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    安全研究

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    周俊:密(mì)码泛在化实践者(zhě)之路

    发布时(shí)间:2021-02-22

    01  宏观(guān)政(zhèng)策为密码泛在化保驾护航(háng)


    密码是保障网络(luò)空间安全的核心技术和基础支撑。过去,密码主要用(yòng)来保护重要IT系统(tǒng)的通信与存(cún)储安全问题,普通老百姓很少和它(tā)打交道。如今,密(mì)码已(yǐ)经应用到各行(háng)各业,影响我(wǒ)们生活的方方面面。密码(mǎ)产品也从传统的密码机、密钥管理(lǐ)系统等整(zhěng)机形(xíng)态,衍生发展为安全芯(xīn)片、软件(jiàn)密(mì)码模块、IP核、密(mì)码板卡等不(bú)同形态,密码(mǎ)和IT技术呈(chéng)现融合发展的趋势,密(mì)码(mǎ)的服务化更是打破了密码(mǎ)产品的(de)形态限制。密码应用已经呈现出多元化、融合化、泛在化等新特(tè)点。

    近年(nián)来,我国不断健全(quán)密码相(xiàng)关的政策法规(guī),先后制定和实施了(le)网络安全法、密码法、36号文(wén)、GM/T0054、等保 2.0标准等系(xì)列法规(guī)政策标准,从顶层构建了密码与网信事业的宏伟蓝(lán)图。在宏观政(zhèng)策的指引下,我国密码事业经历了(le)从无到(dào)有(yǒu)、从初创到规范完(wán)善的(de)阶段,取得了跨越式的(de)发展,这也为全(quán)面推进密码工作(zuò)和密码(mǎ)泛在化应用奠定(dìng)了(le)坚实(shí)有力的基础。


    02  安全风(fēng)险呈现泛在(zài)化(huà)趋(qū)势


    物联网、云计(jì)算、5G、大数(shù)据、人(rén)工智(zhì)能等创新技术正在加速驱动物(wù)理世界与信(xìn)息世界的(de)融合。我们在享受高新技术带来(lái)的信息红利的同时,也无形中(zhōng)打破了固有的网络边界,加(jiā)剧了(le)信息泛在化的发展趋势。物理世(shì)界(jiè)与信息(xī)空间的泛在融合,也将物理空间的(de)违法破坏行(háng)为引入(rù)虚拟世界,网络空间变得更(gèng)加复杂。


    信息技(jì)术(shù)的融合,既加速了信(xìn)息化进程(chéng),也增(zēng)大了网络攻击的可能(néng)性,网络安全问题异常严峻。近(jìn)年来网络安全事件层出(chū)不穷、形式(shì)各异,涉(shè)及到物联网安全、数据安全(quán)、虚拟(nǐ)化安全(quán)等方方面面。比(bǐ)如,在物联网领域,视频监控弱密码、偷拍(pāi)、DDoS攻击等事件屡见(jiàn)不(bú)鲜;大量智能(néng)门锁(suǒ)存在通(tōng)信监听、门卡复(fù)制(zhì)、APP攻(gōng)击等安全风险;传(chuán)感器网络等无人值守设备分布广泛,被攻破(pò)而不被发现的事件也(yě)时常被事(shì)后报道。随着信息(xī)技术的发展,网络安全风险加速扩散,网(wǎng)络安全(quán)问题(tí)已然泛化。



    03  密(mì)码技术的泛在化应用思路


    面对快速发展的(de)信息(xī)技术及泛在多变的网(wǎng)络(luò)安(ān)全需求,需要(yào)对(duì)网络空间进行体系性的安(ān)全(quán)防护。密码是网络信息安全的核心技术,是整个网络(luò)信任体系(xì)的(de)基(jī)础支撑,依托密码技(jì)术在认(rèn)证、加密等方面的重要作用,构建以密码(mǎ)为(wéi)基石的网络(luò)安全体系,能够有力解(jiě)决网络与信(xìn)息安全问题。我们在开(kāi)展具体密码工作(zuò)时,需注意密码(mǎ)技术与业(yè)务(wù)应用的结合。在不同的业务(wù)场(chǎng)景(jǐng)中(zhōng),应当(dāng)采用不同的密码技术路线或者(zhě)组合。总的来说,包括(kuò)经典(diǎn)密码(mǎ)技术、创新密码(mǎ)技(jì)术、前沿密码(mǎ)技术三个方面。


