版權(quán)聲明轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用本藍(lán)皮書文字或觀點的，應(yīng)注明“來源：鄔江興等，內(nèi)生安全基礎(chǔ)理論研究進(jìn)展藍(lán)皮書，紫金山實律責(zé)任。本藍(lán)皮書主要貢獻(xiàn)者“程序測試可以用來顯示錯誤的存在，但永遠(yuǎn)無法證明它們不存在。（Programtestingcanbeusedtoshowthepresenceofbugs,butnevertoshowtheirabsence!）”——圖靈獎得主：迪克斯特拉EdsgerW.Dijkstra“構(gòu)建軟件設(shè)計有兩種方式：一種是讓它如此簡單以至于顯而易見沒有缺陷；另一種是讓它如此復(fù)雜以至于看不出缺陷。（Therearetwowaysodeficiencies.Thefirstmethodisfarmoredifficult.）”“網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全的基本原理是在問題空間內(nèi)尋求‘與問題共存’的解法，而不是企圖消除內(nèi)源性問題本身。其核心是利用結(jié)構(gòu)加密/環(huán)境加密，阻斷內(nèi)外因相互作用，避免‘基因缺陷’演變成安全事件。”——鄔江興院士當(dāng)前,數(shù)智化技術(shù)正加速向關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域滲透，為經(jīng)濟(jì)面臨著共同挑戰(zhàn)——當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在本質(zhì)性的"本因缺陷"：馮·諾依曼架構(gòu)的"功能靈活性與邊界確定性"自在矛盾、哥德爾不完備性定律導(dǎo)致的"軟硬件無法自證清白"困境、以及漏洞后門不可窮盡等"根因問題"，使得傳統(tǒng)外源性防護(hù)方法無法有效應(yīng)對基于未知漏洞后門的內(nèi)生安全威脅。運(yùn)用經(jīng)典還原論——依賴漏洞發(fā)現(xiàn)、特征匹配、邊界防護(hù)——本質(zhì)上仍未跳出“補(bǔ)丁科學(xué)整體性理念，承認(rèn)"安全邊界不確定"的客觀存在性,通過“一體化構(gòu)造”轉(zhuǎn)化“不可拆分性”矛盾,以“概率化管控”應(yīng)對安全邊界該范式在國際上首次提出一種在不依賴（但不排斥）先驗知識條體系。通過動態(tài)異構(gòu)冗余（DHR）架構(gòu)等創(chuàng)新構(gòu)造,實現(xiàn)了從“發(fā)的根本性轉(zhuǎn)變，通過“結(jié)構(gòu)化冗余+動態(tài)性變換”的一體化設(shè)計,將“不確定的安全威脅”轉(zhuǎn)化為“可概率管控的確定性輸出”，引領(lǐng)推動數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)底層驅(qū)動范式從“亡羊補(bǔ)牢”向“安全設(shè)計”的轉(zhuǎn)變，率先提出數(shù)智產(chǎn)品安全質(zhì)量管控的系統(tǒng)性解決方案。創(chuàng)建有別于信息加密的“結(jié)構(gòu)編碼/環(huán)境加密”新體制，并證明本藍(lán)皮書進(jìn)一步提出了內(nèi)生安全理論發(fā)展需要研究的十個開放拓展與方法論的深化，為全球網(wǎng)絡(luò)安全范式轉(zhuǎn)型提供“中國智慧第一章數(shù)智化變革帶來網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)性安全風(fēng)險 8 10 12 14 24第二章內(nèi)生安全理論研究初步進(jìn)展 27 28 36 2.2.2基于DHR架構(gòu)的內(nèi)生 2.2.4DHR架構(gòu)是PI 462.3.1對于內(nèi)生安全構(gòu)造系統(tǒng)，在攻防博弈上 53 2.4.2指數(shù)穩(wěn)定性——切換速率適當(dāng)時系統(tǒng)可快速回穩(wěn) 第三章內(nèi)生安全理論開放性問題 61附錄1:縮略語說明 附錄2:代表性理論成果 參考文獻(xiàn) 第一章數(shù)智化變革帶來網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)性安全風(fēng)險技術(shù)正以前所未有的速度和廣度融入社會生產(chǎn)生活。數(shù)智數(shù)字化與智能化的深度融合，不僅推動海量數(shù)據(jù)的深度挖析，更賦能智能化決策與執(zhí)行。以大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等前沿技術(shù)為核心驅(qū)動力，數(shù)智化正在重塑傳統(tǒng)產(chǎn)智能決策的全新社會形態(tài)，全球互聯(lián)網(wǎng)普及率從2000年的6.7%2022年，全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP比重已達(dá)46.1%，預(yù)計2026年核心引擎和現(xiàn)代社會運(yùn)行的基石。然而，隨著數(shù)智化浪潮深入，社會對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的依賴空前提高，其背后的系統(tǒng)性安全風(fēng)險也日益顯現(xiàn)。這些風(fēng)險超越傳統(tǒng)信息安全范疇，呈現(xiàn)跨領(lǐng)域、鏈?zhǔn)絺鲗?dǎo)、深遠(yuǎn)影響的復(fù)雜特征，對國家安全、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定福祉構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)犯罪造成的經(jīng)濟(jì)損失持續(xù)攀升，預(yù)計范式"，主要通過時間冗余、空間冗余和表決機(jī)制來應(yīng)對的軟硬件失效問題；第二范式是"基于加密與認(rèn)證授權(quán)的安全發(fā)建了網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)防護(hù)體系。第三范式是"基于檢測與分析的發(fā)展為主動檢測和智能分析。然而，這三個范式都面臨著共同的挑戰(zhàn)：在缺乏先驗知識的條件下，如何有效應(yīng)對基于未知漏洞后門、惡意代碼等內(nèi)生安全威脅，這些"未知的未知"問題成為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全范式亟需突破的核心難題[21]。網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全發(fā)展范式的期望目標(biāo)是:提出新的普適性理論網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)理論和實踐規(guī)范,轉(zhuǎn)變單純地依靠漏洞后門和攻擊特征精確發(fā)現(xiàn)以及縮小攻擊表面(att線。三是提出一種不依賴(但不排斥)漏洞后門發(fā)現(xiàn)和攻擊特征分析等先驗知識的內(nèi)生安全理論與體系,建立一套有效解決網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全共性問題的實踐規(guī)范,以創(chuàng)新的廣義魯棒控制構(gòu)造破解目前功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全性不能量化設(shè)計、無法驗證度量的工程技術(shù)難題,從根本上實現(xiàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域思維視角與方法論的轉(zhuǎn)變,破解如何有效防范未知的未知威脅、如何基于相對性構(gòu)造原理抑制內(nèi)生安全共性問題影響等亟待解決的重大科學(xué)問題。