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    周俊:密码泛在化实践者之路

    发布时间(jiān):2021-02-22

    01  宏观(guān)政策(cè)为密码泛在化保驾护航(háng)


    密(mì)码是保障网(wǎng)络(luò)空间安全的(de)核(hé)心技(jì)术和基础支(zhī)撑。过(guò)去,密码主要用来保护重要IT系统的通信与存(cún)储(chǔ)安全问题,普通老(lǎo)百(bǎi)姓很(hěn)少和(hé)它打交道。如今(jīn),密码已(yǐ)经应用(yòng)到各行各业,影响我们(men)生活(huó)的(de)方方(fāng)面面。密码产品也从(cóng)传统的密码机、密钥(yào)管理系(xì)统等整机形态,衍生发展为安全芯片、软件密码(mǎ)模块、IP核、密码板(bǎn)卡(kǎ)等不同形(xíng)态,密(mì)码和IT技术呈现融(róng)合发展的趋势,密码的(de)服务化更是打破了密码产品的形态限制。密码应用已经呈现出多元化、融合(hé)化、泛在化等新(xīn)特点(diǎn)。

    近(jìn)年(nián)来(lái),我国(guó)不(bú)断健全密码相关的政策(cè)法规(guī),先后制定和实施了网络安(ān)全法、密码法、36号文、GM/T0054、等(děng)保 2.0标(biāo)准等(děng)系列法规政策(cè)标准,从顶层构建了密码与网信(xìn)事(shì)业的宏伟蓝(lán)图。在宏观政策的指引(yǐn)下(xià),我国(guó)密码(mǎ)事业经历了从无到(dào)有、从(cóng)初创到规范完善的阶段,取得了跨越式的发展,这也为全面推进密码工作(zuò)和密码泛在化应(yīng)用奠(diàn)定了坚实有力(lì)的(de)基础。


    02  安(ān)全风险呈现泛在化趋势


    物联网、云计算、5G、大数据、人工智能等创新技术(shù)正在加速驱动物理世界与信息世(shì)界的(de)融合。我们在享受高新技术带来的信息红(hóng)利的同时,也无(wú)形(xíng)中打破(pò)了固有的网络边界,加剧(jù)了(le)信息泛在化的发展趋势。物理(lǐ)世界与信息空间(jiān)的(de)泛在融合,也将物(wù)理空(kōng)间的违法(fǎ)破坏行为引(yǐn)入虚(xū)拟(nǐ)世界,网络空间变得更(gèng)加复杂。


    信息技术的(de)融合,既加速了信息化进程(chéng),也增大了网络攻击的可能性,网络安全问题(tí)异常(cháng)严峻。近年来网络安全事件层出不(bú)穷(qióng)、形式(shì)各异,涉及到物联网安全(quán)、数据安全、虚(xū)拟化安(ān)全(quán)等(děng)方(fāng)方(fāng)面面。比(bǐ)如,在(zài)物联网领域,视频监控弱密码、偷(tōu)拍、DDoS攻(gōng)击等事(shì)件屡(lǚ)见不鲜;大(dà)量智(zhì)能(néng)门锁存(cún)在通信监听、门卡复制、APP攻击等安(ān)全风险;传感(gǎn)器网络(luò)等(děng)无(wú)人值守设备(bèi)分布广泛,被攻破而不被发现的(de)事件也时常(cháng)被事后(hòu)报道。随着信息技术的发展,网络安全风险加(jiā)速扩散,网络安(ān)全问题已然泛化。



    03  密(mì)码(mǎ)技术的泛在(zài)化应用思路(lù)


    面对快速(sù)发展的信息(xī)技术及泛(fàn)在多(duō)变的网(wǎng)络安全需(xū)求,需要对网络(luò)空间进行体系性的安全(quán)防护。密码是网络信息(xī)安全的核(hé)心技术(shù),是整个网络信任体系的基础支(zhī)撑,依(yī)托密码技术在认证(zhèng)、加(jiā)密等方面的重要作用,构建以密码为基(jī)石的网络安(ān)全体(tǐ)系,能够有力解决网(wǎng)络与信息安全问题。我(wǒ)们在开展具体(tǐ)密码工作时,需(xū)注意密码技(jì)术与业务应(yīng)用的结合。在不(bú)同的业务场景中,应当采(cǎi)用不同的密码技(jì)术路线或者(zhě)组合。总的来说,包括(kuò)经典(diǎn)密码技术(shù)、创新密码技术、前沿密码技(jì)术三个方(fāng)面。