    经典(diǎn)密码技术(shù)指的(de)是常(cháng)见的对(duì)称密码、PKI/CA公钥密码(mǎ)及(jí)标识密码技(jì)术。这类密码技术属于(yú)基石性技(jì)术,已经(jīng)被广泛应用,能够解(jiě)决传统信息系统安全(quán)认证(zhèng)与数(shù)据加密等(děng)问题。


    我们重点想提一些创新密(mì)码应用的工作思路。我们在实践过程中,发现诸(zhū)如工业(yè)控制(zhì)、移动办公、智能(néng)家居等新兴场景都存在密码应用(yòng)需求,然而受限于具体场景和环境,传统(tǒng)的密码技术往(wǎng)往无(wú)法直接应用(yòng)。此时,我们(men)就需(xū)要(yào)转变思(sī)路,对(duì)密码(mǎ)应用的方法进行创新和(hé)调整。第一种思(sī)路是“融”,即密码融(róng)合(hé)设计,在设计之初将密(mì)码(mǎ)流程融入到业务应用及通信(xìn)协议中,避(bì)免后期堆叠密码设备带来(lái)的性能开销、系统损(sǔn)害(hài)等影响。第(dì)二(èr)种思路是“变”,我(wǒ)们(men)对传(chuán)统密码技术进行场景化的适配改造,以(yǐ)应对差异(yì)化的密码需求,如轻量化密码协议、短证书等。第三种思路是“合”,我(wǒ)们可以对(duì)加密、认证(zhèng)、授权、安全管(guǎn)理(lǐ)等功能进行整合,以能力打包的形式对接应用(yòng)系统(tǒng),提供(gòng)“一揽子”的密(mì)码解决方案,减轻应用的密码(mǎ)集成难度(dù),快速实现密码赋能。


    密码技(jì)术在不断发(fā)展(zhǎn),学术界(jiè)对零信(xìn)任、区(qū)块链(liàn)、安(ān)全多方(fāng)计算(suàn)、同态加密、格密码、抗(kàng)量子密码等前沿(yán)密码技术进行了广泛的研究,部分成果(guǒ)已经应用(yòng)到信息系统中,相(xiàng)信未(wèi)来(lái)前沿密码技术(shù)会得到更加广(guǎng)泛和全面的应用。


    04  终端侧的密码(mǎ)产(chǎn)品部署


    终端种类众多、形态各异。不(bú)同种类的终端在(zài)价格成本、网络数据(jù)能(néng)力、软硬件架构等(děng)方面存在着(zhe)巨大区别,终端侧的密码(mǎ)产品(pǐn)部署需求也存(cún)在着差异性,需要因地制宜。


    终端侧(cè)的密码产(chǎn)品部署主要涵盖三种形式(shì):安装软件密(mì)码模块(kuài)、内嵌硬件密码(mǎ)模块以及外接安全网关。对于PC、手机(jī)、高(gāo)性能嵌入式设备,我们(men)可以部署软件密码模块,借(jiè)助CPU的强大运(yùn)算能力,实现高(gāo)性能的密码运算,无需额外增加硬(yìng)件成(chéng)本。面(miàn)向智能(néng)门锁、车载(zǎi)控制器等安全性较高的终端,我们可以采用设备(bèi)内嵌密(mì)码(mǎ)硬件的方式(shì),包括板载安全芯片、内接密码模块、使用(yòng)基于(yú)密码的(de)安(ān)全(quán)通信模组等,提供硬件级安全防护能力,保障设备安全。针对微型传(chuán)感器、大型进(jìn)口设备、老(lǎo)旧IT设备等难以施行密(mì)码改造的(de)场景,我们可以接入安全网关(guān),通过门卫(wèi)式安全防护,保证设备的接入安全与通信安全问题。