圖1-1-1網(wǎng)絡(luò)安全范式轉(zhuǎn)型1.1數(shù)智化社會發(fā)展歷程與風(fēng)險趨勢數(shù)智化社會的發(fā)展經(jīng)歷了從信息化到數(shù)字化再到智能化的），圖1-1-2近年來重大網(wǎng)絡(luò)安全事故時間軸早期信息化階段（1990年代-2000年代互聯(lián)網(wǎng)普及與傳統(tǒng)風(fēng)險初現(xiàn)首次將物理隔離的系統(tǒng)暴露在廣域網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)攻擊面迅速擴(kuò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型期（2000-2010年代）：數(shù)據(jù)集中與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險凸顯21世紀(jì)初，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)興起，推動全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。企業(yè)和政府將業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至云端，利用大數(shù)據(jù)分析決策。用的集中化帶來了“單點突破，全局失陷”的風(fēng)險，個人隱私數(shù)據(jù)例如，2010年震網(wǎng)病毒（Stuxnet）攻擊伊朗核設(shè)施，通過感染工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）導(dǎo)致離心機(jī)損壞，這是首次針對物理基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)武器攻擊[6]。2013年，Target公司遭遇數(shù)據(jù)泄露，4000萬張信用卡信息被盜，暴露了供應(yīng)鏈安全的薄弱環(huán)節(jié)[7]。這些事件表明，網(wǎng)絡(luò)攻擊已從信息層面擴(kuò)展到物理世界，具備了系統(tǒng)性破壞的潛力。智能化時代（2010年代至今）：人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)融合年，美國網(wǎng)絡(luò)安全公司Dragos披露俄羅斯黑客組織Chernovitet圖1-2-1數(shù)智化社會系統(tǒng)性安全風(fēng)險特征bb數(shù)智化社會高度互聯(lián)互通，各個系統(tǒng)、平臺和設(shè)備之間緊密耦合，風(fēng)險傳播的連鎖性和放大效應(yīng)。風(fēng)險像多米諾骨牌一樣迅速傳導(dǎo)，特別是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的激增使得一個被攻破的設(shè)備可能成為整個網(wǎng)絡(luò)的跳板，導(dǎo)致跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的風(fēng)險傳導(dǎo)。傳統(tǒng)邊界防御策略難以奏效，任何薄弱環(huán)節(jié)都可能引爆bb隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攻擊手段也呈現(xiàn)出智能化、自動化和復(fù)雜化的趨勢。AI技術(shù)被用于自動化漏洞挖掘、惡意軟件生成和規(guī)避防御，顯著提升攻擊成功率。武器化進(jìn)一步增加防御難度。bb電力、水利、交通、通信、金融、醫(yī)療等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施是國家經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行的命脈，關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性增加。工業(yè)控制系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，攻擊面擴(kuò)大。歷史遺留漏洞和老舊設(shè)備使得防護(hù)困難，網(wǎng)絡(luò)攻擊可能導(dǎo)致物理設(shè)施損壞、bb數(shù)智化社會的核心是數(shù)據(jù)。海量數(shù)據(jù)的匯聚、流轉(zhuǎn)和分析，在創(chuàng)造巨大價值的同時，也帶來了前所未有的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)成為“戰(zhàn)略資源”，其安全關(guān)系到國家競爭力和公民權(quán)利。人工智能應(yīng)用背景下，數(shù)據(jù)投毒和模型竊取bb數(shù)智化技術(shù)的發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)空間成為大國博弈的新戰(zhàn)場，國際網(wǎng)絡(luò)空間安全形勢日益復(fù)雜。APT組織活躍，網(wǎng)絡(luò)間諜和攻擊成為地緣政治沖突的延伸。零日漏洞的武器化和供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險加劇了國際網(wǎng)絡(luò)空間的不確定性，網(wǎng)絡(luò)安全問1.3網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略新動向1.3.1中國網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略與法規(guī)發(fā)展歷程圖1-3-1我國主要網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略與法規(guī)文件bb早期探索與基礎(chǔ)規(guī)范階段：信業(yè)務(wù)的基本監(jiān)管框架，后者則首次對互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)提供者的行為、信息內(nèi)容安全和備案制度等作出了明確規(guī)定，為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容治理奠定了基礎(chǔ)。在這一時期，相關(guān)的安全管理更多bb制度建設(shè)與奠基立法階段：隨著網(wǎng)絡(luò)安全威脅的日益復(fù)雜和國家對網(wǎng)絡(luò)空間重視程度年，中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組（后改為委員會）成立，標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)安全治理體制的頂層設(shè)計得到加強(qiáng)。