网络安全专家谈|沈昌祥院士:构建安全可信网络空间安全防护体系******
过去的十年,是信息技术革命日新月异、数字经济发展浪潮奔涌向前的十年,也是深刻把握信息化发展大势、积极应对网络安全挑战的十年。党的十八大以来,我国网络安全工作进入快车道。新起点,新征程。回望过去,我国网络安全行业取得哪些发展成就?立足当下,面临哪些新挑战?面向未来,将出现哪些新趋势?中国网络空间研究院网络安全研究所、《中国网信》杂志融媒体中心、光明网网络安全频道、安恒信息联合推出系列专访。本期,邀请中国工程院院士沈昌祥进行访谈。
记者:请您结合自身实践,谈谈网络安全十年来的发展变化,以及行业发展面临的新挑战、新问题。
沈昌祥:当前,网络空间已经成为继陆、海、空、天之后的第五大国家主权领域空间,也是国际战略在网络社会领域的演进,我国的网络安全正面临着严峻挑战。以“没有网络安全就没有国家安全”“安全是发展的前提,发展是安全的保障”为宗旨,按照国家网络安全法律法规、战略要求,推广安全可信产品和服务,筑牢网络安全底线是历史的使命。党的十八大以来,我国在网络安全领域取得可喜成绩。《中华人民共和国网络安全法》(以下简称《网络安全法》)《中华人民共和国密码法》(以下简称《密码法》)《中华人民共和国数据安全法》和《关键信息基础设施安全保护条例》等法律法规治理体系逐步完善,网络安全产业发展有法可依,有章可循;安全可信的网络产品和服务产业生态初步构建,产业结构逐步合理;网络空间安全一级学科确立,人才培养体系初步建立,网络安全人才培养力度不断加大,国家网络安全保障能力大幅提升。
与此同时,我国网络安全在技术、产业和能力等方面与发达国家相比仍存在不小差距,在复杂的网络安全博弈中略显被动:自主创新不足,以“跟随型”为主的安全产业发展思路难以解决核心技术“受制于人”的问题;网络安全防护技术体系尚不健全,重点领域网络安全保障能力不足,集中表现为“网络安全底数不清”“网络防御被动应急”,难以形成网络安全积极防御体系,网络安全保障措施难以适应快速变化的对抗形势等。为此,我们应以前瞻性布局占据战略制高点,形成一套既富有中国特色又符合世界发展潮流的网络空间安全保障战略思维,以自主创新产业争取战略主动权,着眼国家安全和长远发展,构建世界领先、安全可信的自立自强网络安全产业生态体系,从根本上解决核心技术受制于人的问题,积极参与网络空间国际治理,加强网络空间国际合作,提升我国在网络空间领域的国际地位。在“十四五”期间努力打造安全可信的核心技术产业生态,构筑安全可信的网络安全基础,建立顺畅高效的组织管理体系和系统完备的法律法规治理体系,加强良性循环的经费保障,做好多层次的人才培养工作,为国家网络安全提供有力支撑,为建设网络强国构筑坚实基础。
记者:《网络安全法》对守护网络安全防线、构建安全可信网络体系提出了更高要求。其中也明确提出推广安全可信的网络产品和服务。对于“安全可信”的内涵该如何理解?
