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文檔簡介
一、前言
網(wǎng)絡空間是第五大主權領域空間,維護網(wǎng)絡空間安全事關人民生命財產(chǎn)安全、
關系到國家安全和社會穩(wěn)定。黨的二十大報告提出,加快建設網(wǎng)絡強國、數(shù)字中
國,強化網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)等安全保障體系建設,堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰(zhàn)。保障
網(wǎng)絡空間安全,對維擰國家網(wǎng)絡空間主權、安全和發(fā)展具有重要意義。目前,使
用單一技術難以應對復雜多變的網(wǎng)絡安全風險,需要全面理解和防范網(wǎng)絡空間安
全威脅,運用多種網(wǎng)絡空間安全技術作為支撐,因此,系統(tǒng)梳理網(wǎng)絡空間安全技
術體系,明晰網(wǎng)絡空間安全技術體系的要素,深入探究網(wǎng)絡空間安全技術發(fā)展,
對提升網(wǎng)絡安全風險防范能力、促進網(wǎng)絡空間安全技術的創(chuàng)新與發(fā)展尤為重要。
2010年,國際電信聯(lián)盟(ITU)將網(wǎng)絡空間定義為:包括計算機、計算機系
統(tǒng)、網(wǎng)絡及其軟件支持、計算機數(shù)據(jù)、內容數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)以及用戶在內的全部
或部分要素創(chuàng)建/組成的物理或非物理的領域。早期網(wǎng)絡空間重點關注單一的
基本通信領域,研究主體和對象通常為電話、電報、傳真等傳統(tǒng)的通信基礎設施。
隨著傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的普及,網(wǎng)絡空
間的研究范圍從傳統(tǒng)的通信領域擴展到計算機與網(wǎng)絡領域,研究主體也逐漸變?yōu)?/p>
計算機、數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)應用等。21世紀以來,隨著人工智能、大
數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術和應用的不斷成熟,網(wǎng)絡空間的研究主體也
日趨多樣化,從互聯(lián)網(wǎng)轉變?yōu)殛P鍵基礎設施、公共服務等。從網(wǎng)絡空間的發(fā)展歷
程來看,隨著技術的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡空間的研究主體也發(fā)生變化。
網(wǎng)絡空間安全威脅會隨著網(wǎng)絡空間主體的不斷變化而變化,在不同時期產(chǎn)生
了應對不同威脅的網(wǎng)絡空間安全防護技術。例如,網(wǎng)絡空間安全防護技術從語音
竊聽、信息保密等數(shù)據(jù)安全通信傳輸技術發(fā)展到網(wǎng)絡空間關鍵基礎設施安全防護
技術;網(wǎng)絡空間安全技術的研究重點從通信保密、計算機安全、網(wǎng)絡安全、信息
安全保障發(fā)展到網(wǎng)絡空間安全,從單一化防御技術逐漸變?yōu)榉烙w系。網(wǎng)絡空間
安全模型是網(wǎng)絡空間安全體系的具象化表現(xiàn),其呈現(xiàn)形式和包含的技術內容也在
不斷更新。因此,把握安全模型的未來發(fā)展方向,建立一種可以適應網(wǎng)絡空間安
全研究主體變化的體系化模型,具有重要的研究價值。
目前,研究人員已開展了網(wǎng)絡空間安全模型和框架構建的研究,如網(wǎng)絡空間
安全防御體系中的核心技術要點分析、政策規(guī)章與安全模型發(fā)展之間的關系等,
但仍缺失從整體上立足國情開展的我國網(wǎng)絡空間安全技術體系宏觀研究。為此,
文章系統(tǒng)梳理網(wǎng)絡空間安全模型發(fā)展情況,闡明當前的能力缺失與現(xiàn)實問題,構
建我國網(wǎng)絡空間安全技術體系框架并展示實際應用場景,進一步提出我國網(wǎng)絡安
全模型的發(fā)展建議,以期更好地應對網(wǎng)絡空間安全的新風險。
二、多視角下的網(wǎng)絡空間安全模型評估
網(wǎng)絡空間發(fā)展經(jīng)歷了多個階段,相應的安全防護技術側重點有所不同;描述
各個安全模型的方法也不唯一,很難從單一視角全面闡述網(wǎng)絡空間安全模型。本
研究對典型的網(wǎng)絡安全模型進行分析整理,梳理網(wǎng)絡空間安全模型的發(fā)展肽絡,
分別從技術、學科和產(chǎn)業(yè)視角分析我國網(wǎng)絡空間安全的發(fā)展現(xiàn)狀,并將技術視
角細化為信息安全保障、攻防對抗、關鍵信息基礎設施安全、零信任、內生安
全5個方面(見圖1)o
攻防對抗模型
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自念安全保障模型2000^.網(wǎng)償女M/“0Afettf.WUffl
所年,七夕?設施安全..