這一階段是戰(zhàn)由中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)，是規(guī)范和指導(dǎo)未來是中國首次公開發(fā)布的國家級網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略，闡明了中國關(guān)于網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展和安全的原則立場，提出了捍衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)空間主權(quán)、維護(hù)國家安全等戰(zhàn)略任務(wù)，為后續(xù)的立法工作提供）：交部和國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室共同發(fā)布，全面闡全國家網(wǎng)絡(luò)安全事件應(yīng)急工作機(jī)制，提高應(yīng)對網(wǎng)回《黨委（黨組）網(wǎng)絡(luò)安全工作責(zé)任制實施辦法》（2017年8）：這一階段的核心成果是《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》（簡bb體系構(gòu)建與縱深推進(jìn)階段在《網(wǎng)絡(luò)安全法》和國家戰(zhàn)略的框架下，中國網(wǎng)絡(luò)安進(jìn)入了“四梁八柱”的體系化構(gòu)建階段，一系列重要的法律相繼回《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》（2021年6月10日通）：數(shù)據(jù)安全審查制度，并對重要數(shù)據(jù)的處理、跨境傳輸?shù)冗M(jìn)行回《中華人民共和國個人信息保護(hù)法》（2021年8月2）：個人信息處理者的義務(wù)和個人的權(quán)利，實現(xiàn)了對個人信息權(quán)）：）：將網(wǎng)絡(luò)平臺運(yùn)營者開展數(shù)據(jù)處理活動影響或可能影響國家安全等情形納入網(wǎng)絡(luò)安全審查，是保障關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)回《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例》（2021年7月30日發(fā)回《汽車數(shù)據(jù)安全管理若干規(guī)定（試行）》（2021年8月20室等五部門聯(lián)合發(fā)布，規(guī)范汽車數(shù)據(jù)處理活動，體現(xiàn)數(shù)據(jù)跨境流動監(jiān)管，明確了重要數(shù)據(jù)和個人信息出境的安全者承擔(dān)內(nèi)容安全、數(shù)據(jù)安全和用戶權(quán)益保護(hù)等責(zé)任，體回《全國人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于修改〈中華人民共和國制度、關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)制度，并與《數(shù)據(jù)安全法》、《個人信息保護(hù)法》等新法進(jìn)行銜接，標(biāo)志著中國網(wǎng)絡(luò)安全這一系列戰(zhàn)略法規(guī)的密集出臺，不僅為我國網(wǎng)絡(luò)安全實踐提供了法律保障和政策指引，更對網(wǎng)絡(luò)安全理論研究提出了更高要求和迫切需求。傳統(tǒng)的“外掛式”安全防護(hù)模式已難以應(yīng)對日題。在此背景下，內(nèi)生安全理論應(yīng)運(yùn)而生，致力于從根本上改變網(wǎng)絡(luò)安全的被動防御局面，為落實國家網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略、滿足法規(guī)合規(guī)要求提供堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。1.3.2美歐網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略與法規(guī)發(fā)展動向性，著力構(gòu)建快速恢復(fù)能力，維持業(yè)務(wù)正常運(yùn)營。為此，如圖1-3-2所示，美歐網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略以網(wǎng)絡(luò)彈性為核心，同步推進(jìn)設(shè)計圖1-3-2歐美網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略動向2013年，美國第21號總統(tǒng)政策指令PPD21《關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全與彈性》中首次明確將彈性定義為“準(zhǔn)備好應(yīng)對并適應(yīng)變化條件，承受破壞并從中快速恢復(fù)的能力”。在此基礎(chǔ)上，美國國土安全部（DHS）制定了2013版國家基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)計劃府在新版《國家網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略》中提出增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全彈性的五大戰(zhàn)略支柱，包括保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、塑造市場力量加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全和彈性、通過戰(zhàn)略投資和協(xié)調(diào)合作建立數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)等。值得注意的是，美國也將網(wǎng)絡(luò)彈性防御納入其戰(zhàn)略焦點。2023年，美國國防部在《網(wǎng)絡(luò)空間戰(zhàn)略》中強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)聯(lián)合部隊的網(wǎng)絡(luò)彈性，以確保其在網(wǎng)絡(luò)空間中的作戰(zhàn)能力。此外，為推進(jìn)在推進(jìn)設(shè)計安全方面，2023年3月，美國《國家網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略》提出要徹底糾正市場失靈，重新平衡網(wǎng)絡(luò)空間安全責(zé)任和風(fēng)險。戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)將網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任向制造側(cè)“左移”，要求“規(guī)模最大、能力最強(qiáng)、地位最有優(yōu)勢的實體”承擔(dān)更多安全責(zé)任。2023歐盟發(fā)布《關(guān)于關(guān)鍵實體彈性的法案草案》和《未來數(shù)字化十年的網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略》等，要求所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在設(shè)計上確保安全，對網(wǎng)絡(luò)攻擊具有彈性，并能迅速發(fā)現(xiàn)和修補(bǔ)漏洞。這反映了歐洲國家網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略已將網(wǎng)絡(luò)彈性列為其核心內(nèi)容。2022年9月，歐盟發(fā)布全球首個《網(wǎng)絡(luò)彈性法案》，2023年12月，歐盟就《網(wǎng)絡(luò)彈性法案》達(dá)成一致，并于2024年3月獲得歐洲議會批準(zhǔn)。該法案于2024年10月獲得歐盟理事會通過，并于2024年11月20日在歐盟官方公報中正式公布。該法案自正式公布21個月后，所有數(shù)字產(chǎn)品制造商將需承擔(dān)報告主動利用的漏洞歐盟的網(wǎng)絡(luò)彈性和設(shè)計安全理論主要基于歐盟委員會聯(lián)合—我們的數(shù)字之錨》。