沈昌祥:“安全可信”是网络所使用的设备应当具备的安全性能,即在设备工作的同时,内含的安全部件进行动态并行实时全方位的安全检验,确保计算过程及资源不被干扰破坏和篡改,能正确完成处理任务。这就是用主动免疫可信计算3.0技术开发的网络产品和服务,相当于人体具有免疫能力,离开封堵查杀“老三样”被动防护,自主创新解决核心技术卡脖子问题。
随着信息技术的快速发展和网络安全形势的不断变化,我们逐渐认识到,掌握网信核心技术是我国摆脱网络安全受制于人的根本,也是保障重要信息系统及其数据安全的前提。保障芯片、整机、操作系统、数据库等基础软硬件的供应链安全可信,成为建设网络强国的保障基石。
要实现安全可信必须自主创新、自立自强。首先要认清网络安全风险的本质。安全风险源于图灵机原理少安全理念、冯·诺依曼体系结构少防护部件和网络信息工程无安全治理三大原始性缺失,再加上人们对IT逻辑认知的局限性,设计产品不可能穷尽所有逻辑组合,只能处理完成和计算任务有关的逻辑组合,必定存在大量逻辑不全的缺陷漏洞,从而难以应对人为利用缺陷漏洞进行攻击获取利益的恶意行为。
为了降低安全风险,必须从逻辑正确验证、计算体系结构和计算模式等方面进行科学技术创新,以解决存在的漏洞缺陷不被攻击者利用的问题,形成攻防统一的体系,这与人体健康必须有免疫系统一样。这就是中国可信计算3.0的新计算模式和架构,计算同时并行进行防护,即以物理可信根为基础,一级验证一级,通过构建可信链条,为用户提供可信存储、可信度量和可信报告等多种功能,为保证用户的数据资源和操作过程安全提供可信任的计算环境,有效降低系统的安全风险。由此可见,《网络安全法》要求推广使用安全可信的网络产品和服务是科学合理的,也是高效可行的。
记者:在构建“安全可信”网络空间安全防护体系,提高网络安全主动免疫能力方面,我们要从哪些方面着手?
沈昌祥:首先要自主创新发展主动免疫可信计算3.0,为安全可信产业打造良好生态环境。
可信计算3.0源于我国,对新型可信计算的研究开始于上个世纪90年代初,1995年2月通过鉴定,定型装备,经过长期攻关形成了自主创新的可信计算3.0技术体系。
可信计算3.0采用运算和防御并行的双体系架构,在计算运算的同时进行安全防护,将可信计算技术与访问控制机制结合,建立了计算环境的免疫体系,能及时识别“自己”和“非己”成份,禁止未授权行为,使攻击者无法利用缺陷和漏洞对系统进行非法操作,最终达到“进不去、拿不到、看不懂、改不了、瘫不成、赖不掉”的效果,对已知和未知病毒不查杀而自灭。
其次是自立自强建立安全可信创新体系:一是可信体系架构的创新。可信计算3.0创造性地提出了计算节点由运算部件和防护部件并行的双体系架构,在保持原有应用系统不变的情况下,构建主动免疫的可信计算环境,为应用提供主动免疫安全可信的保障机制,主动拦截系统操作运行要素,按预定的策略规则进行可信判定,及时发现并禁止不符合预期的行为,保证全程安全可信的运行。
二是可信计算密码技术的创新。可信计算3.0架构根据国家《密码法》规定的算法标准发布的可信密码模块(TCM)国家标准,满足可信计算需求,并要在三个方面有重要创新:首先是构成了对称与非对称融合的密码体制,全面支持可信功能;其次,可信计算3.0架构下的可信计算密码技术以国内密码算法为基础,对称密钥算法使用SM4算法,非对称密钥算法使用SM2算法,哈希算法使用SM3算法,高效实现身份认证、加密保护和一致性校验;再是采用双证书体制,用平台证书认证系统,用加密证书保护密钥,并且将加密功能和系统认证功能分离管理,符合《中华人民共和国电子签名法》要求,简化了证书管理工作,提高了系统通过隔离增强加密和认证功能的安全性。
三是可信平台控制模块的创新。提出以可信平台控制模块(TPCM)作为可信根,并接于主机的计算部件,在可信密码模块基础之上增添对系统和外设的总线级控制机制。TPCM是系统可信的源头,它将密码机制与控制机制相结合。目前,TPCM国家标准已发布,并被发展成为插卡、主板SoC和多核CPU可信核三种模式产品,得到大量推广。