19%年.PIMRIBV
約做紀如年代.P2DRRV20”年.AHA<K?*1"P樞系
內生安全模曳
I9W年.IAUM?20IS年.CARTA安全豪種204年,CSFIM8
202g.上?防,Sh悶d悔第20U<r.OPDA幡笈等信任模型
2014年.IPl>RR?tf4餌體金
21做圮,WPIMRCMflW2I年,卜IMF*某2023%€SFm?20刈04,零信任模立如怎安全
圖1技術視角下網(wǎng)絡空間安全模型及其演進
(一)技術視角
1.信息安全保障模型
信息安全保障模型是從信息和信息系統(tǒng)防御年度出發(fā)建立的信息安全防御
模型,以防護、檢測和響應為核心,前期加入策略、預警識別等感知因素,后期
加入恢復、反擊等行動因素組成的防御架構。1996年,美國國防部首次給出了
信息安全保障的定義,并于同年提出了防護、檢測、響應、恢復(PDRR)模型。
PDRR模型強調運用傳統(tǒng)的單一安全防御思想,專注于信息安全保障,涵蓋防護、
檢測、響應和恢復等環(huán)節(jié)。之后,美國提出了動態(tài)網(wǎng)絡安全模型P2DR模型,即
在防護、檢測、響應(PDR)模型的防護環(huán)節(jié)前加入策略因素,并將其作為模型
的核心,使防護、檢測和響應環(huán)節(jié)都按照既定策叫實施,體現(xiàn)了在防御之前利用
風險評估來分析安全狀態(tài)的動態(tài)過程。為了保障用戶信息及信息系統(tǒng)的安全,
1998年美國國家安全局在P2DR模型的基礎上,提出了IATF框架。該框架首次
引入了〃管理〃的概念,將人為因素帶入到網(wǎng)絡安全防御模型中,為美國政府和工
業(yè)界的信息及信息系統(tǒng)安全提供指南。為了體現(xiàn)安全保障系統(tǒng)化的思想,2014
年美國國家標準與技術研究院(NIST)提出了IPDRR模型。該模型在PDRR模型
的基礎上增加了風險評估環(huán)節(jié),主要用于業(yè)務優(yōu)先級確定、風險識別、資源優(yōu)先
級劃分等。
在信息安全保障模型方面,我國在21世紀初結合國情,基于PDRR、P2DR
等模型提出了WPDRRC模型。該模型包括預警、防護、檢測、響應、恢復和反
擊等6個環(huán)節(jié),能夠全面反映信息系統(tǒng)安全保障的各方面能力,涵蓋人員、策略
和技術等方面的要素,以確保安全策略的貫徹執(zhí)行。從信息保障角度來看,網(wǎng)絡
空間安全模型以防護、檢測、響應為核心,根據(jù)需求變化不斷增加關鍵要素以改
進模型。
2.攻防對抗模型
攻防對抗模型是以武器化、漏洞利用和攻擊對抗為核心組成的攻擊架構,對
應的安全防御模型通常分為防護、檢測和響應3個階段。最早的攻防對抗模型是
1996年由美國空軍提出的F2T2EA模型。2000年、2011年美國又分別提出了基
于F2T2EA模型的網(wǎng)絡空間防御鏈模型、〃七步殺傷鏈〃模型。其中,〃七步殺傷鏈〃
模型明確提出,網(wǎng)絡攻防過程中攻防雙方雖各有優(yōu)勢,但重在識別和評估攻擊鏈
中的多個關鍵步驟,以支持安全專業(yè)人員的安全決策。2013年,美國MITRE公
司首次提出ATT&CK模型,該模型將已知攻擊者行為轉化為戰(zhàn)術和技術的結構化
列表,通過若干矩陣及結構化信息來表示攻防知識庫,目前已在攻防能力覆蓋評
估、高級可持續(xù)威脅攻擊(APT)情報分析、威脅狩獵系統(tǒng)等領域廣泛應用,基
于ATT&CK模型,后續(xù)也出現(xiàn)了CARTA安全架構(2015年)、主動防御Shield
模型(2020年)以及Engage框架(2021年)等。
無論是以經(jīng)典殺傷鏈為核心的網(wǎng)絡攻防框架,還是以ATT&CK模型為核心提
出的攻防知識庫框架,均通過研究攻擊過程以提升防御能力。以〃七步殺傷鏈”
模型為例,前期的偵查、武器化、投遞階段對應的防御手段有網(wǎng)絡安全分析、防
火墻訪問控制等,可對應防御模型中的檢測、保護階段;后期的安裝、指揮與控
制、行動階段對應的防御手段有拒絕訪問、網(wǎng)絡分割、入侵檢測、權限降級等,
可對應防御模型中的檢測、防護、響應階段。由此可見,攻防對抗模型中的每個
防御步驟都與經(jīng)典模型一致。
3.關鍵基礎設施安全模型