該報告提出網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險演變概念模型，將網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險緩解策略概括為威懾威脅行為者、緩解漏洞過網(wǎng)絡(luò)彈性限制影響三個方面。其中，設(shè)計安全、默認(rèn)安全洞管理及彈性設(shè)計構(gòu)成了風(fēng)險緩解策略的核心原則。這一模理解和應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險提供了系統(tǒng)性的框架。其一，過度依賴“事后恢復(fù)”而非“事前免疫”，本質(zhì)上仍是“亡羊補(bǔ)牢”式的被動防御思維；其二，零信任架構(gòu)雖強(qiáng)調(diào)“永不信任、持續(xù)驗證”，但在復(fù)雜系統(tǒng)中引入了大量驗證節(jié)點，反而可能擴(kuò)美歐在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域推行的“小院高墻”技術(shù)封鎖策略，試圖通過之下，我國提出的內(nèi)生安全理論，強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計之初就將安全機(jī)制內(nèi)嵌其中，通過“測不準(zhǔn)、算不出、打不開”的擬態(tài)防御等技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)了從“被動防御”到“主動免疫”的范式轉(zhuǎn)變。這一原創(chuàng)性理論不僅為破解“小院高墻”技術(shù)封鎖提供了自主1.4內(nèi)生安全為范式轉(zhuǎn)型提供新方案內(nèi)生安全的提出是為了應(yīng)對和解決網(wǎng)絡(luò)空間和數(shù)字化社會普遍存在的內(nèi)生安全共性問題,轉(zhuǎn)變單純地依靠漏洞后門和攻等先驗知識的內(nèi)生安全理論與體系,建立一套有效解決網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全共性問題的實踐規(guī)范,以創(chuàng)新的廣義魯棒控制構(gòu)造程技術(shù)難題,從根本上實現(xiàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域思維視角與方法構(gòu)造原理抑制內(nèi)生安全共性問題影響等亟待解決的重大科學(xué)問原創(chuàng)性理論體系，引領(lǐng)國際網(wǎng)絡(luò)彈性發(fā)展新潮流。內(nèi)生安全理論指出，動態(tài)性/隨機(jī)性、多樣性/異構(gòu)性、冗余性這三大網(wǎng)絡(luò)安全防御領(lǐng)域的核心技術(shù)要素對于增加不確定性和防范未知圖1-4-1內(nèi)生安全動態(tài)異構(gòu)冗余架構(gòu)圖花板問題”，深刻揭示出網(wǎng)絡(luò)安全第一性問題是馮諾依曼存儲程序控制構(gòu)造先天性基因缺陷所致，現(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的自在性矛盾和泛在化應(yīng)用導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)空間“未知的未知”內(nèi)生安全威脅不可能徹底避免，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)安全理論和方法無法跳出“補(bǔ)丁摞補(bǔ)丁”的惡性循環(huán)。原創(chuàng)性的提出了網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全發(fā)展范式，），息論提出的“完美加密”具有相同或相似性，從而使得“基于構(gòu)造知的未知、未知的未知”等安全問題在內(nèi)的人為或非人為的差模生安全為全球正在興起的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)底層驅(qū)動范式轉(zhuǎn)型提供（1）不依賴關(guān)于攻擊者的先驗信息。能在不依賴（但不排（2）可以一體化構(gòu)造賦能。基于數(shù)學(xué)物理加密性質(zhì)的賦能（3）安全性可量化設(shè)計。不論是已知的未知概率問題，或者未知的未知不確定性問題所造成的廣義不確定擾動都能變換（4）完美拒止試錯攻擊。能夠從機(jī)理上顛覆試錯攻擊所必架構(gòu)完美安全性質(zhì)允許第三方在目標(biāo)構(gòu)造內(nèi)“植入任何數(shù)量、差可量化設(shè)計/驗證度量的設(shè)計安全，有效避免我國在數(shù)字化產(chǎn)業(yè)第二章內(nèi)生安全理論研究初步進(jìn)展計算與可靠通信，證明了動態(tài)多樣冗余（DVR）完全交集能夠在不確定問題域上創(chuàng)建可靠/可信服務(wù)；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步證明了DHR構(gòu)造環(huán)境在數(shù)學(xué)性質(zhì)上具有與香農(nóng)"一次一密"完美加密的同構(gòu)效應(yīng)，建立了完美安全架構(gòu)；隨后基于攻防博弈理論給出了理想網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)，證明內(nèi)生安全構(gòu)造在靜態(tài)和動態(tài)博弈的攻防條件下均具備納什均衡解；最后提出DHR架構(gòu)具備控制論意義下的超穩(wěn)定性，并證明了系統(tǒng)在環(huán)境廣義不確定擾動下的內(nèi)在魯棒性，確保該架構(gòu)不僅防御表現(xiàn)突出，而且具有超穩(wěn)定特性。這些理論成果不僅在數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明了圖2-1-1內(nèi)生安全基礎(chǔ)理論進(jìn)展示意圖2.1內(nèi)生安全結(jié)構(gòu)編碼理論2.1.1廣義擾動下的安全新問題題：制造商無法為其出廠的數(shù)字產(chǎn)品安全性做安全保證。無論補(bǔ)丁”的被動響應(yīng)模式，無法從理論上證明），觸發(fā)等）。如何在上述兩種廣義擾動條件下保證信息處理和傳輸?shù)某掷m(xù)正確性，是網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的核心科學(xué)問題?；仡櫷ㄐ蓬I(lǐng)域的發(fā)展歷程，香農(nóng)在1948年提出的信道編碼定理為可靠通信奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。該定理證明：只要信息傳輸速這一理論為通信系統(tǒng)設(shè)計提供了明確的理論指導(dǎo)和性能邊界。然而，網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域長期缺乏類似的理論基石。我們無法回答這樣的基本問題：在存在內(nèi)生安全問題的系統(tǒng)中，是否存在一種架構(gòu)內(nèi)生安全結(jié)構(gòu)編碼理論的核心目標(biāo)，正是為網(wǎng)絡(luò)空間安全建立類似香農(nóng)理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，其核心創(chuàng)新在于建立了安全防御與信道編碼之間的理論映射關(guān)系。該理論將存在內(nèi)生安全問題的計算系統(tǒng)視為一個“廣義信道”，通過特定的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，使其具備類似信道編碼的“糾錯能力”，如圖2-1-2所示。