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      安全研究

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      周俊:密(mì)码泛在化实践者之路

      发布时间:2021-02-22

      01  宏观政策为密(mì)码泛在化(huà)保驾护航


      密码是保障网络空(kōng)间安全的核心技术和基(jī)础支撑。过去,密(mì)码主要用来保(bǎo)护重(chóng)要(yào)IT系统(tǒng)的通信与(yǔ)存储安全问题,普通老(lǎo)百姓很少和(hé)它打交道。如今,密码(mǎ)已经应用到(dào)各(gè)行各业,影响我们生活的方方面面。密码产品也从传(chuán)统的密码机(jī)、密钥管理系统等整机形(xíng)态,衍(yǎn)生发展(zhǎn)为安全芯片、软件密码模块、IP核、密(mì)码板卡等(děng)不同形态,密码和IT技术(shù)呈现(xiàn)融合发展的趋势,密码的服务(wù)化(huà)更是打(dǎ)破了密码(mǎ)产(chǎn)品的形态(tài)限(xiàn)制。密码应用已经呈现出多元化、融合化、泛(fàn)在化等新(xīn)特点(diǎn)。

      近年来,我国不断健全密码相(xiàng)关的政策(cè)法规(guī),先(xiān)后制定和(hé)实施了网络安全法、密码法、36号文、GM/T0054、等保 2.0标准等(děng)系列(liè)法规政策标准(zhǔn),从顶层构建了密码与网信事业(yè)的(de)宏伟蓝图。在宏观政策的指引下(xià),我国密码事业经历了从无到有、从初创(chuàng)到规(guī)范(fàn)完善的阶段(duàn),取得了跨(kuà)越(yuè)式的发展,这也为全面(miàn)推(tuī)进(jìn)密码工作和密码泛在化应用(yòng)奠定了坚实有力的基础。


      02  安(ān)全风险呈现泛(fàn)在(zài)化趋势


      物联网、云计算、5G、大数据、人工智能等创新(xīn)技术正在加速(sù)驱动物理世界与信息世界的融(róng)合。我们在(zài)享受高新技术带(dài)来的信息红利(lì)的同时,也无形(xíng)中打破了固有的网(wǎng)络边界,加剧(jù)了信息泛在化的发展趋势。物(wù)理(lǐ)世界与信息空间的泛在(zài)融合,也将物理空间的(de)违法破坏行为引入虚拟世(shì)界,网络空(kōng)间变得(dé)更加复(fù)杂。


      信息技术的融合,既加速了信息化(huà)进程,也增大了网络攻击的(de)可能性,网络安全问题异常严峻(jun4)。近年来网络(luò)安全事件层出不穷、形式各异,涉(shè)及到物联网安全、数据安全(quán)、虚拟化(huà)安全(quán)等方(fāng)方面面。比如,在物联网领域,视频监(jiān)控弱密码、偷拍(pāi)、DDoS攻(gōng)击(jī)等事件屡(lǚ)见(jiàn)不鲜(xiān);大量智能门锁存在通信(xìn)监听、门卡复制(zhì)、APP攻击等安全风险;传感器网络等无人值守(shǒu)设(shè)备(bèi)分布广泛,被攻破而不被(bèi)发现的(de)事件也时常被事(shì)后报道。随着信息技(jì)术的发展,网(wǎng)络(luò)安全(quán)风险加速(sù)扩散,网络安全问题已(yǐ)然泛化。



      03  密码技(jì)术(shù)的泛在化应用(yòng)思路


      面(miàn)对快速(sù)发展的信息技术及泛在多变的网络安(ān)全(quán)需求,需要对网络空间进行体系性的安全防护。密码是网络(luò)信息安(ān)全的(de)核心技术,是整个网络信任体系的基础支(zhī)撑,依托密码技术在认证、加密等方面(miàn)的重要作用,构建(jiàn)以(yǐ)密码为基(jī)石的网络安全(quán)体系(xì),能够有力解(jiě)决网络与信息安(ān)全问题。我们在开展具体(tǐ)密码(mǎ)工作时,需注意密码技术与业务应(yīng)用的结合。在不同的(de)业务场景中(zhōng),应当(dāng)采用不(bú)同(tóng)的密码技术(shù)路线或者组合。总的(de)来说,包括经典密码技术、创新密码技术(shù)、前沿密码(mǎ)技术三个方(fāng)面。


      经典密(mì)码技术(shù)指的是常见(jiàn)的(de)对称密码、PKI/CA公钥密码及标识密码技术。这类密码技术属于基石性(xìng)技(jì)术,已经被广泛应用,能够解(jiě)决传统信息系(xì)统安全认证与数据加密(mì)等问题。


