開創(chuàng)安全可信數(shù)字經(jīng)濟(jì)新生態(tài)

文 沈昌祥

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的機遇與挑戰(zhàn)

自人類文明誕生以來，就有了數(shù)字。最開始是用符號記錄，這是人工處理的數(shù)據(jù)；到后來發(fā)明電視、計算機，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動化處理。隨著數(shù)據(jù)進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)據(jù)已經(jīng)不僅僅是簡單的文字和圖形符號，而是多媒體的，這就產(chǎn)生了關(guān)系數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫。

與此同時，在數(shù)字應(yīng)用方面也有了極大的飛躍，數(shù)字成為我們相互鏈接、對話的工具，數(shù)據(jù)工程也由此產(chǎn)生，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來了革命性變革。用數(shù)字來處理傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、提升產(chǎn)業(yè)效率的過程，就叫作產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。無處不在的數(shù)據(jù)蘊含了巨大的價值，已經(jīng)成為重要生產(chǎn)要素。將這些數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素收集起來，再處理再加工，創(chuàng)造新的產(chǎn)品，就是數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

國務(wù)院總理李克強將大數(shù)據(jù)稱為“鉆石礦”，大數(shù)據(jù)是指無法用現(xiàn)有的軟件工具（如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫還有各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等）進(jìn)行處理的海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合，具有多源異構(gòu)、非結(jié)構(gòu)化、低價值度、快速處理等特點。

大數(shù)據(jù)處理需要像采礦一樣重新挖掘、開采和提煉，才能變成擁有巨大價值的珍貴產(chǎn)品。隨著海量數(shù)據(jù)的進(jìn)一步集中和信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，信息安全成為大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的瓶頸。

2017年5月12日爆發(fā)的“WannaCry”勒索病毒，通過將系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息加密，使數(shù)據(jù)變得不可用，借機勒索錢財。病毒席卷近150個國家和地區(qū)，教育、交通、醫(yī)療、能源網(wǎng)絡(luò)成為此輪攻擊的重災(zāi)區(qū)。

2018年8月3日，臺積電遭到勒索病毒入侵，幾個小時之內(nèi)，臺積電在中國臺灣地區(qū)的北、中、南3個重要生產(chǎn)基地全部停擺，造成十幾億美元的營業(yè)損失。

2021年5月7日，美國最大的成品油管道運營商Colonial Pipeline受到勒索軟件攻擊，被迫關(guān)閉其美國東部沿海各州供油網(wǎng)絡(luò)，美國政府宣布美國17個州和華盛頓特區(qū)進(jìn)入緊急狀態(tài)。

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全主動免疫保障體系

網(wǎng)絡(luò)空間已經(jīng)成為繼陸、海、空、天之后的第五大主權(quán)領(lǐng)域空間，“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全”。面對網(wǎng)絡(luò)安全面臨的威脅和挑戰(zhàn)，我們必須構(gòu)建新型的保障體系。

1.“一種”新模式，計算同時進(jìn)行安全防護(hù)

殺病毒、防火墻、入侵檢測的傳統(tǒng)“老三樣”難以應(yīng)對人為攻擊，且容易被攻擊者利用，找漏洞、打補丁的傳統(tǒng)思路不利于整體安全。所以我們必須構(gòu)建新型的保障體系。

主動免疫可信計算是一種運算同時進(jìn)行安全防護(hù)的新計算模式，以密碼為基因抗體實施身份識別、狀態(tài)度量、保密存儲等功能，及時識別“自己”和“非己”成分，從而破壞與排斥進(jìn)入機體的有害物質(zhì)，相當(dāng)于為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)培育了免疫能力。

2.“二重”體系結(jié)構(gòu)，計算部件+防護(hù)部件

人體通過各個免疫器官組成免疫系統(tǒng)來實現(xiàn)防護(hù)，機器也需要構(gòu)建自身免疫系統(tǒng)。通過構(gòu)建二重體系結(jié)構(gòu)，由計算部件和防護(hù)部件協(xié)調(diào)工作，為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)增強免疫能力。

3.“三重”防護(hù)框架

在“三重”防護(hù)框架中，可信計算環(huán)境就相當(dāng)于“安全辦公室”，保障內(nèi)部環(huán)境的安全；可信邊界就相當(dāng)于“警衛(wèi)室”，對進(jìn)入內(nèi)部環(huán)境的人員進(jìn)行檢查，就像疫情期間需要出示健康碼等；可信的網(wǎng)絡(luò)通信就相當(dāng)于“安全快遞”，確保外部送進(jìn)來的東西沒有破損、沒有炸彈等危險物品。通過“三重”防護(hù)框架對人的操作訪問進(jìn)行動態(tài)可信度量、識別和控制，確保體系結(jié)構(gòu)、資源配置、操作行為、數(shù)據(jù)存儲、存儲管理可信。