這一理論映射的關(guān)鍵在于對DHR架構(gòu)的詮釋：動態(tài)、異構(gòu)、冗余和反饋控制這四者的協(xié)同作用，實質(zhì)上將人為攻擊的確定性行為轉(zhuǎn)化為具有是否存在一種編碼方案和架構(gòu)配置，使得系統(tǒng)輸出錯誤的概率可以任意小。這一轉(zhuǎn)化使得我們能夠借鑒信息論的數(shù)學(xué)工具，為網(wǎng)絡(luò)空間是否也存在“可靠信息處理存在性理論網(wǎng)絡(luò)空間是否也存在“可靠信息處理存在性理論”？信道編碼結(jié)構(gòu)編碼信道編碼的假設(shè)條件是隨機(jī)噪聲、離散無記憶信道、引入隨機(jī)結(jié)構(gòu)對信道上傳輸?shù)南⑦M(jìn)行編碼。?結(jié)構(gòu)編碼的假設(shè)條件是隨機(jī)/非隨機(jī)擾動、離散無記憶信道/有記憶信道、引入隨機(jī)結(jié)構(gòu)對信道/消息進(jìn)行編碼。圖2-1-2結(jié)構(gòu)編碼理論下的信息系統(tǒng)內(nèi)生安全防御模型2.1.2結(jié)構(gòu)編碼理論概念體系與基本假設(shè)結(jié)構(gòu)編碼理論的建立需要首先明確一系列核心概念，這些概念構(gòu)成了理論分析的基礎(chǔ)框架。系統(tǒng)論認(rèn)為一切系統(tǒng)都處于一定的環(huán)境當(dāng)中，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部缺陷/故障（內(nèi)因）被環(huán)境擾動（外因）激活時產(chǎn)生錯誤，當(dāng)錯誤傳遞到系統(tǒng)服務(wù)接口后導(dǎo)致失效，從而確/可靠處理，安全防御的基本思路是通過各種手段打斷擾動所圖2-1-3廣義擾動故障激活攻擊鏈?zhǔn)疽鈭D安全性特指在廣義擾動情況下目標(biāo)系統(tǒng)可以自主交付能夠被合2.1.3結(jié)構(gòu)編碼理論存在性定理及證明結(jié)構(gòu)編碼理論存在性進(jìn)行推理，證明內(nèi)生安全DHR結(jié)構(gòu)編碼可以在廣義擾動條件下使信息處理系統(tǒng)錯誤的概率任意小。證明思路采用“隨機(jī)噪聲→信道廣義擾動→編譯碼廣義擾動”遞進(jìn)式香農(nóng)定理存在性第一定理存在性第一定理結(jié)構(gòu)編碼中n個元信道構(gòu)造滿足香農(nóng)第二定理信道噪聲隨機(jī)且信道n次擴(kuò)展條件的約束前提。廣義擾動存在性第二定理存在性第二定理面對廣義擾動，DHR結(jié)構(gòu)編碼在系統(tǒng)層面使攻擊失效體現(xiàn)隨機(jī)性，從而輸出錯誤概率任意小。編/譯碼擾動存在性第三定理存在性第三定理元信道、結(jié)構(gòu)編/譯碼均面臨有記憶廣義擾動，仍存在結(jié)構(gòu)編碼使輸出錯誤概率任意小。圖2-1-4結(jié)構(gòu)編碼存在性定理數(shù)學(xué)形式化證明思路析如下：因為元信道噪聲隨機(jī)到達(dá)，則元信道輸出出錯的概率定理1（結(jié)構(gòu)編碼存在性第一定理元信道噪聲（擾動）隨機(jī)到達(dá)，結(jié)構(gòu)編碼和糾錯譯碼無擾動無記憶，則對于無記冗余與反饋消記憶結(jié)構(gòu)編碼構(gòu)造方案引入的系統(tǒng)失效隨機(jī)性效假設(shè)2：工控系統(tǒng)中存在能夠主動聯(lián)系攻擊方的后門，后門對于需要內(nèi)外協(xié)同才能利用的后門，考慮執(zhí)行體的異構(gòu)性，攻擊方需要時間Ti>0來產(chǎn)生輸出錯誤，即后門的協(xié)同利用仍需要一單個元信道異構(gòu)元信道廣義擾動 漏洞t>0錯誤廣義擾動激活元信道1激活元信道2…激活元信道n激活元信道1激活元信道2…激活元信道n協(xié)協(xié)同后門后門1后門2…后門n錯誤t>0錯誤后門錯誤圖2-1-5元信道漏洞后門的假設(shè)與定義引理（隨機(jī)性引理針對未知漏洞后門的攻擊在內(nèi)生安全第一步：建立攻擊-防御的動態(tài)模型。定義利用單個漏洞成第二步：分析單個執(zhí)行體的失效概率。由于反饋控制機(jī)制的存在，單個執(zhí)行體在時刻t的失效概率為psi(t)<1-(1-第三步：引入異構(gòu)性和協(xié)同攻擊約束。對于需要協(xié)同觸發(fā)漏第一步：建立有記憶系統(tǒng)的攻擊累積模型。對于存在攻擊擾動的離散有記憶系統(tǒng)p(yi+1(t)|xi+1(t)si(t))，其中si(t)=0表第二步：分析結(jié)構(gòu)編碼的譯碼錯誤概率。設(shè)結(jié)構(gòu)編碼t時刻為碼字。則譯碼錯誤概率包含兩部分1）發(fā)送碼字與接收碼（2）其他碼字與接收碼字構(gòu)成聯(lián)合典型序列，錯誤概率第三步：證明編碼速率低于信道容量時錯誤概率任意小。定理3（結(jié)構(gòu)編碼存在第三定理元信道、結(jié)構(gòu)編譯碼擾動非隨機(jī)到達(dá)，結(jié)構(gòu)編譯碼有記憶且記憶可消，仍存在動態(tài)異構(gòu)冗余與反饋消記憶構(gòu)造的離散有記憶結(jié)構(gòu)編碼，只要碼長與編碼元信道構(gòu)造數(shù)n足夠大，總可以在輸入集合組成一個碼集合，在第一步：分析結(jié)構(gòu)編碼分路器的輸出錯誤。對任意時刻t，噪聲成功造成結(jié)構(gòu)編碼分路器輸出出錯pa(t)=。其中po為單第二步：建立糾錯譯碼表決器的失效模型。由假設(shè)前提，糾第三步：證明糾錯譯碼表決器錯誤概率可任意小。已知觸糾錯譯碼表決器輸出出錯pe2(t)任意小，需可選的異構(gòu)糾錯譯碼2.1.4結(jié)構(gòu)編碼理論的內(nèi)涵與前景本節(jié)通過“結(jié)構(gòu)編碼”這一核心概念，從理論上將信息系統(tǒng)DHR架構(gòu)等價為一個具有內(nèi)在糾錯能力的通信信道，從而形式計原則.隨著理論研究的不斷深入與工程實踐的持續(xù)迭代，結(jié)構(gòu)2.2DHR完美本征功能安全理論2.2.1完美保密對于DHR架構(gòu)的啟示易見的結(jié)論是，DHR架構(gòu)的視在多樣性表達(dá)會給攻擊者造成很如果能夠使信息物理系統(tǒng)或數(shù)字設(shè)施本征或設(shè)計功能不變或“透明”，內(nèi)部構(gòu)造及運(yùn)行環(huán)境對外呈現(xiàn)出隨機(jī)性或不確定性，就有可能使防御者在面對“未知的未知”安全威脅或破壞時逆轉(zhuǎn)攻擊者陷入由于不能認(rèn)知“目標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)造”而無法創(chuàng)建有針對性的攻），“歷史攻擊結(jié)果”是統(tǒng)計獨立的；②“下一次攻擊結(jié)果”和“歷史攻擊結(jié)果”之間互信息為0；③無法通過分析“歷史攻擊結(jié)果”推導(dǎo)出“下一次攻擊結(jié)果”，也就是知曉“歷史攻擊結(jié)果”之后的后驗概率等于未知“歷史攻擊結(jié)果”時的先驗概率。知系統(tǒng)構(gòu)造”與密碼學(xué)中定義的完美保密十分相似，兩者都具有明內(nèi)生安全機(jī)制的某些特性可能與經(jīng)典密碼學(xué)是相通的，在滿足一定條件下可能獲得與經(jīng)典密碼學(xué)相似的安全效果。為了探討這圖2-2-1內(nèi)生安全期望安全效應(yīng)示意圖定義1完美保密性（PerfectSecrecy對于明文空間為!的加密方案，當(dāng)以任意分布從!“明文”的信息時，沒有比“盲猜明文”更好的破譯方法。注意，這并不意味著破譯者100%猜錯明文，而是意味著破譯者無法找到比窮舉更好的方法。實際上，這正是完美保密的底層邏輯（核心含義通過完美地從密文中屏蔽掉明文信息，使得破譯者分析密文純屬“無用功”，也就不存在比窮舉攻擊更好的手段。