四是可信主板的创新。可信平台主板将防护部件与计算部件并接融合,由TPCM和系统中的多个度量点(包括TPCM对Boot ROM的度量机制)组成防护部件,计算部件保持原有架构不变。信任链在“加电第一时刻”开始建立,从而提高了系统安全性。同时在主板上的多个度量点分别设置度量代理,通过这些度量代理实现硬件控制,并为可信软件层提供可信硬件度量和控制接口。
五是可信软件基的创新。可信软件基是在TPCM支撑下,基于双系统体系结构下以原始信息系统宿主软件为保护对象,构成并行的双软件架构。可信软件基在可信计算体系中处于承上启下的核心地位,对上与可信管理机制对接,通过主动监控机制保护应用,对下连接TPCM和其他可信硬件资源,对系统安全机制提供可信支撑,同时与网络环境中其他可信软件基实现可信协同。可信软件基并行于宿主基础软件,在TPCM的支撑下,通过宿主操作系统代理进行主动拦截和度量保护,实现主动免疫防御的安全能力。
六是可信网络连接的创新。针对集中控管的网络安全环境,创造性地提出了三元三层可信连接架构,能够有效防范内外合谋攻击。同时,这一架构在纵向上对网络访问、可信评估和可信度量分层处理,使得系统的结构清晰、控制有序。进行访问请求者、访问控制者和策略仲裁者之间的三重控制和鉴别,实现了集中控管的网络可信连接模式,提高了架构的策略规则可管性、可信性。
记者:强化网络空间安全保障,离不开相关产业政策的支持和引导。今后在进一步打造安全可信的产业生态方面,需要在哪些方面完善政策、创新制度?
沈昌祥:要优化产业政策,打造安全可信的产业生态体系。加强统筹规划,加大投入力度,扶持网络安全产业和项目,加快推广安全可信的网络产品和服务。形成安全可信国产化推进机制,推动安全可信技术产品应用。出台相应政策为自主创新产品提供市场应用空间,促进技术产品创新、性能优化提升与产业应用协同发展。
要以企业为主体,优化网络安全产业创新发展环境。优化企业生存环境,激发大众创业、万众创新的热情。强化企业的创新主体地位,营造公平合理的市场环境,结合国家“一带一路”倡议,打造更有利的国际化发展环境,充分发挥政府机构、行业协会和产业联盟的作用,积极参与国际合作,争取更多的国际话语权。通过建立产业并购基金、共享专利池等措施为企业国际化发展提供支持,减轻国内企业在国际竞争中的压力。
要加强人才培养,建设全方位网络安全人才队伍。加大人才培养力度,打造数量充足、结构合理的网络安全人才队伍。加强网络空间安全一级学科建设,由专业机构、行业企业等梳理人才需求,同时加强用人单位与高校、专业培训机构的合作,进一步缩短人才供需差距。
要统筹规划加大投入,强化经费监管,大幅提升国家资金的利用效率。优化经费支持方式和监管模式,提升经费投入效益。通过成立专业化项目管理机构,统一受理网络安全项目申请,严格公正评审立项,整合原有网络安全项目资源,集中资源重点突破核心技术瓶颈。完善现有经费监管模式,建立合理的经费申请和评审流程,同时在各环节加强审计。加强产学研用管等各方面的配合,前瞻性统筹经费支持方向,在优先支持基础性、公益性项目的同时,充分考虑经费投入将产生的经济效益,设立“产业基金”“创新基金”等实体机构,加快技术研发市场化速度,形成良性循环的市场化经费支持机制。(记者 李政葳 孔繁鑫)
智慧城市建设 让城市治理变“智”理******
河北省廊坊市开发区智慧城市运营中心展厅电子沙盘。赵永辉摄(人民图片)
日前,在山东省东营市东营区政务服务大厅政务“晓屋”内,工作人员演示使用流程。刘智峰 摄(人民图片)
日前,在江西省赣州市蓉江新区赣南数据湖示范中心,工作人员检测记录数据运行机柜和处理器运行情况。朱海鹏摄(人民图片)
位于海南省澄迈县的中海石油码头有限公司智能化仓库。新华社记者郭程 摄