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新應用的不斷出現(xiàn),物理空間逐步擴展到網(wǎng)絡空間,
關鍵基礎設施安全成為網(wǎng)絡空間重要的防護對象。傳統(tǒng)單一模塊化的網(wǎng)絡安全防
御手段已經(jīng)無法滿足關鍵基礎設施的安全防護需求。美國發(fā)布了一系列針對關鍵
基礎設施保護的法案和技術框架。例如,2002年,美國國土安全部頒布《國土
安全法》,規(guī)定了針對關鍵基礎設施保護的任務、設施、管理和技術要求;2006
年,又發(fā)布《國家基礎設施保護計劃》(NIPP框架),標志著美國全面開展針
對關犍基礎設施的安全保護工作。此后,美國NIST于2014年發(fā)布《提升關鍵基
礎設施網(wǎng)絡安全框架》(CSF框架)。該框架以傳統(tǒng)防御框架的識別、防護、檢
測、響應、恢復為技術核心,融合了可根據(jù)預期目標彈性化、定制化防御手段的
配置文件層,并且融合了評估網(wǎng)絡安全狀態(tài)的實現(xiàn)層;通過搭建一個具有彈性又
兼?zhèn)湓u價反饋的復合型防御體系,滿足網(wǎng)絡空間階段關鍵基礎設施保護的需求。
2016年,美國提出美國聯(lián)邦政府網(wǎng)絡空間安全研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃,其中的DPDA模型
為聯(lián)邦政府的網(wǎng)絡空間安全技術發(fā)展指明了方向。針對關鍵基礎設施安全防護,
美國先后提出了CSF的不同版本。2018年,美國推出CSF框架1.1版本,添加了
更全面的身份管理和供應鏈網(wǎng)絡安全管理進程,這對于組織在處理個人身份信息
和符合隱私法規(guī)方面具有重要意義。2023年1月,NIST發(fā)布了CSF2.0概念文件,
并于2023年8月發(fā)布CSF2.0的公開草案,再次明確了CSF模型的最新適用范圍。
CSF2.0版本擴大了模型的適用范圍,從保護醫(yī)院和發(fā)電廠等關鍵基礎設施擴展
到為所有組織提供網(wǎng)絡安全;同時,CSF2.0版本的核心層在傳統(tǒng)的5個功能外
還增加了第6個功能,即管理功能,使組織通過制定和執(zhí)行內部決策以支持其網(wǎng)
絡安全戰(zhàn)略,強調網(wǎng)絡安全是企業(yè)風險的主要來源,與法律、財務和其他風險并
列,是高層管理的考慮因素。由此可見,針對關鍵基礎設施的安全防護模型是不
斷迭代發(fā)展的,以防御不同時期的新風險、滿足不斷增加的網(wǎng)絡安全需求。
4.零信任模型
云計算、虛擬化和分布式計算是網(wǎng)絡空間技術不斷演進的產(chǎn)物,致使網(wǎng)絡邊
界和數(shù)據(jù)控制邊界逐漸消失,網(wǎng)絡安全的靈活性受到廣泛關注。傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型依
賴大范圍的訪問權限,缺乏動態(tài)的上下文評估和持續(xù)驗證,過度依賴被固化的網(wǎng)
絡邊界,存在潛在風險和一定的安全漏洞。為了適應復雜的網(wǎng)絡威脅環(huán)境,美國
ForresterResearch公司在2010年提出了零信任網(wǎng)絡架構(ZTA),嘗試擺脫傳統(tǒng)
網(wǎng)絡邊界的固有限制,在保證網(wǎng)絡安全的情況下,實現(xiàn)更便捷、更靈活的接入和
接出。零信任模型的核心策略是不信任任何人或設備,基于最小權限原則的訪問
控制,執(zhí)行動態(tài)訪問控制、持續(xù)身份驗證等,核心技術為認證、授權、檢測、分
割和協(xié)作等。
零信任安全與傳統(tǒng)的〃信任但驗證〃的安全觀念相比,更加強調〃動態(tài)防御〃概
念。零信任模型有助于提高網(wǎng)絡安全水平,保障月戶、設備或應用程序的數(shù)據(jù)安
全,減少風險并適應日益復雜和威脅嚴重的網(wǎng)絡環(huán)境。
5.內生安全模型
為了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全模型的靜態(tài)訪問控制、依賴固定邊界等局限性,內生