2.2.2基于DHR架構(gòu)的內(nèi)生安全與完美保密的相似性猜想內(nèi)生安全與不依賴先驗知識的完美加密之間存在某些相同或相為了證明上述猜想和公理，這里擬借助密碼學(xué)的完美保密原理，將廣義功能安全問題轉(zhuǎn)化為密碼域的完美保密問題，提出一PIFS），其核心思想在于“本征功能透明條件下”將系統(tǒng)重構(gòu)作為一種加密方法，通過隨機(jī)重構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)或資源配置，使得防御方能夠在沒有缺陷信息和攻擊者先驗知識的條件下完美屏蔽系統(tǒng)的內(nèi)部缺陷樣式，使輸入輸出間不存在穩(wěn)定的映射關(guān)系，將攻擊者的單向透明優(yōu)勢變換為攻防兩方的雙盲問題，從而導(dǎo)致攻擊者圖2-2-2完美本征功能安全的總體邏輯2.2.3完美本征功能安全的定義4）對于給定的輸入，由于我們無法對未知的缺陷樣式、攻擊者、攻擊方式做出定義，因此不妨考慮一個盡可能惡劣的情況：系統(tǒng)的組件或執(zhí)行體池如同開源社區(qū)那樣全公開的，并且每個執(zhí)行體的缺陷是單向透明的（對于攻擊者是已知的，但對防御者仍是未知的），一旦攻擊者但是多個缺陷的組合方式即缺陷以什么狀態(tài)樣式存在或表達(dá)則必須加密。相應(yīng)地，有如下推論：防御者想要保護(hù)的明文是缺陷樣式#tq；攻擊者已知的密文是在攻擊者發(fā)起本次攻擊之前，過去完美本征功能安全定義：的輸入xt-i和輸出yt-i，都滿足：則稱該系統(tǒng)是參數(shù)為ε的完美本征功能安全系統(tǒng)。假設(shè)攻擊者具有超強(qiáng)能力，能夠從過去任意時刻的輸入xt-i和輸出y!-i中上述定義指出，即使超強(qiáng)攻擊者能夠控制xt-i，觀測y!-i，甚分析與推論：），安全與信息安全的應(yīng)用場景條件及原始需求畢竟不可能完全相），），[2]式（2.2.4）為系統(tǒng)的安全性條件，與完美保密的定義一致，意味著缺陷樣式被狀態(tài)控制密鑰完美加密。由于系統(tǒng)構(gòu)造決定了缺陷樣式，因此也可概括為，系統(tǒng)構(gòu)造被完美加密，使得：“每次系統(tǒng)重構(gòu)后的構(gòu)造之間是各自獨立的”，可看作是“服從ε概率0/1分布的白系統(tǒng)”。圖2-1-4系統(tǒng)重構(gòu)可以看作是一種對系統(tǒng)構(gòu)造的加密，“一次一重構(gòu)”對應(yīng)“一次一密”綜上，PIFS系統(tǒng)可看作是“對系統(tǒng)構(gòu)造信息完美保密”的系統(tǒng)，或“對本征功能透明的完美隨機(jī)重構(gòu)系統(tǒng)”1）“系統(tǒng)缺陷樣式”對應(yīng)“明文”和“密文”：對于一個不加密的系統(tǒng)，顯然攻擊文）。而對于一個系統(tǒng)構(gòu)造被完美加密的系統(tǒng)，攻擊者只知道當(dāng)前缺陷樣式的概率分布和缺陷樣式空間（也即，知道明文的概率分布和明文空間），但是不知道當(dāng)前具體的缺陷樣式是什么（不知道明文具體是什么）。（2）“系統(tǒng)重構(gòu)”對應(yīng)“加密”：系統(tǒng)重構(gòu)可以看作是一種對系統(tǒng)構(gòu)造的加密，即對系統(tǒng)內(nèi)軟硬件包括廣義功能安全問題進(jìn)行了“動態(tài)結(jié)構(gòu)加密”?！耙淮我恢貥?gòu)”對應(yīng)“一次一密”：系統(tǒng)在每次重構(gòu)時更換一次狀態(tài)控制密鑰，對應(yīng)加密器在每次加密時更換一次密鑰。（3）“系統(tǒng)重構(gòu)控制方式”對應(yīng)“密鑰”：任意時刻的系統(tǒng)狀態(tài)由可控制的構(gòu)造遷移后的狀態(tài)決定，而該密鑰指的就是系統(tǒng)構(gòu)造$tq-i到系統(tǒng)構(gòu)造#tq的映射方式。（4）通過系統(tǒng)的獨立重構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)缺陷樣式的加密。因此凡是構(gòu)造賦能的系統(tǒng)都可被結(jié)構(gòu)加密，加密效果可根據(jù)任意給定的指標(biāo)ε保證。（5）“窮舉攻擊”對應(yīng)“窮舉破解”：“用輸出/輸入反推系統(tǒng)”的破解方法，對應(yīng)密碼學(xué)中的“用密文反推明文”。而對于一個完美系統(tǒng)，“其輸入、輸出”與“當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)”無關(guān)，因此沒有比“窮舉輸入”更好的攻擊方式，與密碼學(xué)的完美保密方案中沒有比“窮舉破解”更好的破譯方式相對應(yīng)。（6）PIFS使得攻擊者的單向透明優(yōu)勢被變換為攻防兩方雙盲問題：防御者可以在不依賴攻擊者任何先驗知識的條件下，通過對構(gòu)造內(nèi)的廣義功能安全問題進(jìn)行“構(gòu)造加密”，實現(xiàn)對任意攻擊的“盲屏蔽”；攻擊者在已知系統(tǒng)內(nèi)部缺陷集合和載體等條件下，若想利用這些缺陷實施具有魯棒效果的攻擊，必須要能破譯系統(tǒng)構(gòu)造。2.2.4DHR架構(gòu)是PIFS架構(gòu)的條件及證明DHR架構(gòu)能夠在面臨傳統(tǒng)類型的隨機(jī)性），針對目標(biāo)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計漏洞后門等“暗功能”的未知網(wǎng)絡(luò)攻擊統(tǒng)中的執(zhí)行體是本征功能相同或等價的異構(gòu)執(zhí)行體，在“相對正確”策略裁決機(jī)制下，即使個別執(zhí)行體存在異常，也能夠大概率相對正確策略裁決機(jī)制時，發(fā)生共模逃逸，出現(xiàn)非期望輸出。定理1（香農(nóng)完美保密定理）：一個明文空間為!且滿足K=M=c的加密方案(Gen,Enc,Dec)是完美保密方案的充分必要為對應(yīng)香農(nóng)完美保密定理，將DHR系統(tǒng)剖析如下1）對于DHR系統(tǒng)，加密算法由執(zhí)行體資源池、在線執(zhí)行體個數(shù)、裁決策略、反饋機(jī)制等組成。如密碼學(xué)的加密方案一樣，加密算法決機(jī)制能夠在“相對正確”公理前提下通過自動感知和屏蔽“已知”態(tài)空間s!每次輸出時獨立重構(gòu)，且系統(tǒng)處于任意狀態(tài)的概率都是!"!。DHR架構(gòu)是完美本征功能安全架構(gòu)的充分必要條件如下：條件1：系統(tǒng)在每次運(yùn)行時變換其狀態(tài)，并且每次以均勻分布（等可并且，同樣也有且只有一種狀態(tài)控制密鑰k使得s!轉(zhuǎn)化），行為等無關(guān)，這說明DHR構(gòu)造具有網(wǎng)絡(luò)彈性。DHR架構(gòu)“一次系統(tǒng)狀態(tài)空間維持不變（在“缺陷樣式與系統(tǒng)狀態(tài)存在一一映射”2.2.5完美本征功能安全的內(nèi)涵與結(jié)論美加密與不依賴先驗知識的內(nèi)生安全存在相似性。證明的邏輯與過程是：首先，建立了本征功能安全的密碼學(xué)模型，將網(wǎng)絡(luò)域的安全問題轉(zhuǎn)化為密碼域的加密問題，使得我們能夠繼承和應(yīng)用完美保密的既有觀點與方法，進(jìn)而給出完美本征功能安全（PIFS）應(yīng)香農(nóng)完美保密定理提出了DHR完美安全定理，證明了滿足“一次一重構(gòu)”約束的DHR構(gòu)造（即eDHR）是實現(xiàn)完美本征功能安全的充要條件，從而也證明了完美本征功能安全（本節(jié)以下簡稱“完美安全”）系統(tǒng)的存在性。這一命題的衍生價值在于，不僅提供了一種用密碼學(xué)原理對內(nèi)生安全機(jī)理進(jìn)行詮釋和評估的全新視角與方法，更重要的是，可以為內(nèi)生安全的進(jìn)一步完善和發(fā)展提供若干啟迪。2.3內(nèi)生安全博弈論理論框架2.3.1對于內(nèi)生安全構(gòu)造系統(tǒng)，在攻防博弈上具備納什均衡解DHR完美本征功能安全理論證明了滿足圖2-3-1DHR雙人博弈示意圖圖2-3-2靜態(tài)博弈樹示意圖是有意義的運(yùn)行狀態(tài)。