從互聯網到(dào)網絡空間

　　二十世紀後期有兩項最重大(dà)的(de)戰略工程，由美國(guó)人(rén)發起并且實施的(de)，全球都因此受惠，一(yī / yì ／yí)個(gè)是(shì)星球大(dà)戰計劃，另一(yī / yì ／yí)個(gè)，就(jiù)是(shì)互聯網計劃，互聯網逐步發展、影響了(le／liǎo)社會的(de)各個(gè)方面。

　　 互聯網的(de)核心是(shì)它的(de)體系結構，網絡層承上(shàng)啓下，保證全網通達，是(shì)體系結構的(de)核心。互聯網之(zhī)所以(yǐ)打敗其它的(de)網絡體系機構，形成獨樹一(yī / yì ／yí)幟的(de)體系結構，最重要(yào / yāo)的(de)是(shì)在(zài)網絡層發揮了(le／liǎo)重要(yào / yāo)作用。互聯網最大(dà)的(de)特點就(jiù)是(shì)，它是(shì)一(yī / yì ／yí)種無連接數據交換技術，可以(yǐ)包容幾乎所有的(de)通訊和(hé / huò)網絡技術，所有的(de)網絡技術和(hé / huò)通訊技術都可以(yǐ)爲(wéi / wèi)它所用。第二，對上(shàng)層的(de)由用戶提供豐富多彩的(de)網絡應用，才使得互聯網有今天的(de)繁榮。

　　 當然，互聯網在(zài)發展中還有一(yī / yì ／yí)個(gè)非常重要(yào / yāo)的(de)特點，那就(jiù)是(shì)，它是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)不(bù)斷演進和(hé / huò)發展的(de)過程。互聯網在(zài)演進和(hé / huò)發展的(de)過程中，不(bù)斷地(dì / de)解決存在(zài)的(de)問題，其中可擴展性、安全性、高性能、移動性、實時(shí)性，是(shì)互聯網要(yào / yāo)分别解決的(de)具體問題。互聯網的(de)安全問題，在(zài)整個(gè)互聯網發展的(de)曆程當中越來(lái)越重要(yào / yāo)，雖然不(bù)斷地(dì / de)優化不(bù)斷地(dì / de)解決各類問題，然而(ér)，直至今天仍有諸多挑戰。

　　 爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)解決這(zhè)些挑戰，互聯網安全研究者可以(yǐ)從三個(gè)方面來(lái)開展研究：第一(yī / yì ／yí)，建設大(dà)規模的(de)示範工程，由示範工程來(lái)驗證和(hé / huò)實驗新技術的(de)正确性。新技術經過一(yī / yì ／yí)定的(de)規模和(hé / huò)一(yī / yì ／yí)定的(de)驗證以(yǐ)後，才能進入現網；第二，網絡的(de)核心裝備。互聯網的(de)交換路由設備，不(bù)斷超越摩爾定律，超大(dà)容量的(de)路由系統将進一(yī / yì ／yí)步爲(wéi / wèi)IP網絡的(de)演進加速；第三，路由控制。互聯網最大(dà)的(de)難題是(shì)它要(yào / yāo)滿足所有需求，現在(zài)的(de)互聯網是(shì)爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)達到(dào)平衡的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)産物，并實現更大(dà)範圍内的(de)互聯互通，這(zhè)就(jiù)是(shì)梅特卡夫法則，隻有形成規模才有價值。

　　 以(yǐ)上(shàng)三個(gè)方面是(shì)研究互聯網和(hé / huò)互聯網安全，或者說(shuō)網絡空間的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)核心内容。

　　 網絡空間的(de)出(chū)現和(hé / huò)基本内涵

　　 網絡空間是(shì)怎麽産生的(de)？1991年9月号《科學美國(guó)人(rén)》出(chū)版《通信、計算機和(hé / huò)網絡》專刊，第一(yī / yì ／yí)次出(chū)現"網絡空間Cyberspace"，什麽是(shì)Cyberspace（網絡空間）？美國(guó)國(guó)家安全54号總統令和(hé / huò)國(guó)土安全23号總統令對Cyberspace的(de)定義是(shì)："連接各種信息技術的(de)網絡，包括互聯網、各種電信網、各種計算機系統，及各類關鍵工業中的(de)各種嵌入式處理器和(hé / huò)控制器。在(zài)使用該術語時(shí)還應該涉及虛拟信息環境，以(yǐ)及人(rén)和(hé / huò)人(rén)間的(de)相互影響。"

