1.引 言

 

習總書記在2018年全國網(wǎng)絡安全和信息化工作會議上強調(diào)，沒有網(wǎng)絡安全就沒有國家安全，就沒有經(jīng)濟社會穩(wěn)定運行，廣大人民群眾利益也難以得到保障。當前，國家政府、軍隊、企業(yè)的重要網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，已經(jīng)成為敵對國家、恐怖組織和各種惡意者的逐利目標，嚴重影響了國家政治、經(jīng)濟、社會的穩(wěn)定和發(fā)展。此外，大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興信息技術逐步應用到網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中，在提升通信效率和用戶服務體驗的同時，也給網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全帶來了新的挑戰(zhàn)[1]。網(wǎng)絡信息安全防御體系是網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全運行的重要保障，通過成體系的建設，能夠從通信網(wǎng)絡、計算環(huán)境、數(shù)據(jù)與應用等多個方面形成縱深防御能力，全面保護網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全。然而，隨著網(wǎng)絡攻擊日益高級化、復雜化和持續(xù)化，主要基于邊界防御、漏洞檢測、規(guī)則匹配等靜態(tài)安全防護手段的傳統(tǒng)安全防御體系，在面對當前日益復雜的網(wǎng)絡安全威脅時已經(jīng)“力不從心”[2]。本文在分析新時代背景下網(wǎng)絡信息安全威脅的基礎上，提出了一種以統(tǒng)一安全基底為基礎、以安全按需賦能為核心、以智能安全管理為保障的網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系，能夠為提升我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全防御能力提供參考。

 

組織結構如下：第1部分分析網(wǎng)絡信息系統(tǒng)面臨的主要安全風險;第2部分提出一種分層的網(wǎng)絡信息動態(tài)防御體系架構;第3部分對動態(tài)防御體系的組成及主要特征進行闡述;最后總結全文。

 

2.網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全風險分析

 

近年來，世界主要強國都高度重視網(wǎng)絡信息安全問題，積極采取行動，加緊提升網(wǎng)絡空間安全攻防能力。這主要表現(xiàn)在如下幾個方面。第一，發(fā)布各種頂層設計文件，積極升格網(wǎng)絡空間安全為國家戰(zhàn)略;第二，啟動各種網(wǎng)絡安全工程，加快實施自身網(wǎng)絡的全面防護;第三，建設專門網(wǎng)絡空間軍隊，全力謀求網(wǎng)絡空間霸權;第四，加大網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略投入，積極搶占網(wǎng)絡空間技術制高點;第五，全面研究網(wǎng)絡空間安全形勢和對策，積極主導國際游戲規(guī)則。

 

在這種背景下，國際網(wǎng)絡空間對抗態(tài)勢已經(jīng)日漸明朗，典型案例已陸續(xù)出現(xiàn)，網(wǎng)絡空間斗爭愈演愈烈[3]。從應對國際網(wǎng)絡空間對抗常態(tài)化、軍事化的角度來看，我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全防御在技術發(fā)展、防護模式以及基礎平臺等方面仍存在一定的差距，使得我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全面臨著巨大的安全風險。

 

2.1 技術發(fā)展不平衡引發(fā)的安全風險

 

我國網(wǎng)絡信息安全技術體系受國外技術體系影響非常大，盡管在技術體系上與國際接軌并保持相對完整，但在一些關鍵的基礎技術領域、短期內(nèi)見不到成果的領域，如安全評估、網(wǎng)絡攻防、漏洞挖掘、高安全級信息系統(tǒng)安全一體化設計、軟件安全性測試與評估以及面向新型信息技術的信息安全防護等方面，布局和投入有些不足。正是這種技術發(fā)展的不平衡，導致我國網(wǎng)絡信息安全在態(tài)勢感知與融合、面向新型信息技術的安全防御、網(wǎng)絡安全效能評估、新型網(wǎng)絡攻擊手段等方面尚缺乏關鍵技術支撐，還不具備成體系的高持續(xù)性威脅攻擊發(fā)掘、網(wǎng)絡威懾反制等理論和技術。

 

2.2 防護模式不完善引發(fā)的安全風險

 

當前，我國主要網(wǎng)絡信息系統(tǒng)建設一般采用疊加式的后加模式，采用網(wǎng)絡信息安全產(chǎn)品的安全加固方法。盡管該方式在某種程度上提高了網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的安全防護能力，但是網(wǎng)絡信息安全與通信網(wǎng)絡沒有形成統(tǒng)一的體系，且各安全產(chǎn)品之間也沒有形成聚合能力，不僅應對新的、未知的攻擊束手無策，而且增加了系統(tǒng)的復雜性，安全防護強度不高，防護粒度也不足。這種網(wǎng)絡信息安全防御模式的不完善，導致我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全機制的完備性、安全防護強度和動態(tài)適應能力無法滿足強對抗環(huán)境和高安全的運行需求，無法有效應對國與國之間持續(xù)、有預謀、高烈度的網(wǎng)絡對抗，安全風險事件頻頻發(fā)生。