4.“四要素”可信動態(tài)訪問控制

那么系統(tǒng)建成以后該怎么用了，我們提出了“四要素”可信動態(tài)訪問控制。人機交互可信是發(fā)揮5G、數(shù)據(jù)中心等新基建動能作用的源頭和前提，必須對人的操作訪問策略四要素（主體、客體、操作、環(huán)境）進(jìn)行動態(tài)可信度量、識別和控制，這也糾正了傳統(tǒng)不計算環(huán)境要素的訪問控制策略模型只基于授權(quán)標(biāo)識屬性進(jìn)行操作而不做可信驗證，難防篡改的安全缺陷。

5.“五環(huán)節(jié)”全程管控、技管并重

在網(wǎng)絡(luò)條件下，系統(tǒng)是動態(tài)的。因此需要通過準(zhǔn)確定級、規(guī)范建設(shè)、嚴(yán)格測評、監(jiān)督檢查、感知預(yù)警構(gòu)建全程管控、技管并重的完整體系來實現(xiàn)。

6.“六不”防護(hù)效果

通過以上“五環(huán)節(jié)”構(gòu)建安全可信管控體系，最終可以實現(xiàn)“攻擊者進(jìn)不去”“非授權(quán)者重要信息拿不到”“竊取保密信息看不懂”“系統(tǒng)和信息改不了、系統(tǒng)工作癱不成”“攻擊行為賴不掉”的“六不”防護(hù)效果。

落實等級保護(hù)要求保障數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展

美國近期宣揚的零信任架構(gòu)，缺少科學(xué)原理支撐，也不符合我國法律、戰(zhàn)略和制度要求推廣安全可信的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)的規(guī)定。一定要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析研究，堅持自主創(chuàng)新，不能盲目跟風(fēng)。那么我們該如何落實等級保護(hù)，構(gòu)建以上保障體系呢？

1.搶占核心技術(shù)制高點，擺脫受制于人

等級保護(hù)是科學(xué)合理的、經(jīng)過實際科學(xué)驗證的。早在十幾年前《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展（2006—2020年）》就明確提出“以發(fā)展高可信網(wǎng)絡(luò)為重點，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，建立網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)保障體系”。

可信計算已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國家重要信息系統(tǒng)，如：增值稅防偽、彩票防偽、二代居民身份證安全系統(tǒng)、中央電視臺全數(shù)字化可信制播環(huán)境建設(shè)、國家電網(wǎng)電力數(shù)字化調(diào)度系統(tǒng)安全防護(hù)建設(shè)。

2020年10月28日，國家等級保護(hù)2.0與可信計算3.0攻關(guān)示范基地成立揭牌。經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國可信計算已形成完整的產(chǎn)業(yè)體系。我們通過將可信免疫系統(tǒng)植入CPU或者增加免疫系統(tǒng)模塊來構(gòu)建免疫系統(tǒng)；其他老式機器則可以通過嵌入式可信芯片及可信根來實現(xiàn)。

2.等級保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)可信計算要求

等級保護(hù)2.0新標(biāo)準(zhǔn)把云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和工控等采用可信計算3.0作為核心要求，筑牢網(wǎng)絡(luò)安全防線。這能夠解決，目前預(yù)警預(yù)報被認(rèn)為是“馬后炮”的問題。等級保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)可信計算要求主要分四個等級：

一級：所有計算節(jié)點都應(yīng)基于可信根實現(xiàn)開機到操作系統(tǒng)啟動的可信驗證。

二級：所有計算節(jié)點都應(yīng)基于可信根實現(xiàn)開機到操作系統(tǒng)啟動，再到應(yīng)用程序啟動的可信驗證，并將驗證結(jié)果形成審計記錄。

三級：所有計算節(jié)點都應(yīng)基于可信根實現(xiàn)開機到操作系統(tǒng)啟動，再到應(yīng)用程序啟動的可信驗證，并在應(yīng)用程序的關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)對其執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行可信驗證，主動抵御入侵行為。并將驗證結(jié)果形成審計記錄，送到管理中心。

四級：所有計算節(jié)點都應(yīng)基于可信計算技術(shù)實現(xiàn)開機到操作系統(tǒng)啟動，再到應(yīng)用程序啟動的可信驗證，并在應(yīng)用程序的所有執(zhí)行環(huán)節(jié)對其執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行可信驗證，主動抵御入侵行為。并將驗證結(jié)果形成審計記錄，送到管理中心，進(jìn)行動態(tài)關(guān)聯(lián)感知，形成實時的態(tài)勢。

3.大數(shù)據(jù)主動免疫三重防護(hù)安全框架

大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)大多是基于云計算平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)各種環(huán)節(jié)的梳理計算，也可分為業(yè)務(wù)信息處理和系統(tǒng)服務(wù)保障來定安全等級，應(yīng)該按《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)安全設(shè)計技術(shù)要求（GB/T 25070—2019）》進(jìn)行設(shè)計安全框架。

這就是國家等級保護(hù)2.0安全管理支撐下的三重防護(hù)體系，從采集、傳輸、保障到清洗、提煉，最終成為高品質(zhì)、高價值的數(shù)字產(chǎn)品。這樣，我們大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)化，我們的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品才是安全的。

我們一定要按照國家的法律戰(zhàn)略制度，通過計算環(huán)境、區(qū)域邊界、網(wǎng)絡(luò)傳輸三重防護(hù)，安全可信地保障我們數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，保障我們信息社會的發(fā)展。