红绿灯实时感知车流量、自动优化配时,提高车辆通行效率;门禁系统自动识别身份,供水系统实时监测水质,提升社区居住品质;政务服务平台集合预约挂号、公司注册等功能,“数据跑”替代“群众跑”……从贯穿“数字河流”推动城市治理现代化,到“一城一策”助力城市产业智能化,再到激发“乘数效应”服务百姓数字生活,借助5G、大数据、云计算、人工智能等新技术,加速推进的智慧城市建设正不断为城市治理赋能,让城市治理变“智”理。
党的二十大报告提出,“加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市。”建设新型智慧城市,是群众对更美好城市生活的向往,也是城市高质量发展的必然追求。为此,人民日报记者采访了一些正在建设中的智慧城市,记录新技术给我们的生活带来的改变。
智慧“晓屋”:
政务服务24小时“不打烊”
坐落于珠江入海口的番禺区,地处广东省广州市中南部,是粤港澳大湾区的中心位置。漫步在番禺区的街道,随处可见5G基站、智慧灯杆等高科技设施。数字化正与这座城市深度融合。其中,一座座政务“晓屋”,成为番禺独特的政务名片,真正做到政务服务24小时“不打烊”。
“您好,欢迎使用‘晓屋’,我是‘云坐席’,请问您要办理什么业务?”戴女士是番禺区某独资企业办税员,不久前,她来到区政务服务中心办理企业注销业务。来之前,戴女士提前做好了预约,手机扫描便打开了政务“晓屋”的玻璃门,眼前的大屏幕上,工作人员面带微笑地询问起来。
政务“晓屋”是一座类似于电话亭的玻璃房,通过屋内的“云坐席”,使用者可以办理咨询、辅导等以前在大厅才能办理的业务。此外,政务“晓屋”还为企业和群众提供远程“面对面”政务服务以及“手把手”全程指导。
在了解戴女士需要进行企业注销,但还未办理税务注销时,“云坐席”首先为她邀请了税务部门“云坐席”。
之后,在办理清税过程中,戴女士将申请材料通过高拍仪展示完成初步审阅,并根据指引,登录“粤税通”小程序进行信息填写与材料上传。几分钟内,她就完成了全部申请流程。清税申请提交后,因外地户籍想要咨询注销后社保待遇领取的问题,税务“云坐席”又为她邀请了社保部门的“云坐席”进行多方实时沟通,答疑解惑。
很快,当戴女士还在咨询社保问题时,她就在手机上收到了清税证明。办事、咨询同步进行,税务、社保多方互动,政务服务智能化刷新了办事体验。税务注销业务完成后,税务“云坐席”又为她邀请了市场监管局“云坐席”,进行营业执照注销业务的办理。
最后,在“云坐席”的指引下,戴女士打开桌子下方快递柜,将申请表、营业执照原件等资料放入邮政信封中,填好邮寄信息。不一会儿,手机上就收到了营业执照注销证明。
戴女士对人民日报记者表示,以往,办理企业注销需要来回跑税务、市场监管等服务窗口,折腾一两天都是很常见的,没想到通过政务“晓屋”竟然可以一次办成,称得上是“进屋办事,少交快办,办事不用跑”,为民众带来的便利是实实在在的。
对这种便民服务深有感触的还有家住市桥街的黄先生,今年准备结婚的他刚购买了一套婚房,需要办理公积金提取,从住所到区政务服务中心,坐公交往返需要2小时,此外,还要算上等待、办理的时间,费时费力。
因此,黄先生决定试试附近新设的政务“晓屋”。
利用午休时间,黄先生走进街道内安放的政务“晓屋”,接待黄先生的是一位“数字业务员”。当他咨询如何办理公积金时,“数字业务员”马上询问他的具体需求,如想要办理哪类公积金,是租房使用还是购房等。之后,黄先生又说了自己想要提取的金额,并询问了所需材料细节,“数字业务员”都一一作答。材料准备好后,黄先生在政务“晓屋”上传资料,完成了公积金的提取,整个过程用了不到半个小时。
黄先生对人民日报记者表示,政务“晓屋”服务帮他节省了不少时间:“‘数字业务员’的问答交流与真人很像,就像有一个24小时待命的办事员一样,非常方便。”
让戴女士和黄先生感到方便的服务背后,是番禺区政务服务数据管理局与百度智能云在智慧城市建设上做出的努力。小小的政务“晓屋”玻璃房内有“大乾坤”,在不到2.5平方米的政务“晓屋”内,应用了百度OCR(文字识别)技术、智能语音技术以及数字人技术。
