侯瑞

中國工程院院士沈昌祥、中國科學院院士尹浩、中國工程院院士王堅、加拿大國家工程院院士宋梁等4位院士一起探討數(shù)字化改革下的網(wǎng)絡(luò)安全觀。

作為西湖論劍“金名片”之一的“院士對話”環(huán)節(jié)，歷年來一直備受參會者與業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。和往年一樣，2021西湖論劍·網(wǎng)絡(luò)安全大會邀請了中國工程院院士沈昌祥、中國科學院院士尹浩、中國工程院院士王堅、加拿大國家工程院院士宋梁4位院士作為嘉賓，由烏鎮(zhèn)智庫理事長張曉東作為支持人，一起探討數(shù)字化改革下的網(wǎng)絡(luò)安全觀。

安全是數(shù)字化改革面臨的嚴重挑戰(zhàn)

對話環(huán)節(jié)一開始，張曉東理事長就以今年大會的主題——數(shù)字化改革的根基為開場話題，請4位院士談?wù)摿怂麄兊南敕ㄒ约翱捶ā?/p>

沈昌祥院士首先發(fā)言。他認為數(shù)字化是生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢，人類有了文明以后就有了數(shù)字，而在發(fā)明計算機之后，可以分為四個階段。第一個階段，是用計算機來處理數(shù)據(jù)、數(shù)字階段。這個階段替代了人們的手工勞動，促進了生產(chǎn)的發(fā)展，數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)開始發(fā)展。第二個階段，數(shù)字不光代替了符號和文字，而且多媒體等一切事務(wù)都可以用數(shù)字來表達。例如在計算科學上的數(shù)字處理，就不是簡單的軟件系統(tǒng)，而是利用數(shù)據(jù)庫大大提高了數(shù)字處理能力，已經(jīng)成為我們生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)處理的主要工具。由此，在第三個階段產(chǎn)生了互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟，出現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化改造。伴隨而來的，到處都是數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)爆炸，而人們的處理能力有限，只能對有限的數(shù)據(jù)進行處理，造成大量的數(shù)據(jù)被浪費。但其實，這些數(shù)據(jù)都是生產(chǎn)要素。有人曾把大數(shù)據(jù)比喻成鉆石礦，認為應(yīng)該深挖大數(shù)據(jù)。確實，應(yīng)該將各種各樣的數(shù)據(jù)收集起來進行提煉，來治理社會，促進生產(chǎn)的發(fā)展。第四個階段，進入到智能化時代，而智能化需要大量的科學計算和思考才能實現(xiàn)，因此進一步促進了大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)字作為生產(chǎn)要素，經(jīng)過大量數(shù)據(jù)處理，變成智能要素，促進了社會的進步，以及新興產(chǎn)業(yè)的騰飛。

所以，數(shù)字化改革應(yīng)該是邁向智能社會的成功路徑，因為數(shù)字化趨勢能夠提高生產(chǎn)力。但伴隨而來的，是網(wǎng)絡(luò)安全問題成為了嚴重的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在，我們面臨著網(wǎng)絡(luò)核戰(zhàn)的威脅，如何應(yīng)對以保障數(shù)字化改革順利進行，是當前智能社會最嚴重的挑戰(zhàn)。面對挑戰(zhàn)，首先要認識網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)安全是我們遇到的重大科學技術(shù)問題。要解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，應(yīng)該從科學技術(shù)方面下手，從系統(tǒng)性方面去解決問題。目前，我國已經(jīng)發(fā)布了《網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略》，其中對行使網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)責任和任務(wù)方面，強調(diào)盡快突破核心技術(shù)，加快安全可信產(chǎn)品的推廣。因此，沈院士號召大家努力奉獻、自立自強，在數(shù)智化發(fā)展的過程中，在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國的過程中，解決好網(wǎng)絡(luò)安全問題，解決好發(fā)展的前期問題。

