沈昌祥院士：構建“安全可信”網絡空間安全防護體系

來源：中國網信雜誌

過去的十年，是信息技術革命日新月異、數字經濟發展浪潮奔涌向前的十年，也是深刻把握信息化發展大勢、積極應對網絡安全挑戰的十年。黨的十八大以來，我國網絡安全工作進入快車道。新起點，新徵程。回望過去，我國網絡安全行業取得哪些發展成就？立足當下，面臨哪些新挑戰？面向未來，將出現哪些新趨勢？中國網絡空間研究院網絡安全研究所、《中國網信》雜誌融媒體中心、光明網網絡安全頻道、安恆信息聯合推出系列專訪。本期，邀請中國工程院院士沈昌祥進行訪談。

記者：請您結合自身實踐，談談網絡安全十年來的發展變化，以及行業發展面臨的新挑戰、新問題。

沈昌祥：當前，網絡空間已經成爲繼陸、海、空、天之後的第五大國家主權領域空間，也是國際戰略在網絡社會領域的演進，我國的網絡安全正面臨着嚴峻挑戰。以“沒有網絡安全就沒有國家安全”“安全是發展的前提，發展是安全的保障”爲宗旨，按照國家網絡安全法律法規、戰略要求，推廣安全可信產品和服務，築牢網絡安全底線是歷史的使命。黨的十八大以來，我國在網絡安全領域取得可喜成績。《中華人民共和國網絡安全法》（以下簡稱《網絡安全法》）《中華人民共和國密碼法》（以下簡稱《密碼法》）《中華人民共和國數據安全法》和《關鍵信息基礎設施安全保護條例》等法律法規治理體系逐步完善，網絡安全產業發展有法可依，有章可循；安全可信的網絡產品和服務產業生態初步構建，產業結構逐步合理；網絡空間安全一級學科確立，人才培養體系初步建立，網絡安全人才培養力度不斷加大，國家網絡安全保障能力大幅提升。

與此同時，我國網絡安全在技術、產業和能力等方面與發達國家相比仍存在不小差距，在複雜的網絡安全博弈中略顯被動：自主創新不足，以“跟隨型”爲主的安全產業發展思路難以解決核心技術“受制於人”的問題；網絡安全防護技術體系尚不健全，重點領域網絡安全保障能力不足，集中表現爲“網絡安全底數不清”“網絡防禦被動應急”，難以形成網絡安全積極防禦體系，網絡安全保障措施難以適應快速變化的對抗形勢等。爲此，我們應以前瞻性佈局佔據戰略制高點，形成一套既富有中國特色又符合世界發展潮流的網絡空間安全保障戰略思維，以自主創新產業爭取戰略主動權，着眼國家安全和長遠發展，構建世界領先、安全可信的自立自強網絡安全產業生態體系，從根本上解決核心技術受制於人的問題，積極參與網絡空間國際治理，加強網絡空間國際合作，提升我國在網絡空間領域的國際地位。在“十四五”期間努力打造安全可信的核心技術產業生態，構築安全可信的網絡安全基礎，建立順暢高效的組織管理體系和系統完備的法律法規治理體系，加強良性循環的經費保障，做好多層次的人才培養工作，爲國家網絡安全提供有力支撐，爲建設網絡強國構築堅實基礎。

記者：《網絡安全法》對守護網絡安全防線、構建安全可信網絡體系提出了更高要求。其中也明確提出推廣安全可信的網絡產品和服務。對於“安全可信”的內涵該如何理解？

沈昌祥：“安全可信”是網絡所使用的設備應當具備的安全性能，即在設備工作的同時，內含的安全部件進行動態並行實時全方位的安全檢驗，確保計算過程及資源不被幹擾破壞和篡改，能正確完成處理任務。這就是用主動免疫可信計算3.0技術開發的網絡產品和服務，相當於人體具有免疫能力，離開封堵查殺“老三樣”被動防護，自主創新解決核心技術卡脖子問題。