安全概念于2013年首次提出,并得到廣泛關注。內生安全通過將安全性內置到
系統(tǒng)、應用程序和數(shù)據(jù)中,不再依賴傳統(tǒng)的外部邊界和靜態(tài)權限控制,從而提供
了更加靈活、細粒度的自我保護安全策略,以適應現(xiàn)代網(wǎng)絡和智能化的網(wǎng)絡安全
威脅的挑戰(zhàn)。
為解決網(wǎng)絡空間未知風險帶來的安全黑洞問題,改變“易攻難守〃的固有形勢,
我國學者提出了擬態(tài)安全。這是一-種不依賴漏洞后門檢測和攻擊特征分析等先驗
知識的內生安全理論與體系,核心策略為動態(tài)與彈性防御,利用虛假目標、誘餌
和陷阱等手段擾亂攻擊者的攻擊行為,同時結合調度重構、同質異構和多模裁決
等核心算法實現(xiàn)遭受攻擊情況下仍能夠〃帶菌生存〃。
此外,針對計算機系統(tǒng)的安全問題,我國學者提出了可信計算的概念,其思
路是建立可信的計算環(huán)境,利用可信環(huán)境、身份驗證、加密保護、安全監(jiān)測和審
計等手段,增強計算機和數(shù)據(jù)的安全性。通過應對未經(jīng)授權的訪問、數(shù)據(jù)泄露和
篡改,確保計算平臺的可信性,降低與計算環(huán)境不可信的相關安全風險,從而保
障計算機系統(tǒng)安全以及數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
(二)學科視角
2015年,我國設立了網(wǎng)絡空間安全一級學科,將網(wǎng)絡空間安全劃分為網(wǎng)絡
空間安全基礎、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡安全、應用安全、密碼學及應用5個方向。2018
年,國際上發(fā)布了網(wǎng)絡空間安全學科知識體系(CSEC)oCSEC主要面向本科教
育,將學科知識體系劃分為數(shù)據(jù)安全、軟件安全、組件安全、連接安全、系統(tǒng)安
全、人員安全、組織安全和社會安全等8個部分。CSEC中不僅包含網(wǎng)絡空間的
科學和技術,還包含社會學、管理學等人文學因素。學科視角下的網(wǎng)絡空間安全
技術體系主要從學科知識體系出發(fā),注重網(wǎng)絡安全人才培養(yǎng),將網(wǎng)絡空間安全
知識體系模塊的邏輯性、系統(tǒng)性、完整性方面貫徹于課程體系建設及學生培養(yǎng)
的各個環(huán)節(jié)。
(三)產(chǎn)業(yè)視角
網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)與網(wǎng)絡空間安全技術緊密結合,共同推動著網(wǎng)絡空間安全
的發(fā)展。從網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)視角來看,美國的網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)體系較為完備,
上游產(chǎn)業(yè)涵蓋技術研發(fā)和創(chuàng)新,提供安全防御的軟硬件基礎設備;中游產(chǎn)業(yè)主要
完成技術集成,提供網(wǎng)絡安全解決方案、網(wǎng)絡安全產(chǎn)品和網(wǎng)絡安全服務等;下游
產(chǎn)業(yè)涵蓋終端用戶,包括企業(yè)、政府和用戶,由傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)
網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、工業(yè)等行業(yè)支撐,購買和使用中上游企業(yè)提供的網(wǎng)絡安全
技術和服務。美國網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的各部分相互合作,確保網(wǎng)絡及
信息系統(tǒng)的安全性?!?022年中國網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示,我國網(wǎng)絡空
間安全產(chǎn)業(yè)鏈的上游可以提供基礎理論、算法、芯片、高質量樣本數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)基