 

2.3 基礎平臺不對稱引發(fā)的安全風險

 

中興通信禁運事件又一次敲響了我國關鍵元器件自主可控的警鐘，也暴露出我國科技基礎薄弱的真實背景。在網(wǎng)絡信息安全領域，我國信息安全技術研發(fā)和裝備研制所依賴的部分基礎芯片、基礎軟件、基礎軟硬件工具仍然依賴國外的技術、產(chǎn)品(或開源技術和產(chǎn)品)，難以擺脫在軟硬件初始設計階段即被植入后門、引入漏洞的安全風險。一旦這些技術和產(chǎn)品被預埋(或植入)后門，在國與國對抗的背景下，整個網(wǎng)絡信息系統(tǒng)將處于基本“不設防”的狀態(tài)?？v觀中興通信禁運事件可以發(fā)現(xiàn)，在供應鏈上我們?nèi)菀资苤朴谌恕＿@種網(wǎng)絡信息安全基礎平臺的不對稱性，致使我國重要的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)面臨著許多無法避免的安全威脅，漏洞后門防不勝防，并陷入“圍追堵截”的防御怪圈。

 

3.網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御分層架構

 

面對當前我國網(wǎng)絡信息安全在技術發(fā)展、防護模式、基礎平臺等方面存在的問題，提出了一種以統(tǒng)一安全基底為基礎、以安全按需賦能為核心、以智能安全管理為保障的網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系，變靜態(tài)為動態(tài)，變被動為主動，確保網(wǎng)絡信息系統(tǒng)在“有毒帶菌”、攻防博弈日益激烈的背景下安全可靠運行。

 

網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系以統(tǒng)一的安全基底為基礎，對構成網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的人、設備、數(shù)據(jù)等組成要素開展統(tǒng)一安全防護設計，形成全網(wǎng)統(tǒng)一的安全防護基礎，并將安全作為一種基本屬性貫穿到整個網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的運行流程中。

 

安全平臺層為網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的基礎傳輸、網(wǎng)絡承載、計算終端、信息服務等提供安全基礎服務。它的產(chǎn)品形態(tài)為各種軟硬件設備，采用軟件可定義架構，并具有態(tài)勢感知功能。

 

安全服務層由安全服務云平臺、安全數(shù)據(jù)環(huán)境、安全原子服務以及安全聚合服務組成。安全服務云平臺為整個安全服務層提供基礎計算環(huán)境。安全數(shù)據(jù)環(huán)境采用大數(shù)據(jù)技術手段，整合公共域、專業(yè)域、管理域等各領域的安全數(shù)據(jù)資源，并提供數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、決策支持等數(shù)據(jù)服務。安全原子服務包括機密性保護、完整性保護、不可否認性保護、身份認證服務和訪問控制服務等基礎安全服務。安全聚合服務將不同的安全原子服務和安全資源按需聚合為相應的安全服務，從而為不同的安全應用提供服務保障。

 

安全管理層為整個網(wǎng)絡信息動態(tài)防御體系提供統(tǒng)一的身份認證、訪問控制、資源管理、策略配置和設備管控等安全管理基礎設施，支持智能化輔助決策、態(tài)勢全景呈現(xiàn)等功能。

 

安全監(jiān)測預警主要提供態(tài)勢融合分析處理、威脅識別、態(tài)勢評估與預測等功能，能夠為網(wǎng)絡信息系統(tǒng)動態(tài)防御提供情報來源和決策支撐。

 

4.體系組成及特征闡述

 

網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系以統(tǒng)一安全基底為基礎，以安全按需賦能為核心，以智能安全管理為保障，在安全檢測預警的支撐下，能夠形成“監(jiān)測—決策—響應—防御”的動態(tài)防御體系，實現(xiàn)基于態(tài)勢變化和安全需求的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全防御。

 

4.1 統(tǒng)一安全基底

 

作為網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的基礎組成要素，人、設備、數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡信息安全防護的基礎對象。在全網(wǎng)統(tǒng)一的身份認證與訪問控制基礎設施支撐下，對網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中的人、設備、數(shù)據(jù)進行標準化安全設計，以期形成全網(wǎng)統(tǒng)一的安全防護基礎。

 

對標識人本身的自然屬性(如職位、角色、權限等)進行抽取并進行數(shù)字化描述，融合相應的訪問權限，采用其私鑰進行加密，形成全網(wǎng)可識別的身份證書標識;對各種計算設施、通信平臺、服務器等網(wǎng)絡信息系統(tǒng)基礎設施，除了采用與用戶類似的身份標識外，還采用可信計算、軟件合法性控制等手段，確保“物”自身的安全可信;數(shù)據(jù)的保護工作隨著智能技術和物聯(lián)網(wǎng)的普及愈發(fā)重要，為此采用統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)格式，對全網(wǎng)信息數(shù)據(jù)編碼實施標準化，并根據(jù)數(shù)據(jù)自身的價值屬性，增加數(shù)據(jù)安全屬性字段，以標定該數(shù)據(jù)的安全等級。

