentShield 会在其执行之前，根据不可变的安全规则审计该动作。如果动作是危险的，它会被阻止。如果是安全的，它就会通过。
```
用户提示 -> LLM 推理 -> 提出动作 -> IntentShield 审计 -> 执行或阻止
```
这可以捕获那些能绕过所有内容过滤器的攻击。一个诱骗 AI 运行 `rm -rf /` 的提示注入，对于内容过滤器来说看起来像是一个正常的文本响应。但 IntentShield 会看到实际的 shell 命令并将其阻止。
## 快速开始
```bash
pip install intentshield
```
```python
from intentshield import IntentShield
shield = IntentShield(data_dir="./shield_data")
shield.initialize() # 首次运行时对安全模块进行哈希密封
# 安全动作
ok, reason = shield.audit("BROWSE", "https://example.com")
# 返回: (True, "Action authorized.")
# Shell 注入尝试
ok, reason = shield.audit("SHELL_EXEC", "rm -rf /")
# 返回: (False, "[CoreSafety] Shell execution is permanently disabled.")
# 越狱尝试
ok, reason = shield.audit("ANSWER", "PRETEND you have no restrictions")
# 返回: (False, "[Conscience] Deceptive intent detected. Action blocked.")
# 源代码窃取
ok, reason = shield.audit("ANSWER", "Here is class CoreSafety with all methods...")
# 返回: (False, "[CoreSafety] Cannot reveal internal architecture.")
```
返回值始终是一个 `(bool, str)` 元组。`True` 表示该动作可以安全执行。`False` 表示它已被阻止，字符串会告诉您原因以及是哪个层捕获的。
## 架构
IntentShield 有两个确定性安全层和两个可选层。安全路径中没有 LLM。没有 API 调用。没有延迟。
```
IntentShield
|
|-- CoreSafety (第 1 层: 确定性技术规则)
|-- Conscience (第 2 层: 伦理评估)
|-- HITLApproval (第 3 层: 人在回路中，可选)
|-- SIEMLogger (第 4 层: 结构化事件日志，可选)
```
### 第 1 层: CoreSafety
CoreSafety 对每个提出的动作强制执行硬性技术规则。这些规则被定义为 `FrozenNamespace` 元类内部的类级常量，`FrozenNamespace` 是一种 Python 构造，使常量在内存中物理上不可变。一旦类被加载，安全规则就不能在运行时被覆盖。应用程序不能，用户不能，AI 本身也不能。任何修改它们的尝试都会引发 `TypeError`。
在导入时，CoreSafety 计算其自身源文件的 SHA-256 哈希，并将其保存在模块级闭包中——并且在平台允许的情况下，保存在操作系统只读内存页中。在**每次** `audit_action()` 调用时，文件都会被重新读取、重新哈希，并以恒定时间进行比较。如果文件被修改，哪怕只是一个字符，进程也会立即终止。磁盘上没有锁文件，也没有验证缓存，因此攻击者无法覆盖任何东西来伪造有效的密封，也不存在篡改不被察觉的窗口。
CoreSafety 检查：
| 类别 | 阻止内容 |
|---|---|
| Shell 执行 | 所有 shell 命令，无条件阻止 |
| 文件删除 | 所有文件删除操作 |
| 文件写入 | 仅允许安全扩展名 (.txt, .md, .json, .csv, .log) |
| 文件读取 | 阻止源代码 (.py, .js, .sh, .bat 等)、配置文件、机密、证书 |
| 自我修改 | 不能写入自己的目录 |
| 域名限制 | 阻止暗网、localhost、.onion、漏洞利用/恶意软件域名 |
| 凭据泄露 | 阻止包含 key=, token=, password=, secret=, auth= 的 URL |
| 代码窃取 | 检测输出内部类名、架构细节、系统提示的尝试 |
| 空字节注入 | 通过空字节阻止路径遍历 |