礎能力,中游可提供各類網(wǎng)絡安全專業(yè)設備、應用產(chǎn)品,下游可提供系統(tǒng)集成、
工程建設、服務和產(chǎn)品分銷。
近年來,我國在網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略性政策制定方面落實到位,市場規(guī)模占有
率增長顯著,但對比美國在網(wǎng)絡空間安全領域和網(wǎng)絡空間安全技術創(chuàng)新方面的先
發(fā)優(yōu)勢來看,我國仍需加大網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)投入,加快網(wǎng)絡空間安全關鍵技
術突破,加強網(wǎng)絡空間安全產(chǎn)業(yè)鏈建設。
三、現(xiàn)有網(wǎng)絡空間安全模型存在的問題
(一)現(xiàn)有模型缺乏對新技術、新應用的安全能力評估
現(xiàn)有的網(wǎng)絡空間安全模型大多是為應對網(wǎng)絡安全風險而制定的,如ATT&CK
模型和基于PDR模型衍生的信息安全保障模型等。雖然基于既有攻防戰(zhàn)術建立
的防御模型或針對特定風險的網(wǎng)絡安全防護模型在日常防御網(wǎng)絡空間威脅時有
其獨特的優(yōu)勢,能夠直觀地發(fā)現(xiàn)防御鏈條的薄弱點、快速針對威脅行為作出應對,
但.上述模型缺乏針對新應用和新技術的必要安全能力分析。開展對新技術、新應
用的安全能力評估能夠提升網(wǎng)絡空間技術的自身安全能力,從“頭疼醫(yī)頭、腳疼
醫(yī)腳〃的發(fā)展現(xiàn)狀轉變?yōu)樵鰪娮陨戆踩芰?,從根源上解決網(wǎng)絡空間安全威協(xié)。
(二)現(xiàn)有模型的體系化防護程度不足
現(xiàn)有的網(wǎng)絡空間安全模型和框架是在特定歷史階段、瞄準相應時期的戰(zhàn)略導
向及需求制定的,體系化相對較弱。網(wǎng)絡空間技術發(fā)展迅速,防護理念也從防御
威脅本身發(fā)展到減輕網(wǎng)絡風險的脆弱性,傳統(tǒng)針對不同安全威脅建立的網(wǎng)絡空間
安全模型無法全面滿足網(wǎng)絡空間安全發(fā)展需要,固化的防御策略不具備風險形態(tài)
的敏感性。在全面應對網(wǎng)絡空間安全復雜多樣的威脅時,現(xiàn)有單一的防御手段防
護能力明顯不足。網(wǎng)絡空間安全模型需要進一步提升體系化程度,增加網(wǎng)絡空間
安全防御韌性,以適應網(wǎng)絡空間風險的快速變化。
(三)網(wǎng)絡空間安全技術體系的未來發(fā)展路經(jīng)不清晰
當前,網(wǎng)絡空間安全模型發(fā)展存在演進式發(fā)展和創(chuàng)新式發(fā)展兩種發(fā)展路徑。
縱觀美國網(wǎng)絡空間安全模型的發(fā)展歷史,現(xiàn)有的體系框架多數(shù)都是從原始核心框
架不斷衍生和迭代而來。以CSF框架為例,利用IPDRR模型構成CSF框架的核心
層,而IPDRR模型是基于PDRR模型升級迭代而來;ATT&CK模型的初始版本只
有9個戰(zhàn)術,現(xiàn)己更新完善為14個戰(zhàn)術,據(jù)此衍生的Shield知識庫和Engage框
架已被廣泛應用。網(wǎng)絡空間安全的內涵和范圍一直在變化,網(wǎng)絡空間安全模型也
隨著新觀念、新理念的提出不斷變化。多數(shù)網(wǎng)絡空間安全模型根據(jù)網(wǎng)絡空間安全
內涵和外延的變化不斷演進發(fā)展。與之相對,包括零信任模型和內生安全模型在
內的創(chuàng)新性安全模型,則是以網(wǎng)絡空間安全需求為驅動構建的一種網(wǎng)絡空間安全
模型。我國為了應對面臨的網(wǎng)絡空間安全威脅,布?必要深入研究采用何種技術體
系發(fā)展路徑,以更好地適應網(wǎng)絡空間的現(xiàn)實發(fā)展需要。
四、網(wǎng)絡空間安全模型的體系化發(fā)展
在分析已有網(wǎng)絡空間安全模型的基礎上,探討網(wǎng)絡空間安全技術體系框架