　　 關于(yú)Cyberspace的(de)基礎設施，是(shì)非常大(dà)的(de)範圍。底層爲(wéi / wèi)CyberInfrastructure，即基礎設施，包括了(le／liǎo)現在(zài)的(de)互聯網，也(yě)包括控制系統，計算機的(de)硬件和(hé / huò)軟件，以(yǐ)及各種服務。在(zài)此之(zhī)上(shàng)，是(shì)物理的(de)Infrastructure，包括光纖通訊，各種通訊技術以(yǐ)及上(shàng)層各種各樣的(de)應用技術。

　　 在(zài)這(zhè)個(gè)架構中，我們可以(yǐ)看到(dào)，互聯網是(shì)網絡空間重要(yào / yāo)的(de)基礎設施。互聯網本身是(shì)計算機科學發展起來(lái)的(de)，就(jiù)是(shì)用計算機聯網形成的(de)，所以(yǐ)互聯網計算機是(shì)Cyberspace最基本的(de)元素。但是(shì)在(zài)這(zhè)個(gè)基礎之(zhī)上(shàng)，又向高層發展。

　　 最近兩年提出(chū)的(de)互聯網+是(shì)另一(yī / yì ／yí)個(gè)層次的(de)問題，有金融、有能源、有工業等等，互聯網+才是(shì)互聯網向網絡空間擴展最重要(yào / yāo)的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)動作。在(zài)政府工作報告的(de)文件裏，互聯網+的(de)定義是(shì)，把互聯網創新成果與經濟社會各領域深度融合，推動技術進步、效力提升和(hé / huò)組織變革，提升實力經濟的(de)創新力和(hé / huò)生産力，形成更廣泛的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)互聯網基礎設施和(hé / huò)創新要(yào / yāo)素的(de)經濟社會發展的(de)新形态。這(zhè)是(shì)它的(de)确切定義，它與網絡空間的(de)定義是(shì)非常吻合的(de)。

　　 網絡空間安全面臨的(de)主要(yào / yāo)挑戰和(hé / huò)特點

　　 互聯網的(de)規模越來(lái)越大(dà)，網絡空間安全的(de)挑戰是(shì)非常明顯的(de)。

　　 第一(yī / yì ／yí)，它是(shì)整體性的(de)，不(bù)可分割的(de)，許多網絡威脅涉及網絡空間的(de)各個(gè)方面，計算系統方面、網絡方面、應用方面等等。

　　 第二，網絡空間安全的(de)問題越來(lái)越動态了(le／liǎo)，已經不(bù)是(shì)靜态的(de)了(le／liǎo)。網絡本身的(de)管理就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)巨大(dà)的(de)難題，很多網絡故障是(shì)不(bù)能重現的(de)，網絡安全上(shàng)更是(shì)難上(shàng)加難。所以(yǐ)很多網絡空間安全的(de)事件是(shì)動态發生的(de)，很多時(shí)候是(shì)不(bù)能重複的(de)，這(zhè)爲(wéi / wèi)解決這(zhè)些問題帶來(lái)極大(dà)的(de)挑戰。

　　 第三，網絡本身是(shì)越開放越大(dà)，其價值就(jiù)越高。而(ér)從解決安全問題角度來(lái)說(shuō)，越小越封閉是(shì)越好解決，然而(ér)網絡安全事件一(yī / yì ／yí)定是(shì)發生在(zài)開放環境下，不(bù)是(shì)發生在(zài)封閉環境下的(de)，因此難以(yǐ)跟蹤，難以(yǐ)溯源，這(zhè)給解決問題帶來(lái)極大(dà)挑戰。

　　 第四，整個(gè)網絡的(de)安全要(yào / yāo)有高成本的(de)投入，任何解決方案都是(shì)相對的(de)，在(zài)相對成本的(de)情況下，如何盡可能讓它安全，是(shì)另外一(yī / yì ／yí)個(gè)需要(yào / yāo)平衡的(de)問題。

　　 第五，許多網絡安全問題具備共性，是(shì)共通的(de)，不(bù)是(shì)孤立的(de)。這(zhè)是(shì)全球化的(de)問題，是(shì)共性的(de)問題多，國(guó)際化的(de)東西多，關聯性的(de)東西多。

　　 以(yǐ)上(shàng)這(zhè)些挑戰使得網絡空間安全錯綜複雜。總的(de)來(lái)說(shuō)，還有幾個(gè)方面的(de)研究值得關注。

　　 第一(yī / yì ／yí)，網絡源地(dì / de)址驗證的(de)問題。這(zhè)是(shì)互聯網技術長期沒有解決的(de)問題，或者說(shuō)沒有很好解決的(de)問題。在(zài)互聯網中，所有傳輸的(de)數據，是(shì)根據目的(de)地(dì / de)來(lái)進行路由選擇，對源地(dì / de)址是(shì)不(bù)認證的(de)，這(zhè)種機制使得可以(yǐ)假冒，可以(yǐ)仿照，劫持，帶來(lái)的(de)安全問題是(shì)巨大(dà)的(de)。