第二類均衡出現(xiàn)在攻擊成本μ超過臨界值表2-3-1DHR博弈的納什均衡條件納什均衡綜上所述，在特定約束條件下，DHR系統(tǒng)的安全性可建模放棄攻擊}）構(gòu)成納什均衡，且該均衡條件在DHR系統(tǒng)中很容易達(dá)成；DHR所具備的動態(tài)性、異構(gòu)性與冗余性三大防御要素均2.3.2在隨機(jī)和對抗環(huán)境下，內(nèi)生安全構(gòu)造系統(tǒng)具備應(yīng)對未知攻擊的適配性信息不對稱與策略協(xié)同等特征。傳統(tǒng)的靜態(tài)防御體系往往依賴固定規(guī)則或被動響應(yīng)，難以應(yīng)對持續(xù)變化的威脅環(huán)境。在工業(yè)控制系統(tǒng)、電力、交通等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中，這種被動性導(dǎo)致系統(tǒng)在遭受“未知的未知”攻擊時缺乏自適應(yīng)能力。為此，內(nèi)生安全（EndogenousSecurity）理念提出通過動態(tài)異構(gòu)冗余（DynamicHeterogeneousRedundancy,DHR）架構(gòu)實現(xiàn)“構(gòu)造決定安全”。習(xí)與適應(yīng)能力時，DHR調(diào)度的核心問題在于c(It)為異構(gòu)體組合的執(zhí)行成本。防御方只能獲得局部反饋（如防御是否成功、系統(tǒng)性能變化），攻擊方可部分觀測防御方?jīng)Q策并調(diào)整策略。該過程為不完全信息博弈，其收益函數(shù)非對稱，滿圖2-3-3動態(tài)攻防博弈建模示意圖），RT=maxi∈kΣtxi,t?ΣtxIt,t布。將每個異構(gòu)體組合視為多臂老虎機(jī)(Multi-ArmedBandit,::圖2-3-4EXP3在DHR對抗環(huán)境下的遺憾收斂曲線Bound)算法通過探索-利用平衡實現(xiàn)最優(yōu)收斂。UCB在DHR圖2-3-5UCB在DHR隨機(jī)環(huán)境下的遺憾收斂曲線表2-3-2不同環(huán)境下DHR調(diào)度的適配性綜上所述，從博弈論與在線學(xué)習(xí)角度出發(fā)，DHR架構(gòu)在隨機(jī)與對抗環(huán)境下的調(diào)度機(jī)制中，EXP3保障了防御方在未知攻擊兩者共同為內(nèi)生安全系統(tǒng)的自適應(yīng)能力提供了數(shù)學(xué)支撐。未來工作可在深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)與POMDP框架下進(jìn)一2.4DHR架構(gòu)超穩(wěn)定性研究系統(tǒng)安全亟需從“消除不確定性”轉(zhuǎn)向“吸收與調(diào)控不確定性”的而是通過內(nèi)部多樣性、反饋調(diào)節(jié)與自適應(yīng)機(jī)制，使系統(tǒng)能夠在遭受擾動時重新建立新的穩(wěn)定狀態(tài)。從這一視角出發(fā)，安全的最高境界不是絕對無漏洞，而是能夠在存在漏洞、未知攻擊與復(fù)雜擾動的情況下依然保持正常運(yùn)行甚至自動恢復(fù)。換言之，安全應(yīng)從它不依賴單一組件，也不依賴靜態(tài)安全加固，而是從體系架構(gòu)層面對抗不確定性，通過動態(tài)執(zhí)行體池、多模態(tài)裁決機(jī)制和自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)構(gòu)建一個“可吸收不確定性”的系統(tǒng)，使之在隨機(jī)擾動、攻擊嘗試或內(nèi)部異常出現(xiàn)時，仍能維持穩(wěn)定甚至自動恢復(fù)。在控制理論中，這種綜合抗擾、自動調(diào)節(jié)并最終恢復(fù)穩(wěn)定的能力，被稱為“超穩(wěn)定性”。圖2-4-1DHR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖而是通過結(jié)構(gòu)多樣性、決策冗余與自適應(yīng)調(diào)節(jié)，將原本不可避免的不確定性轉(zhuǎn)化為可控、可吸收的擾動來源。對攻擊者而言，系自身而言，在部分組件故障、遭受攻擊或環(huán)境波動的情況下，它圖2-4-2DHR系統(tǒng)穩(wěn)定性層級2.4.1隨機(jī)穩(wěn)定性——在不可預(yù)測的切換中保持長期穩(wěn)定與傳統(tǒng)采用固定控制結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)不同，DHR架構(gòu)系統(tǒng)在運(yùn)DHR依托多模態(tài)裁決機(jī)制對執(zhí)行體輸出進(jìn)行融合，只要大部分統(tǒng)行為，動態(tài)性不僅沒有削弱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反而提供了“擾動圖2-4-3DHR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖執(zhí)行器、多模態(tài)裁決單元、被控對象、傳感器以及攻擊源組成。通過上述機(jī)制的聯(lián)合作用，DHR得以在顯著的不確定性中使系統(tǒng)狀態(tài)被拉回穩(wěn)定范圍。換言之，DHR并非依賴某個單點通過構(gòu)建適用于隨機(jī)跳變系統(tǒng)的李雅普諾夫函數(shù)并分析其為能夠在復(fù)雜威脅環(huán)境下實現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)生安全體系基2.4.2指數(shù)穩(wěn)定性——切換速率適當(dāng)時系統(tǒng)可快速回穩(wěn)在前一部分中，我們已經(jīng)說明了DHR在隨機(jī)切換下仍能保R圖2-4-4DHR系統(tǒng)切換穩(wěn)定性周期模式切換、駐留時間、穩(wěn)定評估、調(diào)整策略，要使D只要模式切換的平均駐留時間超過一個可求得的下界，DHR系R2.4.3超穩(wěn)定性——持續(xù)攻擊下系統(tǒng)自適應(yīng)回歸穩(wěn)定圖2-4-5DHR系統(tǒng)超穩(wěn)定機(jī)制超穩(wěn)定性的另一核心條件是系統(tǒng)多樣性熵必須始終高于攻越多樣的執(zhí)行體、越靈活的切換策略，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越難被攻擊者預(yù)測和干擾；攻擊者的不確定性熵則反映其在面對動態(tài)變化系統(tǒng)時攻擊成功的混亂程度。直觀來看，當(dāng)系統(tǒng)多樣性熵高于攻擊者熵時，攻擊者幾乎無法有效掌握系統(tǒng)狀態(tài)，系統(tǒng)便能夠在持續(xù)攻第三章內(nèi)生安全理論開放性問題），下十個開放性問題。需要特別指出的是，提出一個問題往往比解決一個問題更為重要。解決一個問題可能只是數(shù)學(xué)或?qū)嶒灱记傻恼宫F(xiàn)，而提出新問題、發(fā)現(xiàn)新可能性、從新視角審視舊問題，則需要創(chuàng)造性的想象力，這恰恰標(biāo)志著理論的真正進(jìn)步。正是基于這樣的認(rèn)識，我們致力于凝練具有前瞻性和牽引性的核心論、融合裁決機(jī)制的盲協(xié)同攻防理論以及“要地防御、隘口設(shè)防”圖3-1內(nèi)生安全理論十個開放性問題內(nèi)生安全的相對完備性研究內(nèi)生安全存在性定理已在理想化假設(shè)下，為內(nèi)生安全的“相對完備性”提供了關(guān)鍵的理論基石。然而，依據(jù)哥德爾不完備性因此，研究的核心挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)性地探索內(nèi)生安全在非理想條件下的有效范疇，這些條件包括但不限于資源受限、組件缺陷、模型偏離等現(xiàn)實約束。