    经典密码(mǎ)技术指的是常(cháng)见的对称密码、PKI/CA公钥密码及标(biāo)识密码(mǎ)技(jì)术(shù)。这类密码技术属(shǔ)于基石性技术,已经被广泛(fàn)应用,能够(gòu)解决传统(tǒng)信息系统安(ān)全(quán)认证与数据加密等问题。


    我们重点想(xiǎng)提一些创新(xīn)密码应用的工作思路。我们(men)在实践(jiàn)过程中(zhōng),发现诸如工业控制、移动(dòng)办(bàn)公(gōng)、智能家居等新(xīn)兴场景都(dōu)存在密码应用需求,然(rán)而(ér)受限于具体场景和(hé)环境(jìng),传统的密(mì)码技(jì)术往往无法直(zhí)接应用。此时,我们就需要转变思路,对密(mì)码应用(yòng)的方法进行创新和(hé)调(diào)整。第一种(zhǒng)思路是(shì)“融”,即(jí)密码融合设计,在设计之初将密码流程融入(rù)到业务应用及(jí)通信协议中,避免后(hòu)期堆叠(dié)密码设备带来的性能开(kāi)销、系统损害(hài)等影响。第二种思路是“变”,我们对传统密码技术进行场景化的适配(pèi)改(gǎi)造,以应对差异(yì)化的密码需(xū)求,如轻量化(huà)密(mì)码协议(yì)、短证书等。第三种(zhǒng)思路是“合”,我们可以对加密、认证、授权、安全管理等(děng)功(gōng)能进行整合,以(yǐ)能力(lì)打包的形式(shì)对接应用系统,提供“一(yī)揽子”的密码解决方案,减轻应(yīng)用的密码集成难度,快(kuài)速实现密码赋能。


    密码技(jì)术在不(bú)断发展,学术界对零(líng)信任、区块链、安全多方计算、同态加(jiā)密、格密码、抗量子(zǐ)密码等前(qián)沿密码技术进(jìn)行(háng)了广泛(fàn)的研究,部分(fèn)成果已经(jīng)应用到信息(xī)系统(tǒng)中,相信未来前沿密(mì)码技术会得到更加广泛和(hé)全面的应用。


    04  终端侧的密码(mǎ)产(chǎn)品(pǐn)部(bù)署


    终端种类众多(duō)、形态各(gè)异。不同种(zhǒng)类的终端在价格成本、网络数据能力、软硬件(jiàn)架构等(děng)方面存(cún)在着巨大(dà)区别,终端(duān)侧(cè)的密码产品部署(shǔ)需求也存在(zài)着差异性,需要(yào)因地制宜。


    终端侧的密码产品部署(shǔ)主要涵盖三(sān)种形式:安(ān)装软件密码模块、内嵌硬(yìng)件密码模块(kuài)以及外接安全网关。对于PC、手机、高性能嵌入(rù)式(shì)设备,我们可以部署软件密码模块(kuài),借(jiè)助CPU的强大运(yùn)算能力,实现高性能的密码运算,无需额外(wài)增加硬件成(chéng)本。面向(xiàng)智能(néng)门(mén)锁、车载控制器等(děng)安全性较高(gāo)的终端,我们(men)可以采用设备内(nèi)嵌密(mì)码硬(yìng)件的方式(shì),包括板(bǎn)载安全芯片、内接密码模块(kuài)、使用基(jī)于密码的安(ān)全通信模(mó)组等(děng),提供硬件级安全防护能力,保障设备安全(quán)。针对微型传感器、大型进口(kǒu)设(shè)备、老旧IT设备等难以施行(háng)密码改造(zào)的场景,我们可以接(jiē)入安全网关,通(tōng)过门卫式安(ān)全防护(hù),保证设备的接入安全与通信(xìn)安全(quán)问题。