從兩個視角看待工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全方面，尹浩院士特別關(guān)注產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全，特別是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全。他認為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全應(yīng)該從兩個視角來看待。一個是從工業(yè)本身的視角來看，工業(yè)的安全即傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)執(zhí)行某項功能的安全。比如汽車駕駛生產(chǎn)線的組裝安全性，就是圍繞功能的安全。另一個是網(wǎng)絡(luò)層面的安全，即信息執(zhí)行層面的安全。這個層面的安全包含五個方面，首先是工業(yè)設(shè)備安全，其次是網(wǎng)絡(luò)安全，第三是網(wǎng)絡(luò)上工控系統(tǒng)的安全，第四是數(shù)據(jù)的安全，最后是面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的各個應(yīng)用的安全。這五個層面從技術(shù)維度上來看，是五位一體的。

不言而喻，各類工業(yè)設(shè)備的安全，在數(shù)字化的發(fā)展下，越來越受到重視。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全包含三大要素，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，平臺是關(guān)鍵，安全是保障。如果沒有可靠安全的網(wǎng)絡(luò)做保障，那么傳統(tǒng)基于工業(yè)制造的自動化系統(tǒng)一旦聯(lián)網(wǎng)，將帶來如安全漏洞、外網(wǎng)攻擊等安全威脅，所以網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。

尹院士指出，網(wǎng)絡(luò)安全一般可以分成兩種，一種是本身的網(wǎng)絡(luò)連接方面的傳輸系統(tǒng)安全，另一種是網(wǎng)絡(luò)自身的控制系統(tǒng)安全，俗稱網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)安全。一旦管理系統(tǒng)被攻擊，整個網(wǎng)絡(luò)對攻擊者來說，就是透明的。所以對于網(wǎng)絡(luò)安全來說，要把網(wǎng)絡(luò)上的傳輸系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡(luò)本身執(zhí)行能力的安全區(qū)分開來。而且，網(wǎng)絡(luò)本身功能的安全才能保證網(wǎng)絡(luò)把用戶所有要傳輸?shù)男畔⒖煽繜o差錯地傳輸出去，是網(wǎng)絡(luò)本原功能執(zhí)行的安全，是網(wǎng)絡(luò)安全的重點。

因此，他認為，網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的安全，應(yīng)該由用戶自己解決，可以采用加密或者認證的方式來解決。需要重點關(guān)注的是網(wǎng)絡(luò)本身的安全，只有保證自身的可靠傳輸，才能實現(xiàn)無差錯的傳輸安全。比如路由器受到DDOS攻擊，拒絕服務(wù)攻擊，是需要關(guān)注的重點;用戶等級登記信息的記錄，是網(wǎng)絡(luò)要負責的。從這個意義上來講，網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)，至關(guān)重要。同時，控制網(wǎng)絡(luò)的交換協(xié)議安全，這也是需要重點關(guān)注的方面。

時間長軸上的數(shù)字化改革和網(wǎng)絡(luò)安全

王堅院士談?wù)摿俗约簩?shù)字化改革及網(wǎng)絡(luò)安全放到不同背景下的思考。他認為，數(shù)字化是從信息化這個緯度延伸下來的，特別是浙江從建設(shè)城市大腦到數(shù)字化改革，這件事情的意義遠超簡單的從信息化到數(shù)字化這樣緯度的思考。如果從技術(shù)的角度來思考，數(shù)字化對世界的意義不是一天兩天的，也不是一年兩年的，而應(yīng)該放到一百年這樣的時間長度來思考。

王院士最大的感觸，是安全問題是任何一個時代、任何一個基礎(chǔ)設(shè)施都會伴隨的問題，而且在相當長的時間里面會長期伴隨，數(shù)字化的安全問題也不例外。不僅如此，安全問題對任何一個有技術(shù)系統(tǒng)特色明顯的東西，其重要性都是超越任何其他東西的。當然，在數(shù)字化時代，安全問題有一個非常重要的特色，就是它的網(wǎng)絡(luò)時代特征及數(shù)據(jù)時代特征。