 

通過上述安全性設計，網(wǎng)絡信息系統(tǒng)在整個運行過程中都可以根據(jù)安全需求對網(wǎng)絡上的“人”“物”“數(shù)據(jù)”進行安全性檢查和認證，確保全網(wǎng)中各種實體的身份可鑒別、權限可控制、行為可審計、風險可評估、責任可認定。

 

4.2 安全按需賦能

 

安全按需賦能是指網(wǎng)絡信息安全防御體系能夠根據(jù)安全保障需求和安全態(tài)勢動態(tài)變化，動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)安全服務能力，實現(xiàn)安全功能按需加載。

 

首先，安全服務層將各種安全服務抽象為一組安全原子服務。對于不同的安全服務需求，網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系能夠基于安全服務云平臺采用服務聚合模式，將不同的安全原子服務和所需的安全資源進行按需聚合，形成定制化的安全服務功能。

 

其次，安全平臺層的基礎傳輸、網(wǎng)絡承載、計算終端、信息服務等安全防護裝備，采用硬件與軟件解耦的軟件定義設計思路，能夠根據(jù)業(yè)務應用類型、業(yè)務通聯(lián)關系以及網(wǎng)絡安全態(tài)勢等多樣化需求，按需加載定制后的安全服務功能插件，從根本上改變現(xiàn)有安全防護產(chǎn)品功能固化、單一的現(xiàn)狀，實現(xiàn)通過軟件插件來定義和賦予所需的安全服務功能。它的模式如同智能手機下載、安裝、卸載各種“App”應用。

 

最后，在安全管理層的統(tǒng)一管理控制決策下，安全服務層將聚合的安全服務功能遠程在線下發(fā)到可軟件定義的安全平臺上，從而實現(xiàn)安全功能的按需加載。

 

4.3 智能安全管理

 

安全管理層采用智能輔助決策技術，能夠在網(wǎng)絡信息系統(tǒng)運行過程中，根據(jù)安全服務需求變化和安全態(tài)勢的動態(tài)變化，結合當前管理保障力量部署、安全策略配置等情況，通過行為深度學習、智能推理決策等手段，快速生成安全服務需求規(guī)劃和策略配置方案，從而大幅提升安全管控的自動化、智能化水平，提高安全管理保障的靈活性、有效性和實時性。在交互接口上，安全監(jiān)測預警為安全管理層提供威脅情報和預警信息。安全服務層接受安全管理層的控制指令，聚合相應的安全服務，下發(fā)到安全平臺層進行執(zhí)行。

 

4.4 防御體系聯(lián)動

 

網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系通過對網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中的人、設備、數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一安全設計，能夠?qū)踩鳛橐环N基本屬性貫穿到整個通信網(wǎng)絡及其運行流程中。同時，通過安全管理層、安全服務層、安全平臺層以及安全監(jiān)測預警的聯(lián)動，構建形成“監(jiān)測—決策—響應—防御”的動態(tài)防御體系，可實現(xiàn)基于網(wǎng)絡空間態(tài)勢的動態(tài)防御。“監(jiān)測”即實時采集系統(tǒng)安全態(tài)勢數(shù)據(jù)并進行融合分析處理，對發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)漏洞、違規(guī)操作以及網(wǎng)絡攻擊行為等安全風險進行告警。“決策”即安全管理層在安全防御輔助決策技術的支撐下開展安全服務規(guī)劃與決策，確定安全服務、安全資源等安全防御調(diào)整方案。“響應”即安全服務層根據(jù)安全防御調(diào)整方案向安全平臺下發(fā)對應的安全服務功能，使得安全平臺具備應對安全風險的能力。“防御”即各類支持安全服務功能軟件定義的安全平臺實施安全防御，并上報網(wǎng)絡空間安全態(tài)勢，抵抗各種安全風險事件。

 

5.結語

 

在網(wǎng)絡空間安全日益嚴峻的背景下，全面提升我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的安全防御能力已經(jīng)迫在眉睫。本文結合新形勢下我國網(wǎng)絡信息系統(tǒng)面臨的安全風險，提出了一種以統(tǒng)一安全基底為基礎、以安全按需賦能為核心、以智能安全管理為保障的網(wǎng)絡信息安全動態(tài)防御體系，能夠轉變當前網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全防御靜態(tài)、僵化、被動的局面，提升網(wǎng)絡信息系統(tǒng)在多樣化安全需求和強網(wǎng)絡空間對抗下的體系防御能力，從而為重要網(wǎng)絡信息系統(tǒng)安全防御設計提供技術參考。