可能的發(fā)展形態(tài),構建可擴展、基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架,
為從技術視角探究網(wǎng)絡空間安全技術發(fā)展提供了新思路。同時,初步開展了典型
應用的安全風險防范分析,為網(wǎng)絡空間安全模型的體系化發(fā)展提供理論支撐。
(一)基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架
網(wǎng)絡空間安全技術作為防御網(wǎng)絡空間安全風險的重要手段,與網(wǎng)絡空間技術
呈現(xiàn)相伴相生、相輔相成的特性,網(wǎng)絡空間安全技術的發(fā)展依托于網(wǎng)絡空間技術
的迭代更新。結合現(xiàn)有網(wǎng)絡安全模型的特點,本研究從分析網(wǎng)絡空間技術的構成
要素出發(fā),充分考慮安全技術的發(fā)展,構建了可擴展的網(wǎng)絡空間安全技術體系框
架。此框架模型從伴生角度出發(fā),對網(wǎng)絡空間技術本體進行剖析,有利于分析出
關鍵技術存在的網(wǎng)絡空間安全風險,也可以預測未來的應用安全風險,解決不斷
出現(xiàn)的網(wǎng)絡空間新威脅,并提供技術分析體系支撐。網(wǎng)絡空間技術體系具有可擴
展的特性,因而從伴生角度構建的安全技術體系更易適應技術的發(fā)展而與時俱進。
結合經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)體系結構的分層思想,本研究將網(wǎng)絡空間技術體系分為3
層(見圖2),自下而上依次為:由衛(wèi)星、第五代移動通信(5G)、無線上網(wǎng)(WiFi)、
光纖等物理通信硬件、拓撲結構構成的通信核心技術層;由各類計算機系統(tǒng)技
術和互聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議、技術構成的處理器(CPU)、操作系統(tǒng)(OS)和互聯(lián)網(wǎng)核
心技術層;基于云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等應用構成的上層應
用核心技術層?;诰W(wǎng)絡空間技術與安全技術的關系,對應的網(wǎng)絡空間安全技術
分別為通信安全技術、系統(tǒng)安全技術、網(wǎng)絡安全技術、應用安全技術。此外,網(wǎng)
絡空間安全基礎研究對網(wǎng)絡空間安全技術體系具有重要的理論支撐,因此在上述
框架中也添加了基礎理論核心要素。
網(wǎng)絡空間安全技術體系
圖2基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系構建邏輯原理
在基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架中,將網(wǎng)絡空間安全技術要素
點按照對應的技術分層進行歸類,如圖3所示。其中,通信安全技術層包含通信
線路安全、通信傳輸安全等技術:系統(tǒng)安全技術層包含芯片安全、操作系統(tǒng)安全、
存儲安全等技術;網(wǎng)絡安全技術層包含路由安全、域名安全、入侵檢測、訪問控
制等技術;應用安全技術層包含人工智能安全、云計算安全、區(qū)塊鏈安全等通用
技術以及金融、能源、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域的專有應用安全技術;基礎理論層包含
密碼學、博弈論、信息論等網(wǎng)絡空間安全基礎理論。該技術體系框架遵循互軼網(wǎng)
體系結構的演進式發(fā)展思路,可以根據(jù)網(wǎng)絡空間安全技術的不斷變化進行擴展,
包容不同領域應用的多樣化特性。同時,從網(wǎng)絡空間技術要素的角度來看,體現(xiàn)
網(wǎng)絡空間安全各個層面的技術發(fā)展趨勢,能夠較全面地分析新風險應對的防御技
術,為網(wǎng)絡空間安全技術提高風險和威脅應對能力提供有力支撐。將以防火墻應
用和生成式人工智能應用為例,探究此技術體系框架用于分析安全風險及對應防
御技術的過程。
域名女全傳侑達區(qū)宅余
路曲發(fā)全訪問控制9份認運
砂切珞崗以血無線接入安全入世松防
芯片安全金歌較域
能源領域
S?