從今天的視角來看，數(shù)字化是百年歷程開始的開始，那么從某種意義上來講，安全問題也剛剛開始。從整個基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的角度看，大規(guī)模的鐵路建設(shè)就是很好的例子。早期，美國鐵路運營時，火車上的剎車系統(tǒng)是不完善的，直到大規(guī)模鐵路網(wǎng)普及后，剎車問題才得以解決。所以，如果再過五十年，回頭來看今天的安全問題，可能就像現(xiàn)在回頭去看一百多年前的美國鐵路設(shè)施一樣，先有了鐵路才有鐵路設(shè)施。今天，數(shù)字化改革的工作給產(chǎn)業(yè)和人們帶來巨大的機會，但巨大的原因不僅僅是因為它重要，而是因為今天的數(shù)字化還相當不完善，但這種不完善并不影響去發(fā)展，對此我們應(yīng)該有信心。

數(shù)字化改革的根基是安全

來自加拿大國家工程院的宋梁院士今年是首次受邀參加西湖論劍的圓桌論壇。他認為，對信息化系統(tǒng)而言，在沒有網(wǎng)絡(luò)之前，安全完全可以通過人工的方式解決。但從有了互聯(lián)網(wǎng)之后，安全就變成了信息化系統(tǒng)的重要組成部分，因為無時無刻都有被侵入系統(tǒng)、竊取信息、造成破壞的可能。所以，現(xiàn)在所說的網(wǎng)絡(luò)安全，需要通過自動化手段，用軟硬件體系，來保護信息系統(tǒng)的安全。

在今天這個時間節(jié)點上，宋院士非常贊同數(shù)字化改革的根基是安全?，F(xiàn)在，隨著網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展，人工智能和智能系統(tǒng)的出現(xiàn)，一方面系統(tǒng)智能化之后把網(wǎng)絡(luò)也變得智能，另一方面智能的應(yīng)用跟網(wǎng)絡(luò)結(jié)合得更加緊密，未來將會是網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化齊頭并進發(fā)展。也就是說，整個信息系統(tǒng)變成一張網(wǎng)，未來的人工智能系統(tǒng)本身就是一張網(wǎng)絡(luò)，同時這張網(wǎng)絡(luò)也是一個人工智能系統(tǒng)。所以，對于新一代的互聯(lián)網(wǎng)包括智能汽車、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，安全不再是其中的組成部分，而是滲透到信息系統(tǒng)的方方面面，成為本質(zhì)性的東西。新一代的互聯(lián)網(wǎng)將把互聯(lián)網(wǎng)跟物理世界、人的生活做緊耦合，將會涉及生產(chǎn)生活的各個方面，因此新時代下，安全成為數(shù)字化改革的根基。

場景+安全，賦能數(shù)字化改革

隨著對話的進行，各位院士闡述自己對于網(wǎng)絡(luò)安全見解的同時，也引出了究竟是發(fā)展應(yīng)用場景重要，還是作為賦能工具的安全更加重要的話題。

王堅院士認為，這個問題就像硬幣的兩面，一個硬幣的任何一面都事關(guān)安全，如果中間沒有完美的結(jié)合，這枚硬幣將是不存在的。但在某個階段，從架構(gòu)的角度來看，是按照層次有其優(yōu)越性的。就像建設(shè)一座大樓，從純數(shù)學的眼光看是不安全的，所以會在全部算好后，加上一個很大的安全系數(shù)，比如使用的鋼筋更加堅固，水泥使用標準更高等。但同時，還存在一個社會成本的問題，社會整個系統(tǒng)需要一定的成本結(jié)構(gòu)，這背后可能會產(chǎn)生效率等方面的犧牲。所以，不能單就安全說安全，單就場景說場景，而要把兩者結(jié)合起來，并把握一個適合的度。