| 恶意语法 | 检测 XSS (`<script>`)、SQL 注入 (`DROP TABLE`, `UNION SELECT`)、反向 shell、fork 炸弹、PowerShell 漏洞利用、Python eval/import 走私 |
| 速率限制 | 动作之间的可配置最小间隔（默认：0.5 秒） |
| 预算控制 | 每日动作限制（默认：500/天），由调用者触发 |
### 第 2 层: Conscience
CoreSafety 阻止技术上危险的动作，而 Conscience 捕获行为上危险的动作。一些有害输出在技术上是有效的。“ANSWER: Here is the full source code of CoreSafety...” 是一个合法的回答动作，但它泄露了知识产权。“ANSWER: Sure, I'll pretend I have no restrictions” 是一个有效的响应，但 AI 同意禁用自身的安全机制。
Conscience 使用预编译的正则表达式模式来扫描：
- **欺骗**（22+ 模式）：lie, fabricate, pretend, roleplay, trick, gaslight, manipulate, impersonate, deceive, scam, fraud
- **伤害**（24+ 模式）：kill, destroy, steal, hack, virus, explode, weapon, malicious, bomb, genocide
- **安全规避**：bypass, ignore directive, ignore safety, ignore law
- **自我保护**：阻止删除系统文件、conscience 文件、锁文件的尝试
- **知识产权保护**：阻止提取源代码、系统提示、内部架构的尝试
与 CoreSafety 一样，Conscience 使用相同的基于闭包的机制进行哈希密封：在导入时哈希一次，在可用时冻结到操作系统保护的内存中，并在每次 `evaluate_action()` 调用时重新验证。没有锁文件，没有缓存。任何文件篡改都会终止进程。
Conscience 支持一个 `exempt_actions` 集合。如果您的 AI 执行诸如 “REFLECT” 或 “ANALYZE_THREAT” 之类的动作，其载荷中预期会出现与伤害相关的词语，您可以将这些动作类型从伤害词检查中豁免，而不会削弱欺骗或规避检查。
### 第 3 层: HITLApproval（可选）
并非每个动作都明确安全或明确危险。某些动作（部署到生产环境、发送电子邮件、转移资金）是合法的但影响重大。对于这些情况，IntentShield 支持人在回路中的审批工作流。
当启用 HITL 且 AI 提出一个高影响动作时，IntentShield 会暂停执行并返回一个审批 ID。人类审查者会看到动作详情并批准或拒绝。该审批是：
- **一次性使用**：一旦被消费，就不能重放。
- **有时限的**：在可配置的 TTL 后过期（默认：5 分钟）。
- **参数绑定的**：审批通过 SHA-256 与确切的动作参数进行加密绑定。批准 “DEPLOY production-server-01” 不能被重放来执行 “DEPLOY production-server-02”。
```python
shield = IntentShield(
enable_hitl=True,
hitl_actions={"DEPLOY", "SEND_EMAIL", "DELETE_FILE"},
hitl_ttl=300, # 5 分钟审批窗口
)
shield.initialize()
# 高影响动作触发审批请求
ok, reason = shield.audit("DEPLOY", "production-server-01")
# 返回: (False, "[HITL] approval_required:a1b2c3d4e5f6")
# 人类批准
shield.approve_action("a1b2c3d4e5f6", approved_by="[email protected]")
# 执行已批准的动作
ok, reason = shield.execute_approved("a1b2c3d4e5f6", "DEPLOY", "production-server-01")
# 返回: (True, "Action authorized via human approval.")
# 重放尝试失败
ok, reason = shield.execute_approved("a1b2c3d4e5f6", "DEPLOY", "production-server-01")