未來的研究需致力于為不同應(yīng)用場景建立可證明的安全上下界，從而清晰界定內(nèi)生安全理論的能力范圍與適內(nèi)生安全構(gòu)造涌現(xiàn)效應(yīng)的形式化分析和建模廣義不確定擾動條件下的必要多樣性研究經(jīng)典控制論中艾什比的必要多樣性律與超穩(wěn)定性理論，其基礎(chǔ)是應(yīng)對隨機(jī)性擾動。然而，網(wǎng)絡(luò)空間面臨的是隨機(jī)失效與智能人為攻擊相互交織的“廣義不確定擾動”。在此復(fù)雜威脅環(huán)境下，如何重新定義和發(fā)展必要多樣性理論，使其從簡單的組件堆砌演同時，超穩(wěn)定性理論也需從應(yīng)對故障恢復(fù)，演進(jìn)為能夠抵御并自適應(yīng)協(xié)同攻擊的“廣義超穩(wěn)定”框架，確保系統(tǒng)在遭受持續(xù)、智能信息論意義下的無線內(nèi)生安全理論研究香農(nóng)的完美保密理論為有線通信的“完美安全”奠定了基石。磁空間是否存在并能夠?qū)崿F(xiàn)一種與香農(nóng)完美保密對等的“完美安全”？未來的研究需要深度融合電磁物理、信息論與內(nèi)生安全理非理想假設(shè)下的內(nèi)生安全結(jié)構(gòu)編碼理論研究從物聯(lián)網(wǎng)到深空通信，不同場景對時延、帶寬、計算開銷有著截然不同且苛刻的非理想約束。研究的挑戰(zhàn)在于建立一套系統(tǒng)性的“結(jié)構(gòu)編碼設(shè)計學(xué)”，能夠根據(jù)外部擾動特性、內(nèi)部資源限制和預(yù)設(shè)的安全等級，自動化地生成或演化出最優(yōu)或近似最優(yōu)的編碼方案。這要求編碼本身具備“生成式”與“可進(jìn)化”能力，能夠?qū)崟r感知環(huán)境與自身狀態(tài)的變化，并完成自適應(yīng)調(diào)整與重構(gòu)。內(nèi)生安全背景下的盲協(xié)同攻防與裁決理論研究內(nèi)生安全的動態(tài)異構(gòu)冗余架構(gòu)將攻擊難度提升至“在未知且我們稱之為“盲協(xié)同”攻防環(huán)境。在此背景下，理論研究面臨雙重挑戰(zhàn)：從攻擊視角，需建模分析攻擊者如何構(gòu)建有效的多異構(gòu)體從防御視角，則需研究如何設(shè)計可靠高效的裁決/共識機(jī)制，以應(yīng)對執(zhí)行體輸出中包含的隨機(jī)數(shù)、噪聲等非配合協(xié)同因素，并在時延敏感、高吞吐量等嚴(yán)苛場景下，通過多維裁決向量與語義模板等技術(shù)，實現(xiàn)對異常行為的精準(zhǔn)判定。最終目標(biāo)是探索以最小異構(gòu)化代價與最優(yōu)裁決調(diào)度，設(shè)計出能夠最有效破壞、割裂攻擊路徑與鏈條的輕量化防御構(gòu)造方法，并消除集中式裁決的單點失效內(nèi)生安全“要地防御、隘口設(shè)防”形式化研究“要地防御、隘口設(shè)防”是內(nèi)生安全的核心戰(zhàn)略原則，但其在超大規(guī)模、高度動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的落地，缺乏精確的形式化指導(dǎo)。研究的關(guān)鍵在于，如何結(jié)合圖論、流網(wǎng)絡(luò)分析、博弈論等工具，發(fā)展出一套能夠形式化識別網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中關(guān)鍵“要地”（如核心節(jié)點、關(guān)鍵子圖）和“隘口”（如關(guān)鍵路徑、邏輯瓶頸）的算法與模型。更進(jìn)一步，需要能夠量化推演一個“要地”失效后所產(chǎn)生的“爆炸半徑”和級聯(lián)失效影響層次，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)防御與韌性評內(nèi)生安全度量評估模型與方法研究定了度量結(jié)果的有效性與權(quán)威性。需重點突破智能化、模塊化的從而為建立兼具精確性、前瞻性的內(nèi)生安全度量體系提供核心支撐。該模型不僅需能評估系統(tǒng)當(dāng)前的安全狀態(tài)，還應(yīng)具備一定的AI賦能的生成式異構(gòu)執(zhí)行體架構(gòu)研究內(nèi)生安全網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué)英文縮寫英文全稱中文解釋ESSEndogenousSafetyandSecurityGDPGrossDomesticProductICSIndustrialControlSystem工業(yè)控制系統(tǒng)DDoSDistributedDenialofService分布式拒絕服務(wù)攻擊NSANationalSecurityAgency美國國家安全局AIArtificialIntelligence人工智能DHRDynamicHeterogeneousRedundancy動態(tài)異構(gòu)冗余DVRDynamicVarietyRedundancy動態(tài)多樣冗余APTAdvancedPersistentThreat高級持續(xù)性威脅DHSDepartmentofHomelandSecurity美國國土安全部PPD21PresidentialPolicyDirective21第21號總統(tǒng)政策指令NIPPNationalInfrastructureProtectionPlan國家基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)計劃NISTNationalInstituteofStandardsandTechnology美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院CISACybersecurityandInfrastructureSecurityAgency美國網(wǎng)絡(luò)安全和基礎(chǔ)設(shè)施安全局CIICriticalInformationInfrastructure關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施JRCJointResearchCentre歐盟委員會聯(lián)合研究中心PIFSPerfectIntrinsicFunctionSafety&Security完美本征功能安全MABMulti-ArmedBandit多臂老虎機(jī)EXP3Exponential-weightalgorithmforExplorationandExploitation探索與利用的指數(shù)權(quán)重算法UCBUpperConfidenceBound上置信界POMDPPartiallyObservableMarkovDecisionProcess部分可觀測馬爾可夫決策BRBestResponse最佳響應(yīng)FifthGeneration第五代移動通信技術(shù)附錄2:代表性理論成果成果類型成果名稱期刊/會議/出版社名稱作者內(nèi)生安全賦能網(wǎng)絡(luò)彈性工程科學(xué)出版社鄔江興擬態(tài)防御導(dǎo)論（上、下）科學(xué)出版社鄔江興CyberspaceMimicDefense：GeneralizedRobustControlandEndogenousSecuritySpringer鄔江興網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全——擬態(tài)防御與廣義魯棒控制（上、下）科學(xué)出版社鄔江興CyberResilienceSystemEngineeringEmpoweredbyEndogenousSecurityandSafetySpringer鄔江興期刊論文網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)生安全發(fā)展范式鄔江興期刊論文IntroductiontoWirelessEndogenousSecurityandSafety:Problems,Attributes,Structuresa