    05  密(mì)码的服(fú)务化之道


    近年来,越来越多的应用迁移上云(yún)。我们如果要(yào)分(fèn)别(bié)对不同的信息系(xì)统进行密码应(yīng)用,工作量巨大,密码(mǎ)资(zī)源浪费严(yán)重。此时,我们(men)可以借助云化、虚拟化的思想将密(mì)码能力服务化,按(àn)需提供密(mì)码资源(yuán),不同应用系(xì)统只需通过服务调用(yòng)的方式即可安全(quán)地获取密码能力(lì),从而快速实现密码应用改造。


    一个可(kě)行的实(shí)践路线是构建(jiàn)密码服务平台。我所在的卫士通公司作为综合实力较强的密码企(qǐ)业,正(zhèng)在从传统(tǒng)密(mì)码产品提供商向平台型安全服务提供(gòng)商转型,密码(mǎ)服务平台(tái)便是(shì)一个(gè)重要的抓手。密(mì)码服务平台(tái)不直接提供密(mì)码(mǎ)产品,面向应(yīng)用提供场景化的密(mì)码服务,提升合(hé)规的(de)密码(mǎ)应用效率,降低(dī)应用与密码对接的难度。我们看到,越来越(yuè)多(duō)的政务云(yún)正在采(cǎi)用密码(mǎ)服务平台,实现云上应用的快速对(duì)接(jiē)。可以预见,密码服务是促进密(mì)码(mǎ)泛在化落地的重(chóng)要且(qiě)有效的(de)技术路径。


    06  基(jī)础软硬件(jiàn)的内生安(ān)全机制

    长久以来,计算机系(xì)统基础软硬件的安全及密码措施都是各自为政,较为独立。如果要做一个安全浏览器,我(wǒ)们可能(néng)会在浏览(lǎn)器内部(bù)集成(chéng)OpenSSL算法库;如果要做(zuò)一个加密数据库,我们可能为数据库配用密码(mǎ)硬件;如果要做安全启动,我们(men)需要为计算机(jī)配置TPCM、TCM等可信计(jì)算芯片。计算机系统(tǒng)各个软(ruǎn)硬件之(zhī)间的密码能力缺乏(fá)协(xié)同(tóng),烟囱式存在(zài)。另外,各类(lèi)软硬件厂商自行建设密码,也存在着(zhe)合规性的问题。


    我们在构建自主信息系统时,可以从系统体系(xì)的(de)角(jiǎo)度出发,使用一套密码方案,贯通计(jì)算(suàn)机基(jī)础软硬件的各个环节,实(shí)现密码运算(suàn)和可(kě)信计算。基(jī)础(chǔ)此种思想,如卫士通(tōng)与龙芯联(lián)合(hé)推出(chū)的内嵌安全SE的国产处理(lǐ)器,打通了(le)CPU、Bioses、操作系统、中间件、数据库、浏览器(qì)等各环节,构建了内(nèi)生安(ān)全的基础软硬件密码应用生(shēng)态。


    07  典型案例


    分享两个场景化案例。一是视(shì)频融合通(tōng)信,包含(hán)视频(pín)监控、直播、会商等(děng)多种业务模式。我(wǒ)们可以采用端到(dào)端的安全方式对视频终端、服务(wù)端进行密码改造,对(duì)大(dà)带宽、高(gāo)清、多路(lù)、实时音视频进行加解密。GB35114便是此类方式(shì)的标(biāo)准化落地,未来也将会有更多音(yīn)视频密码应用(yòng)的标准指导相(xiàng)关工作。二(èr)是(shì)物联网(wǎng)密码应用,我们可以建立覆盖(gài)物联网“端-边(biān)-网(wǎng)-云”的密码应用(yòng)体系。端,指的是(shì)物(wù)联(lián)网(wǎng)终端侧部署(shǔ)安(ān)全芯(xīn)片/软件密(mì)码模块等(děng)密码产品,实现(xiàn)终端(duān)安(ān)全(quán)防护;边,指的是提(tí)供安全边(biān)缘网关,安全接入(rù)物联网终端;网,指的是基于密码(mǎ)技术(shù)保障物(wù)联网(wǎng)通信(xìn)安全;云,指(zhǐ)的是物联(lián)网平台具(jù)备密(mì)码与安(ān)全能力。