隨着信息技術的快速發展和網絡安全形勢的不斷變化，我們逐漸認識到，掌握網信核心技術是我國擺脫網絡安全受制於人的根本，也是保障重要信息系統及其數據安全的前提。保障芯片、整機、操作系統、數據庫等基礎軟硬件的供應鏈安全可信，成爲建設網絡強國的保障基石。

要實現安全可信必須自主創新、自立自強。首先要認清網絡安全風險的本質。安全風險源於圖靈機原理少安全理念、馮·諾依曼體系結構少防護部件和網絡信息工程無安全治理三大原始性缺失，再加上人們對IT邏輯認知的侷限性，設計產品不可能窮盡所有邏輯組合，只能處理完成和計算任務有關的邏輯組合，必定存在大量邏輯不全的缺陷漏洞，從而難以應對人爲利用缺陷漏洞進行攻擊獲取利益的惡意行爲。

爲了降低安全風險，必須從邏輯正確驗證、計算體系結構和計算模式等方面進行科學技術創新，以解決存在的漏洞缺陷不被攻擊者利用的問題，形成攻防統一的體系，這與人體健康必須有免疫系統一樣。這就是中國可信計算3.0的新計算模式和架構，計算同時並行進行防護，即以物理可信根爲基礎，一級驗證一級，通過構建可信鏈條，爲用戶提供可信存儲、可信度量和可信報告等多種功能，爲保證用戶的數據資源和操作過程安全提供可信任的計算環境，有效降低系統的安全風險。由此可見，《網絡安全法》要求推廣使用安全可信的網絡產品和服務是科學合理的，也是高效可行的。

記者：在構建“安全可信”網絡空間安全防護體系，提高網絡安全主動免疫能力方面，我們要從哪些方面着手？

沈昌祥：首先要自主創新發展主動免疫可信計算3.0，爲安全可信產業打造良好生態環境。

可信計算3.0源於我國，對新型可信計算的研究開始於上個世紀90年代初，1995年2月通過鑑定，定型裝備，經過長期攻關形成了自主創新的可信計算3.0技術體系。

可信計算3.0採用運算和防禦並行的雙體系架構，在計算運算的同時進行安全防護，將可信計算技術與訪問控制機制結合，建立了計算環境的免疫體系，能及時識別“自己”和“非己”成份，禁止未授權行爲，使攻擊者無法利用缺陷和漏洞對系統進行非法操作，最終達到“進不去、拿不到、看不懂、改不了、癱不成、賴不掉”的效果，對已知和未知病毒不查殺而自滅。

其次是自立自強建立安全可信創新體系：

一是可信體系架構的創新。可信計算3.0創造性地提出了計算節點由運算部件和防護部件並行的雙體系架構，在保持原有應用系統不變的情況下，構建主動免疫的可信計算環境，爲應用提供主動免疫安全可信的保障機制，主動攔截系統操作運行要素，按預定的策略規則進行可信判定，及時發現並禁止不符合預期的行爲，保證全程安全可信的運行。

二是可信計算密碼技術的創新。可信計算3.0架構根據國家《密碼法》規定的算法標準發佈的可信密碼模塊（TCM）國家標準，滿足可信計算需求，並要在三個方面有重要創新：首先是構成了對稱與非對稱融合的密碼體制，全面支持可信功能；其次，可信計算3.0架構下的可信計算密碼技術以國內密碼算法爲基礎，對稱密鑰算法使用SM4算法，非對稱密鑰算法使用SM2算法，哈希算法使用SM3算法，高效實現身份認證、加密保護和一致性校驗；再是採用雙證書體制，用平臺證書認證系統，用加密證書保護密鑰，並且將加密功能和系統認證功能分離管理，符合《中華人民共和國電子簽名法》要求，簡化了證書管理工作，提高了系統通過隔離增強加密和認證功能的安全性。