    05  密码(mǎ)的服务化之道(dào)


    近年来,越(yuè)来越多的(de)应用迁移上云。我(wǒ)们如果要分别对(duì)不同(tóng)的信息(xī)系统(tǒng)进行密码应(yīng)用,工作(zuò)量巨大(dà),密码(mǎ)资源浪费严重。此时,我们可(kě)以借助云化、虚拟化(huà)的(de)思想将密(mì)码(mǎ)能力服务化,按(àn)需提供密码资源,不同(tóng)应用系统只需通过服务调用的方式即(jí)可安全地获取(qǔ)密码能力(lì),从而快速(sù)实现密码应用改造。


    一个(gè)可(kě)行(háng)的实(shí)践路线是构(gòu)建密码服务(wù)平台。我所在的(de)卫士通公司作为综合(hé)实力较强的密码企业(yè),正在从(cóng)传统(tǒng)密码产(chǎn)品提供(gòng)商(shāng)向平台型安全服务提供商转型(xíng),密(mì)码服务平台便是一个重要的抓手。密码服务平台(tái)不直接提供(gòng)密码产品,面向应用提供场(chǎng)景(jǐng)化的密码服务,提升合规的密码应用效率,降低应用与密码对接的难度(dù)。我们看到,越来越(yuè)多的政务云正在采(cǎi)用密码服务平(píng)台,实现云上应用的(de)快速对接(jiē)。可以预见,密码服务是促进(jìn)密码泛在化(huà)落地的重要(yào)且有效的技术(shù)路径。


    06  基础软硬件(jiàn)的内(nèi)生安全机制

    长(zhǎng)久以来,计算机系统基(jī)础软硬件的安(ān)全及(jí)密码措施都是各自为政,较为独立(lì)。如果要(yào)做一个安全浏(liú)览器,我们(men)可(kě)能会在浏览器内部集成OpenSSL算法库;如果(guǒ)要做一个加密数据(jù)库,我们可能为(wéi)数据(jù)库配(pèi)用密码(mǎ)硬件;如果要做安全启动,我们需(xū)要为计算机配置TPCM、TCM等可(kě)信计算(suàn)芯片。计算机系统各(gè)个软硬(yìng)件之间的(de)密码能力缺乏协同,烟囱式(shì)存在。另外,各(gè)类软硬件厂商自行建设密码,也存在着合规性的问题。


    我们在(zài)构建自主信息系统时,可以从(cóng)系统体系的(de)角度出发,使(shǐ)用一套密码方案,贯通计算机基础软硬件(jiàn)的(de)各(gè)个环节(jiē),实(shí)现密码运算和可信计算。基础此种思想,如卫士通与龙芯联合推出的内嵌安全SE的国产处理器,打通(tōng)了CPU、Bioses、操作系统、中间件、数据库、浏览(lǎn)器等各环节,构建了内生安全的基础软(ruǎn)硬件密码应用生态。


    07  典型案例


    分享两个(gè)场景化(huà)案例。一是视频融合通信(xìn),包含视(shì)频(pín)监控、直播(bō)、会商等多种业务模式。我们可(kě)以采(cǎi)用(yòng)端到端的安(ān)全方式对视频终端(duān)、服务端进行(háng)密码改造,对大带宽、高清、多路、实时音视(shì)频进行(háng)加解密(mì)。GB35114便是此类方式的(de)标准(zhǔn)化落地,未来也将(jiāng)会有(yǒu)更多音视频(pín)密码应用的标(biāo)准指导相关(guān)工(gōng)作(zuò)。二是物联网密(mì)码应(yīng)用,我们可以建立覆盖物联网“端(duān)-边(biān)-网-云”的密(mì)码应用体系。端,指的(de)是(shì)物(wù)联网终(zhōng)端侧(cè)部署安全(quán)芯片/软(ruǎn)件密(mì)码(mǎ)模块等密码产品,实现终端安全(quán)防(fáng)护;边(biān),指的(de)是提供安全边(biān)缘网关,安(ān)全接入物(wù)联网(wǎng)终端;网(wǎng),指的是基(jī)于密码技(jì)术保(bǎo)障物(wù)联网通信安(ān)全;云,指的是物联(lián)网平台具备密码与安全能力。