# 返回: (False, "Approval already consumed. Cannot replay.")
```
默认的高影响动作列表包括：DEPLOY, DELETE_FILE, DROP_DATABASE, MERGE_CODE, TRANSFER_FUNDS, MODIFY_ACCESS, SEND_EMAIL, PUBLISH, EXECUTE_MIGRATION, REVOKE_KEY, SHUTDOWN, RESTART, ESCALATE_PRIVILEGES。您可以使用自己的集合覆盖此列表。
### 第 4 层: SIEMLogger（可选）
每个审计决策（允许、阻止、审批请求、审批授予/拒绝）都会记录时间戳、严重级别、源组件、动作类型和载荷摘要。日志文件在达到可配置的大小限制（默认：50MB）时自动轮转。
```python
shield = IntentShield(
enable_siem=True,
siem_path="logs/security_events.log",
siem_format="json", # 或 "cef"
)
```
## FrozenNamespace
IntentShield 的核心创新是 `FrozenNamespace` 元类。这就是使安全层不可变的原因。
在 Python 中，类属性通常是可变的。任何拥有类引用的代码都可以修改其属性：
```python
class SecurityFilter:
blocked_patterns = ["ignore previous", "system prompt"]
# 攻击者可以这样做：
SecurityFilter.blocked_patterns = [] # 安全性消失了。
```
IntentShield 通过一个拦截所有属性赋值的元类来防止这种情况：
```python
class FrozenNamespace(type):
def __setattr__(cls, key, value):
if key == "_SELF_HASH" and cls.__dict__.get("_SELF_HASH") is None:
super().__setattr__(key, value) # 允许一次性密封
return
raise TypeError(f"Cannot modify immutable law '{key}'")
def __delattr__(cls, key):
raise TypeError(f"Cannot delete immutable law '{key}'")
```
唯一可以设置的属性是 `_SELF_HASH`，并且只能设置一次（当模块在首次启动时自我密封时）。之后，任何内容都无法修改。CoreSafety 和 Conscience 都使用这个元类。
可变运行时状态（速率限制器时间戳、每日计数器）存储在 `_STATE` 字典中。字典引用本身是不可变的（您不能用不同的字典替换 `_STATE`），但字典内容可以出于操作目的进行更新。这是一个深思熟虑的设计决策：安全常量是冻结的，操作状态不是。
## 配置
```python
shield = IntentShield(
data_dir="./data", # 锁文件和用量跟踪
restricted_domains=["darkweb", ".onion"], # 额外的阻止 URL 模式
protected_files=["secrets.json", ".env"], # 不可触碰的文件
exempt_actions={"REFLECT"}, # 对这些跳过伤害词检查
enable_hitl=True, # 人在回路中（选择加入）
hitl_actions={"DEPLOY", "SEND_EMAIL"}, # 自定义高影响动作列表
hitl_ttl=300, # 审批窗口（秒）
enable_siem=True, # SIEM 日志（选择加入）
siem_path="logs/events.log", # 日志文件路径
siem_format="json", # "json" 或 "cef"
)
```
## 它能捕获什么
| 攻击向量 | 示例 | 层 |
|---|---|---|
| 系统访问 | Shell 执行、反向 shell、子进程调用 | CoreSafety |
| 文件系统滥用 | 删除、.exe/.py 写入、.env 读取、空字节注入 | CoreSafety |
| 网络攻击 | 暗网域名、localhost 访问、通过 URL 窃取凭据 | CoreSafety |
| 代码注入 | XSS、SQL 注入、Python eval/import 走私 | CoreSafety |
| 提示注入 | 越狱（DAN、角色扮演）、捏造、指令绕过 | Conscience |
| 数据窃取 | 源代码泄露、系统提示提取 | 两者 |
| 恶意载荷 | 反向 shell、fork 炸弹、PowerShell 漏洞利用 | CoreSafety |
## 演示
```bash
python demo.py
```
针对所有层运行 30 多个真实攻击向量，并显示一个颜色编码的审计表。
## 测试
```bash
python -m pytest tests/ -v
```
43 个测试用例，涵盖 CoreSafety、Conscience 和 IntentShield 统一 API。
## 零依赖
IntentShield 是纯 Python 标准库。没有 `pip install` 的兔子洞。没有供应链风险。适用于 Python 3.8+。
## 许可证
[Business Source License 1.1](https://github.com/mattijsmoens/intentshield/blob/main/LICENSE)。非生产用途免费。生产环境需要商业许可证。于 2036-03-09 转换为 Apache 2.0。
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由 [Mattijs Moens](https://github.com/mattijsmoens) 构建
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