　　 第二，大(dà)規模的(de)攻擊，域名的(de)劫持和(hé / huò)假冒，路由的(de)劫持和(hé / huò)假冒。這(zhè)些問題在(zài)互聯網中每天都在(zài)發生。還有其它典型的(de)安全挑戰，如數據的(de)完整性、身份認證，不(bù)可抵賴、保密、防護攻擊，當然這(zhè)隻涉及網絡本身的(de)安全問題，不(bù)涉及内容的(de)鑒别，不(bù)涉及密碼學，是(shì)由互聯網技術本身引起的(de)安全問題。

　　 國(guó)家設立網絡空間安全一(yī / yì ／yí)級學科

　　 2014年的(de)網絡安全和(hé / huò)國(guó)家信息化工作中，國(guó)家明确提出(chū)，要(yào / yāo)設立網絡空間安全系學科，要(yào / yāo)系統地(dì / de)培養高層次的(de)人(rén)才。2014年6月，國(guó)家成立網絡空間安全一(yī / yì ／yí)級學科的(de)論證工作組，經過三四個(gè)月完成了(le／liǎo)初步的(de)論證報告，經過半年多的(de)征求意見，最後報告大(dà)概分爲(wéi / wèi)八個(gè)部分，簡單回顧一(yī / yì ／yí)下前幾個(gè)部分。

　　 第一(yī / yì ／yí)，基本概念。明确研究對象是(shì)網絡空間安全。研究網絡空間中的(de)安全威脅和(hé / huò)防護問題，包括基礎設施、信息系統的(de)安全和(hé / huò)可信，以(yǐ)及相關信息的(de)保密性、完整性、可用性、真實性和(hé / huò)可控性等相關理論和(hé / huò)技術。

　　 第二，設置網絡空間安全一(yī / yì ／yí)級學科的(de)必要(yào / yāo)性和(hé / huò)可行性。

　　 從曆史上(shàng)看，信息學科，就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)不(bù)斷地(dì / de)像樹一(yī / yì ／yí)樣分支成長的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)狀态。

　　 以(yǐ)清華大(dà)學爲(wéi / wèi)例，1956年，設立了(le／liǎo)計算機專業，至今整整六十年，計算機系的(de)第一(yī / yì ／yí)任系主任鍾士模先生是(shì)1947年的(de)MIT的(de)電機系畢業的(de)，當時(shí)是(shì)電機系的(de)教授。1958年成立自控系，自控系有兩個(gè)專業，自控專業和(hé / huò)計算機專業，1997年又産生了(le／liǎo)電子(zǐ)科學技術信息與通信控制工程兩個(gè)專業；2011年，又産生了(le／liǎo)軟件工程的(de)一(yī / yì ／yí)級學科。

　　 在(zài)論證報告中，明确成立網絡空間安全一(yī / yì ／yí)級學科之(zhī)後，将逐步形成相對獨立、自成體系的(de)理論、知識基礎和(hé / huò)研究方法；可歸屬的(de)主要(yào / yāo)二級學科方向有：基礎理論、密碼學、系統安全、網絡安全、應用安全。

　　 從國(guó)際上(shàng)看，美國(guó)很早就(jiù)已經有相關的(de)網絡空間安全的(de)教育課程計劃，美國(guó)聯邦政府制定了(le／liǎo)網絡空間安全教育計劃（NICE），涉及20個(gè)聯邦政府部門；美國(guó)國(guó)家安全局NSA委托CMU設立"信息安全保障教育和(hé / huò)學術教育中心"，建立學士、碩士到(dào)博士的(de)教育體系。目前，國(guó)際約60所大(dà)學有網絡空間安全的(de)碩士學位，包括牛津大(dà)學、倫敦大(dà)學、南加州大(dà)學、新澤西理工等名校。在(zài)我國(guó)，網絡空間安全學科已經有了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)定的(de)基礎。2013年以(yǐ)前，國(guó)家教育部已經批準了(le／liǎo)96所大(dà)學設置信息安全專業，還有電子(zǐ)對抗的(de)保密管理專業等。

　　 第三，二級學科方向的(de)關系。五個(gè)方向的(de)相互關系，這(zhè)是(shì)比較重要(yào / yāo)的(de)。安全基礎爲(wéi / wèi)其他(tā)方向的(de)研究提供理論、架構和(hé / huò)方法學指導；密碼學及應用是(shì)爲(wéi / wèi)系統/網絡/應用安全提供密碼安全機制；系統安全保證網絡空間中的(de)單元計算系統的(de)安全；網絡安全保證網絡自身和(hé / huò)傳輸信息的(de)安全；應用安全保證大(dà)型應用系統的(de)安全，也(yě)是(shì)安全的(de)綜合應用。