    08  密码(mǎ)应用推进(jìn)思考


    密码事业的(de)政策(cè)性较强,我们(men)密码工作者要时刻关注国家政策法规,尤其是中央、地方、大型机关单位的商密(mì)规(guī)划,这(zhè)将带来(lái)大(dà)量的(de)密(mì)码泛在化建设(shè)项目。另外,随着等(děng)保2.0、密(mì)评工(gōng)作的广泛、有序(xù)开展,更多的细分领域将会开展密码工作,密(mì)码(mǎ)市场规模迅速(sù)扩大。我们(men)在专注既有业务领(lǐng)域的同时,应(yīng)不断(duàn)开拓(tuò)新的行业用户和业务领域,拓(tuò)展密码应用的范(fàn)围。


    密码应用和改造需(xū)要达到(dào)什么(me)程度?是否密码措施越多越好?如何让(ràng)更(gèng)多的行(háng)业(yè)用户(hù)、企业单位放下对(duì)密码(mǎ)或安(ān)全的固有成见,愿意用密码?这些(xiē)问题都值得我们思考。我们(men)在做(zuò)密码应用和(hé)推广的时候,一定要结合(hé)行业政策与应用实(shí)际,按(àn)需地(dì)开展密码应(yīng)用,密(mì)码应用(yòng)的强度不能单一量(liàng)化,做到合(hé)规的同时,保证相当的安全性。


    09  从(cóng)业(yè)者建(jiàn)议


    在密(mì)码泛在化的背景环(huán)境下,我们从业者需要哪些方面(miàn)的能力(lì)素养?我认为,至少需要三方面(miàn)的能力(lì)。第一,完备的密码知识。密(mì)码技术不断发展,我们需要广泛涉猎密码知识,同(tóng)时也(yě)应当潜心钻研(yán)一些重点的密码知识,尤其是我们(men)工作中可能用到的密码(mǎ)技(jì)术。第二(èr),全栈(zhàn)的密码设(shè)计能力。包括密码算法、产品化设计(jì)、接口对接、协议优化等等,只有具备了全栈的设计(jì)能(néng)力(lì),才能应对复杂(zá)多变的情(qíng)况,准(zhǔn)确地(dì)对(duì)密码方案进行优化和改造。第三,快速理解业务应用的(de)能(néng)力。密(mì)码和业务不(bú)能是“两张皮”,密(mì)码的设计(jì)必须基于业(yè)务实(shí)际,密码工作者应当理解业(yè)务(wù)流程并梳理出安全痛点(diǎn)及密(mì)码应(yīng)用需求,才能做好密码建(jiàn)设的实际工作。


    1月15日,人社部(bù)发文拟新增“密码(mǎ)技术应用员”职业(yè),并将其定义为(wéi)运(yùn)用密码(mǎ)技术,从事信息系统安全(quán)密码保障的架构设计、系统(tǒng)集(jí)成、检测评估、运维管理、密码(mǎ)咨(zī)询等相关密码服务的人员(yuán)。“密(mì)码技术应(yīng)用员”作为密码泛在化的一个专门职业被正(zhèng)式提出(chū),这无疑会促进密码(mǎ)泛在化的应用与推广工作。同时,作为密码从(cóng)业者的我们,也应(yīng)当参照(zhào)“密码技(jì)术应用员”的要求积(jī)极提升(shēng)个人能力。


    10  密码泛在化的未(wèi)来


    传统信息行(háng)业、新技术业(yè)务领域快速(sù)发展(zhǎn)并交相辉映,信息世界(jiè)正朝着(zhe)相(xiàng)互渗透、多元发(fā)展的方向(xiàng)演进。我们有理由相信,未来,密码就是信息(xī)世(shì)界不可或缺的组件,密码(mǎ)也将作为泛(fàn)化(huà)信息世界的安全基石(shí),有力保障信(xìn)息世(shì)界的安全持续发展。密码(mǎ)人,大有可(kě)为。


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