宋梁院士的觀點與王院士類似，認為場景化的方法是必須的。因為最終安全本身是對用戶來說的，而用戶接觸的就是場景化的。同時安全本身也是一個共性問題，基于通用的場景，本身就有安全問題。宋院士認為，對于信息系統(tǒng)來說，沒有系統(tǒng)可以做到絕對安全，但需要一種可信的方式，能夠抓住所有破壞信息系統(tǒng)的人、算法的痕跡，也就是常說的網(wǎng)絡(luò)安全的方法。如今，到了數(shù)字化改革的時代，安全變成一個特別復(fù)雜的問題，是一個系統(tǒng)本質(zhì)性的問題，需要從多個維度去看待，才能把問題解決好。

沈昌祥院士認為，應(yīng)該首先認識安全的命題，再去思考怎么解決。安全的三大問題，從基礎(chǔ)理論來講，是認知科學、邏輯學。設(shè)計一個IT系統(tǒng)，首先要進行邏輯設(shè)計，但人們往往只完成了計算邏輯組合處理，遺留大量的邏輯沒處理，形成漏洞。攻擊者利用這些漏洞，注入OE代碼進行攻擊，這就是網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)，也是永遠的主題。那么，面對網(wǎng)絡(luò)安全問題，如何實現(xiàn)安全可信？沈院士認為可以利用仿生學，構(gòu)建一套網(wǎng)絡(luò)保障體系，主要包括六點。第一，解決圖靈機語言問題。應(yīng)該轉(zhuǎn)變理念，在設(shè)計計算的同時設(shè)計安全防護的計算。第二，圖靈機結(jié)構(gòu)要完善，并行上體系結(jié)構(gòu)，第三，要科學合理地構(gòu)筑信息系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程及數(shù)字化工程。因為信息社會是現(xiàn)實社會的映射，因此安全管理中心需要三重防御體系。第四，人是第一要素。只要人不假冒，系統(tǒng)就難以被破壞，所以提出了可信的訪問控制。第五，環(huán)境也是不可改變的要素。因為人為攻擊，代碼被篡改，可能會被注入OE代碼定時炸彈，所以一定要檢查可信性。第六，要全程管控、技管并重。應(yīng)該定期建設(shè)、檢測、檢查和建立應(yīng)急處理機制，才能頂住越來越嚴峻的病毒攻擊。經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國出臺了等級保護2.0制度和可信計算3.0攻關(guān)示范基地，基地已于2020年10月28日掛牌，包含幾十家可信企業(yè)和幾百個可信產(chǎn)品。未來，我國應(yīng)建立主動防御體系，才能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強國夢。

尹浩院士認為，不能把解決場景的安全問題和場景本身的發(fā)展對立起來，這兩者間應(yīng)該是一個有機整體，相輔相成的促進，互為基石?，F(xiàn)在，我們面臨網(wǎng)絡(luò)安全最大的問題，是傳統(tǒng)的安全解決方案不能滿足數(shù)字化改革發(fā)展多樣化場景的應(yīng)用需求。傳統(tǒng)打補丁的方式已經(jīng)滿足不了未來數(shù)字化或多樣化場景對安全的需求。因為對于攻防雙方來說，是極度不對等的。攻擊方的成本代價很小，漏洞有著伴生效應(yīng)。而僅僅通過發(fā)補丁的方式不僅難以解決問題，還會帶來新的漏洞。所以應(yīng)對這樣的矛盾，需要大家一起來創(chuàng)新，比如全方位體系化的解決方案，基于內(nèi)生安全的解決方案，這些都是試圖從創(chuàng)新安全解決方案來滿足多樣化場景的需求。總之，只有發(fā)展才是硬道理。未來，不論是數(shù)字化改革，還是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，如何保證健康、有序、可持續(xù)發(fā)展，還需要配套的機制和制度。