目前,番禺区已在全区布设80台政务“晓屋”,可办业务数量2305项,业务涵盖32个部门和镇街,“云坐席”账号增加至179个。以政务“晓屋”为跨域通办载体,实现北京、浙江等9省市20个地区互联互通。番禺区政务数据管理局也凭此荣获“2021年度政务服务与优化营商环境示范单位”。正如番禺区政务服务中心负责人所说,政务“晓屋”在“政务下沉”的同时实现了“数据上云”,做到“一屋通晓、一屋通办”。
“一网统管”:
落实“人靠谱,事办妥”
今年,在关于智慧城市建设的话题中,“一网统管”备受关注。
“一网统管”是指在开展城市综合管理服务平台建设和联网工作的基础上,全面加快建设的城市运行管理服务平台。
城市治理“一网统管”是城市综合实力的体现和运行效率的保障。京东云依托智能城市操作系统,输出数智供应链能力,打造城市运行支撑平台和城市运行能力中心的“双中台”体系,服务上海市普陀区推进“一网统管”实践创新,实现“一屏观天下,一网管全域”,深化场景建设和基层治理。
近日,在普陀区城市运行管理中心指挥大厅里,“数智普陀·苏河秀带数字治理”的大屏上出现了“违规停放非机动车”的警示信息。信息显示,一位行人将非机动车随意停放在苏河沿岸。这一幕第一时间被“苏河之眼”捕捉,根据内置的模型算法进行提示,并将预警事件推送到普陀区城市中心综合受理派单管理系统。根据前期设定的处置流程,系统自动派单到相关工作人员的手机端,方便工作人员进行核查和处置。同时系统也将预警实时上传到“数智普陀·苏河秀带数字治理”的大屏上。
“之前发现违规停车问题主要靠人工巡查和现场劝阻,治理成效很低。现在有了大数据治理手段,进行事件的智能发现和自动派单,我们开展工作有的放矢,不仅减少了人员投入,还大大提高了工作效率。”谈到如今的工作,城运中心的一线工作人员竖起了大拇指。
运用数字孪生技术和AI(人工智能)算法,识别沿岸乱扔垃圾、违规停车等行为,同时智能监控水质环境和水位变化,对事件进行“一口派单”,精准推送到各级处置人员终端……苏河治理的数字化转变,是京东云助力普陀区政府打造“数智普陀”的一个缩影。京东云以数智技术助推普陀区治理数字化转型、“一网统管”建设,目标是建设“数字孪生无处不在、生命体征无所不知、精准服务无处不享”的城市运管服平台。
2021年,《上海市“一江一河”发展“十四五”规划》提出将苏州河沿岸打造成为宜居、宜业、宜游、宜乐的现代生活示范水岸,实现从“工业锈带”向“生活秀带”“发展绣带”的转变。京东云助力普陀区打造“普陀区苏河秀带数字治理”应用场景,通过苏河状态一网感知、苏河运行一网治理、数字孪生三屏联动的信息化手段,按下了“半马(半程马拉松)苏河”数字化转型的“加速键”。
科学治理,数据先行。有别于“人工巡查”的被动处置模式,京东云以物联、数联、智联为基础,利用AI算法实现了“智能巡查”的主动发现,可以“一屏识别”乱扔垃圾、沿岸垂钓、占道经营等情况,利用视频数据和传感器数据,快速预判,并将相应事件汇总到普陀区城市中心综合受理派单管理系统“一口派单”,精准对接到区—街镇—片区进行三级处置,并对处置效果进行考核问效,形成事件智能发现—预警—派单—治理—问效的全流程闭环,实现苏河两岸的高效治理和集约化服务。
海量的数据汇聚,不仅在信息维度上,将“物理河流”映射为“数字河流”,还丰富了分析研判模型,增强了风险预警能力和管理处置水平,为管理者“靶向施策”提供依据,大大提高了城市管理预警能力。
近年来,“一网统管”已经成为国家推进智慧城市建设的重要举措。
普陀区应急管理局党委书记、局长,普陀区城市运行管理中心主任张军表示,目前,普陀区正在落实“人靠谱(普)、事办妥(陀)”思想共识和行动自觉,在京东云的技术输出和集成能力的协助下,普陀区城运中心重构管理流程,打造一屏发现、“一口派单”、一站处置、一网评效、一键搜索的“一网统管”全流程闭环工作体系。高效处置每件事,做到早发现、早预警、早研判和早处置,实现城市治理由被动处置向主动发现转变,由人力密集型向人机交互型转变,由经验判断型向数据分析型转变。
“城市大脑”:
让城市治理更高效
如何更好推动城市治理、提高城市治理现代化水平?