.網(wǎng)絡空間安全&g物聯(lián)網(wǎng)
操作系統(tǒng)安全S技術體系?
極架*
人工口能安仝
云計算安全
存儲安全
通信安仝
通信線路安全通信傳輸安全
圖3基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架構成
(二)網(wǎng)絡空間安全技術體系的應用分析
1.已有安全技術的能力分析
以防火墻產(chǎn)品為例,按照實現(xiàn)技術的不同,分為應用程序代理防火墻、包過
濾防火墻、檢測防火墻等。如圖4所示,防火墻產(chǎn)品目前使用的網(wǎng)絡空間安全技
術包括應用代理技術、包過濾技術、狀態(tài)檢測技術、完全內容檢測技術等。
利用基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架分析防火墻產(chǎn)品,在應用安
全技術層使用了防火墻的應用代理技術、完全內容檢測技術中的內容過濾與應用
識別功能,防火墻的應用安全技術層可以檢查所有應用層的信息包,并將檢查的
內容信息放入決策過程從而提升安全性;在網(wǎng)絡安全技術層使用包過濾技術、狀
態(tài)檢測技術等,在網(wǎng)絡中相互連接的設備上進行訪問控制,對通過設備的數(shù)據(jù)包
進行檢查,同時檢測數(shù)據(jù)包的狀態(tài),限制惡意數(shù)據(jù)包進出內部網(wǎng)絡;在計算系統(tǒng)
安全技術層使用內容檢測技術中的防病毒檢測、漏洞掃描修復等技術。在應對網(wǎng)
絡攻擊事件時,可以利用上述框架中的要素點將需要升級加固的對象從一個技術
層細化到一個技術點,進一步提升防火墻整體的防護效率,加快技術迭代效率,
降低成本;可以評估每一個技術層的安全技術分布和技術更新,為保證防火墻的
整體安全,對于安全技術較少、長時間沒更新的技術要素需要更加關注,以防新
風險產(chǎn)生。
圖4網(wǎng)絡空間安全技術體系框架的應用分析
2.新興技術的安全風險分析
利用基于技術要素的網(wǎng)絡空間安全技術體系框架,以生成式人工智能應用
為例(見圖4),分析其在不同的網(wǎng)絡空間安全技術層面可能產(chǎn)生的安全問題。
生成式人工智能應用帶來的安全問題主要有3個方面:①大模型訓練多采用分
布式訓練方法,訓練結果通過網(wǎng)絡傳輸至終端,而分布式存儲和數(shù)據(jù)傳輸會帶來
網(wǎng)絡流量側的安全問題;@大模型訓練和數(shù)據(jù)運算需要在服務器上完成,致使
服務器存在相應的安全風險;③在大模型訓練后的部署階段,應用端會存在投
毒攻擊、隱私泄露問題。對應到網(wǎng)絡空間安全技術體系中,將參數(shù)服務器交互安
全問題分類到網(wǎng)絡安全技術層;將圖形處理器及其操作系統(tǒng)的安全漏洞問題分類
到系統(tǒng)安全技術層;將對抗樣本攻擊、數(shù)據(jù)偏見等投毒攻擊產(chǎn)生的安全風險以及
隱私泄露、數(shù)據(jù)污染等安全問題分類到應用安全技術層中。
除了生成式人工智能自身存在的安全風險,本研究探討了人工智能對已有安
全防御體系的威脅分析。人工智能賦能網(wǎng)絡攻擊的典型技術包括網(wǎng)絡資產(chǎn)自動探
測識別技術、智能社會工程學攻擊技術、智能惡意代碼攻擊技術、自動化漏洞挖
掘與利用技術等。自動探測識別技術會威脅到數(shù)據(jù)安全,可劃分到應用安全層內;
社會工
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