三是可信平臺控制模塊的創新。提出以可信平臺控制模塊（TPCM）作爲可信根，並接於主機的計算部件，在可信密碼模塊基礎之上增添對系統和外設的總線級控制機制。TPCM是系統可信的源頭，它將密碼機制與控制機制相結合。目前，TPCM國家標準已發佈，並被髮展成爲插卡、主板SoC和多核CPU可信核三種模式產品，得到大量推廣。

四是可信主板的創新。可信平臺主板將防護部件與計算部件並接融合，由TPCM和系統中的多個度量點(包括TPCM對Boot ROM的度量機制)組成防護部件，計算部件保持原有架構不變。信任鏈在“加電第一時刻”開始建立，從而提高了系統安全性。同時在主板上的多個度量點分別設置度量代理，通過這些度量代理實現硬件控制，併爲可信軟件層提供可信硬件度量和控制接口。

五是可信軟件基的創新。可信軟件基是在TPCM支撐下，基於雙系統體系結構下以原始信息系統宿主軟件爲保護對象，構成並行的雙軟件架構。可信軟件基在可信計算體系中處於承上啓下的核心地位，對上與可信管理機制對接，通過主動監控機制保護應用，對下連接TPCM和其他可信硬件資源，對系統安全機制提供可信支撐，同時與網絡環境中其他可信軟件基實現可信協同。可信軟件基並行於宿主基礎軟件，在TPCM的支撐下，通過宿主操作系統代理進行主動攔截和度量保護，實現主動免疫防禦的安全能力。

六是可信網絡連接的創新。針對集中控管的網絡安全環境，創造性地提出了三元三層可信連接架構，能夠有效防範內外合謀攻擊。同時，這一架構在縱向上對網絡訪問、可信評估和可信度量分層處理，使得系統的結構清晰、控制有序。進行訪問請求者、訪問控制者和策略仲裁者之間的三重控制和鑑別，實現了集中控管的網絡可信連接模式，提高了架構的策略規則可管性、可信性。

記者：強化網絡空間安全保障，離不開相關產業政策的支持和引導。今後在進一步打造安全可信的產業生態方面，需要在哪些方面完善政策、創新制度？

沈昌祥：要優化產業政策，打造安全可信的產業生態體系。加強統籌規劃，加大投入力度，扶持網絡安全產業和項目，加快推廣安全可信的網絡產品和服務。形成安全可信國產化推進機制，推動安全可信技術產品應用。出臺相應政策爲自主創新產品提供市場應用空間，促進技術產品創新、性能優化提升與產業應用協同發展。

要以企業爲主體，優化網絡安全產業創新發展環境。優化企業生存環境，激發大衆創業、萬衆創新的熱情。強化企業的創新主體地位，營造公平合理的市場環境，結合國家“一帶一路”倡議，打造更有利的國際化發展環境，充分發揮政府機構、行業協會和產業聯盟的作用，積極參與國際合作，爭取更多的國際話語權。通過建立產業併購基金、共享專利池等措施爲企業國際化發展提供支持，減輕國內企業在國際競爭中的壓力。

要加強人才培養，建設全方位網絡安全人才隊伍。加大人才培養力度，打造數量充足、結構合理的網絡安全人才隊伍。加強網絡空間安全一級學科建設，由專業機構、行業企業等梳理人才需求，同時加強用人單位與高校、專業培訓機構的合作，進一步縮短人才供需差距。

要統籌規劃加大投入，強化經費監管，大幅提升國家資金的利用效率。優化經費支持方式和監管模式，提升經費投入效益。通過成立專業化項目管理機構，統一受理網絡安全項目申請，嚴格公正評審立項，整合原有網絡安全項目資源，集中資源重點突破核心技術瓶頸。完善現有經費監管模式，建立合理的經費申請和評審流程，同時在各環節加強審計。加強產學研用管等各方面的配合，前瞻性統籌經費支持方向，在優先支持基礎性、公益性項目的同時，充分考慮經費投入將產生的經濟效益，設立“產業基金”“創新基金”等實體機構，加快技術研發市場化速度，形成良性循環的市場化經費支持機制。