“城市大脑”技术为回答好这个问题提供了一个新的选择。“城市大脑”是为城市生活打造的一个数字化界面。市民凭借它触摸城市脉搏、感受城市温度、享受城市服务,城市管理者通过它配置公共资源、作出科学决策、提高治理效能。
北京市海淀区就是“城市大脑”技术的受益者。
近年来,海淀区发展迅速、人口密度大。传统以人工为主的城市管理方式难以满足城市的快速发展和新形势下社会治理的新要求。加之,海淀区聚集了大量的科技工作者,对科技赋能城市精细化治理提出了更高的期盼和需求。
基于海淀区“城市智慧大脑”的建设需求,2018年,海淀区政府与百度签署《建设海淀区“城市大脑”合作备忘录》,双方将利用云计算、大数据、人工智能等新技术,在城市管理、交通治理、环境保护、公共安全等领域率先应用“城市大脑”,加快解决城市运行中的痛点、难点问题,在科技城市建设、提升城市管理水平等方面作出有益探索。
在海淀“城市大脑”的建设过程中,对渣土车的治理是一个具有代表性的治理需求。海淀区是一个建设大区,高峰时期约有300个工地在施工,渣土车运输带来了许多难题。渣土运输方多点分散,违法成本低,经常出现乱倾倒、闯红灯、未苫盖等现象;同时渣土车治理涉及的管理部门多,数据没有共享,难以形成治理合力,传统治理手段成效不明显。
通过与海淀区的合作,百度将自己的技术能力充分与实际场景结合,提升技术实用性的同时,为智慧城市建设打造了“样板间”。
“百度AI算法在渣土车车型的识别模型建设方面表现最为突出,渣土车捕获率在各家算法中最高。”海淀区城市管理指挥中心党组成员、副主任巩振文说。数据显示,“智慧大脑”支持下的渣土车治理,可以实现渣土车抓拍数量提升近30%,系统对渣土车号牌遮挡等违法特征识别的准确率达到95%以上,渣土车行驶轨迹预测分析准确率超过60%。在“城市大脑”的帮助下,渣土车违规率从26%下降到了4%。通过数字技术手段有效降低管理成本,提升治理效能。
百度智慧城市资深解决方案架构师张英博说道,“智慧城市的未来发展,一定是围绕城市治理需求,真正实现智能化升级。”在张英博看来,这需要产品与解决方案提供商具有强大的“技术+实战”能力。
“城市治理当中具有丰富的应用场景,为人工智能与云技术的发展提供了广阔的空间,技术的发展又为各类城市低门槛使用人工智能提供了可行性。”百度集团执行副总裁、百度智能云事业群总裁沈抖对人民日报记者说,“目前,百度智能云已经形成了70余个城市智慧化场景应用解决方案,能够有效提升城市治理的精细化、智能化能力。面向未来,云计算必须与实体经济深度融合,百度智能云将把算力应用到城市服务管理环节的关键场景当中,解决城市治理方面遇到的实际问题,紧抓自研技术,牢牢掌握智能化发展的主动权。”(人民日报海外版记者 杨俊峰)