　　 1.安全基礎。包括安全數學理論、安全體系結構、博弈理論制訂和(hé / huò)策略、标準和(hé / huò)評測以(yǐ)及人(rén)的(de)安全行爲(wéi / wèi)和(hé / huò)管理等。包括法律問題，傳播上(shàng)的(de)一(yī / yì ／yí)些問題，都歸在(zài)這(zhè)個(gè)專業。

　　 2.密碼學。密碼學不(bù)但包括傳統的(de)密碼學，也(yě)包括新的(de)密碼學發展，如量子(zǐ)密碼和(hé / huò)信息密碼等等。

　　 3.系統安全。把計算系統的(de)安全獨立成章，成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)方向，從芯片到(dào)硬件和(hé / huò)物理環境的(de)安全，以(yǐ)及系統軟件的(de)安全，惡意代碼分析和(hé / huò)防護都是(shì)和(hé / huò)系統有關的(de)。

　　 4.網絡安全。通訊基礎設施和(hé / huò)物理環境的(de)安全，互聯網基礎設施的(de)安全，以(yǐ)及互聯網絡管理的(de)安全，網絡防護與主動防禦。

　　 5.應用安全。包括了(le／liǎo)關鍵應用系統安全，物聯網和(hé / huò)工業控制的(de)安全，以(yǐ)及社會網絡的(de)安全，網絡信息内容的(de)安全，數據安全與隐私保護等等。

　　 6.學科理論體系的(de)梳理。有網絡空間安全的(de)理論，系統安全理論、網絡安全理論，密碼理論，以(yǐ)及網絡空間安全應用等等。

　　 7.知識體系的(de)梳理。

　　 8.對需求分析進行了(le／liǎo)分析。近些年來(lái)，國(guó)家對于(yú)網絡安全人(rén)才的(de)急需，尤其是(shì)高層次人(rén)才更加急需。

　　 9.和(hé / huò)相近方面的(de)關系，網絡空間安全一(yī / yì ／yí)級學科和(hé / huò)五個(gè)方面相關：數學、控制、軟件工程、信息通訊和(hé / huò)計算機科學技術。

　　 2015年6月17日，國(guó)務院正式批複了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)級學科的(de)設置，2016年1月28日，國(guó)家批準了(le／liǎo)首批29家一(yī / yì ／yí)級學科和(hé / huò)博士點的(de)單位。今年将産生中國(guó)曆史上(shàng)網絡空間安全的(de)第一(yī / yì ／yí)批博士生。

　　 發展網絡空間安全的(de)若幹思考

　　 第一(yī / yì ／yí)，認識非常重要(yào / yāo)，有時(shí)候認識往往落後于(yú)我們的(de)行動，更大(dà)規模、更大(dà)範圍的(de)人(rén)們對這(zhè)件事情高度認識和(hé / huò)統一(yī / yì ／yí)，是(shì)很重要(yào / yāo)的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)因素。

　　 第二，在(zài)發展網絡空間安全的(de)時(shí)候一(yī / yì ／yí)定要(yào / yāo)抓住和(hé / huò)安全相關的(de)基礎研究，和(hé / huò)核心技術相關的(de)工作。也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)，信息安全問題應該明确是(shì)負載在(zài)核心技術之(zhī)上(shàng)的(de)，如果對核心技術不(bù)了(le／liǎo)解，不(bù)掌握，在(zài)網絡空間安全問題上(shàng)，是(shì)沒有話語權的(de)，包括互聯網系統應用，都存在(zài)着類似的(de)問題。

　　 第三，目前網絡本身的(de)安全問題是(shì)比較突出(chū)的(de)，它正在(zài)向IPv6的(de)新一(yī / yì ／yí)代網絡演進，要(yào / yāo)抓住IPv6下一(yī / yì ／yí)代互聯網發展的(de)機遇，實現跨越式發展。

　　 第四，網絡安全是(shì)個(gè)軍民融合，非常具有鮮明特點的(de)工作。在(zài)美國(guó)已經被大(dà)量證實，中國(guó)也(yě)應該走這(zhè)條路。

　　 第五，網絡空間安全人(rén)才，特别是(shì)高層次人(rén)才的(de)培養應當引起足夠的(de)重視。

　　 （來(lái)源：《中國(guó)教育網絡》微信公衆号 本文根據中國(guó)工程院院士、清華大(dà)學教授吳建平在(zài)4月22日清華大(dà)學"網絡安全研究學術論壇"上(shàng)的(de)報告整理，未經本人(rén)審閱）