    08  密码应用推进(jìn)思考(kǎo)


    密码事(shì)业(yè)的政策性较强,我们(men)密码工作者要时刻关注国家(jiā)政策(cè)法规,尤其是中央、地方、大型(xíng)机关单位(wèi)的商密规(guī)划,这(zhè)将带来大量的密码泛在化建设项目。另(lìng)外,随着等保(bǎo)2.0、密评工作的广泛、有序(xù)开(kāi)展,更多(duō)的细分领域将会开展密码工作(zuò),密码市场规模迅速扩大。我们在专注既(jì)有业务(wù)领域的同(tóng)时,应不(bú)断(duàn)开拓新的行业(yè)用户和业务(wù)领域,拓展密码应用的范围。


    密(mì)码应用和改造需(xū)要达到什么程度?是否(fǒu)密码措施(shī)越多越好?如何让更多的(de)行(háng)业用户、企业(yè)单(dān)位(wèi)放下对密码或安全的固(gù)有成(chéng)见,愿意用密码?这些问(wèn)题都值(zhí)得(dé)我(wǒ)们(men)思考。我(wǒ)们(men)在做(zuò)密码应(yīng)用和推广的时候,一定要结合行业政策与应用实际,按需地开展密(mì)码应用,密码应(yīng)用的强度不(bú)能单一量化,做到合规(guī)的同时(shí),保证相当的安全性。


    09  从业者建议


    在密(mì)码泛在(zài)化(huà)的背景环境(jìng)下,我们从(cóng)业者需要哪些方面的能(néng)力素养?我认为(wéi),至少(shǎo)需要三方面的能力。第一,完备的(de)密(mì)码知识。密码技术不断发展,我们需要广泛(fàn)涉猎密(mì)码知识,同时也应当潜心钻研一些重点的密码(mǎ)知识,尤其是我(wǒ)们(men)工(gōng)作中可能用到的密码(mǎ)技术。第二,全栈的密码设计(jì)能力。包括密码算(suàn)法、产品(pǐn)化设计、接口对接(jiē)、协议优(yōu)化等等(děng),只有具备了全栈的(de)设(shè)计(jì)能力,才能应对复杂多变的情况,准确地对密码方案进行优(yōu)化和改造。第(dì)三,快速理解业务(wù)应用的能力。密(mì)码和业务不能是“两张皮”,密码(mǎ)的设计必须基于业务实际(jì),密码工(gōng)作者应当(dāng)理解业(yè)务流(liú)程并梳理出安全痛点及密码应用(yòng)需(xū)求,才能(néng)做好密码建设的(de)实际工作。


    1月(yuè)15日,人社部发(fā)文拟新增“密码技术应用员”职业(yè),并将其定(dìng)义为运用密码技术,从(cóng)事信息(xī)系统安全密(mì)码保障(zhàng)的架构设(shè)计、系统集成、检测(cè)评(píng)估、运维管理、密码咨询等相(xiàng)关密码服务的人员(yuán)。“密码技术应用(yòng)员”作为密(mì)码泛在化(huà)的一个专门职业被正式提出,这无疑会促(cù)进密码(mǎ)泛(fàn)在化(huà)的应用与推广工作。同时,作为(wéi)密码从业者的(de)我(wǒ)们,也应当参照“密码技(jì)术应用员”的(de)要求积极提(tí)升个(gè)人(rén)能力。


    10  密(mì)码泛在化的(de)未来


    传(chuán)统(tǒng)信息(xī)行业、新技术业务领域(yù)快(kuài)速发展并交相辉映(yìng),信息(xī)世界(jiè)正(zhèng)朝着相互渗透(tòu)、多(duō)元发展的方向演进(jìn)。我们(men)有(yǒu)理由(yóu)相信,未来,密码(mǎ)就是(shì)信息世界不可或缺的组件(jiàn),密码也将作为泛化信息世(shì)界的安全基石(shí),有力保障信息世界(jiè)的安(ān)全(quán)持续发展。密码(mǎ)人,大有可为。


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