      我们重点想提一些创新密码应用的工作思路。我(wǒ)们(men)在实践(jiàn)过(guò)程中,发现诸如工业(yè)控制、移动办公(gōng)、智(zhì)能家居等新兴场景都存在(zài)密(mì)码应用需求(qiú),然而(ér)受限(xiàn)于具体场景和(hé)环境(jìng),传统的密码技术往往无法直接应(yīng)用。此时,我(wǒ)们就需(xū)要(yào)转变思(sī)路(lù),对密(mì)码应用的方(fāng)法进行创新和调整。第一(yī)种思路是“融”,即密码融合设计,在设(shè)计之初将(jiāng)密码(mǎ)流程融入到业务应用及通信协议(yì)中(zhōng),避免后(hòu)期堆叠密码设备带来的性能开销、系统损(sǔn)害(hài)等影响。第二(èr)种思路(lù)是(shì)“变”,我们对传统密码技术进行场景化的适(shì)配改造,以应对差异化的密码需求,如(rú)轻量化密码协议、短证书等。第三种思路是“合”,我(wǒ)们(men)可(kě)以对(duì)加密(mì)、认证、授权、安全管理等功能进行整合,以能力打包的形式对接应用系统(tǒng),提供“一揽子”的(de)密码解决方案,减轻应用(yòng)的(de)密码集成难度,快(kuài)速实现密码赋能。


      密码技术在不断发(fā)展,学术界对(duì)零信任、区块链、安(ān)全多方计算、同态(tài)加密、格密码、抗量子密码等前(qián)沿密码技(jì)术进(jìn)行了广泛的研究,部分(fèn)成(chéng)果已经应用到信息系统(tǒng)中,相信未来(lái)前沿密码技术会得(dé)到更加(jiā)广泛和全面的应用。


      04  终端侧的(de)密码产品(pǐn)部署


      终端(duān)种类众多、形态各异。不同种类的(de)终端在价格成本(běn)、网络数据(jù)能力、软硬件架构(gòu)等(děng)方面存(cún)在着巨大区别,终端侧的密码产品部(bù)署需求也存(cún)在着差异性,需要(yào)因地(dì)制宜。


      终端侧(cè)的密(mì)码(mǎ)产品部署(shǔ)主(zhǔ)要涵盖三种形式:安装软(ruǎn)件密码模块、内嵌硬件密码模块以及外接安全网关(guān)。对(duì)于PC、手(shǒu)机(jī)、高性能嵌入式设备,我们(men)可以部(bù)署软件(jiàn)密码模(mó)块,借助(zhù)CPU的强(qiáng)大(dà)运算能力,实现高性能的密码运算,无需(xū)额外增加硬件成本。面向智能门(mén)锁、车载(zǎi)控制器等安全性较高的终端,我们可以采用设(shè)备(bèi)内嵌密码硬(yìng)件的方式(shì),包括板载安(ān)全芯片、内接密码模块、使用基于密码的(de)安全通信模(mó)组等,提(tí)供硬件级(jí)安全(quán)防护能力,保障(zhàng)设备(bèi)安全。针对微型传感器、大型进口设备、老旧IT设备等难以施行密(mì)码改造的场景,我们(men)可(kě)以(yǐ)接入安全网关,通过门卫式安全防(fáng)护,保证设备的接入(rù)安(ān)全与通信安全(quán)问题。


      05  密码的服务化之道


      近年来(lái),越来越多(duō)的应用(yòng)迁移上云(yún)。我(wǒ)们如果要分别(bié)对不同的信(xìn)息系统进行密码应用(yòng),工(gōng)作量巨(jù)大,密码资源浪(làng)费严重。此时,我们可以借助云化、虚拟化的思(sī)想将(jiāng)密码(mǎ)能力(lì)服务(wù)化,按(àn)需提供密码资源(yuán),不同应用系统只需通过(guò)服(fú)务调用的(de)方式即可(kě)安全地获取密码能力,从而快速实现密码应(yīng)用改造。


      一个可(kě)行的实践路线是构建密码服务平台。我所在的卫士通(tōng)公司作为(wéi)综合实力(lì)较强的密码企业,正在从传统密码产品(pǐn)提供商向平台型安全服务提(tí)供商转型,密(mì)码服务平台便是一(yī)个(gè)重要的抓手。密码服务平台(tái)不(bú)直接提供(gòng)密码产品,面向应用提供场(chǎng)景化(huà)的(de)密码服务,提升(shēng)合规的密码(mǎ)应用效率,降(jiàng)低(dī)应用与密码对接的难度。我们看到(dào),越(yuè)来越多(duō)的政务云正在采(cǎi)用密码服务平台,实现(xiàn)云(yún)上应用的快(kuài)速对接。可以预见,密码服务是促进密码泛(fàn)在化落地的(de)重要且有效(xiào)的(de)技术(shù)路径。


      06  基础(chǔ)软硬件的内生安全机制

      长久以来,计(jì)算机系(xì)统基础(chǔ)软硬件的安全及密码(mǎ)措施都是各自为政,较为独立。如果(guǒ)要做一个安(ān)全浏(liú)览器,我们可(kě)能会在浏览器内(nèi)部集成OpenSSL算(suàn)法库;如果要做一个加密数据库,我们可能为数据库配(pèi)用密码硬件;如果要做安全(quán)启动,我们需要为计算机配置TPCM、TCM等可信计算芯片。计算机系统各个软硬件之(zhī)间(jiān)的密码能力(lì)缺乏协同,烟(yān)囱式存在。另外,各(gè)类软硬件(jiàn)厂商自行建设(shè)密码(mǎ),也(yě)存(cún)在着合规(guī)性的问题。


      我们在构(gòu)建自主信息系统(tǒng)时,可以从系统体系的角度出发,使用一套密码方案(àn),贯(guàn)通计算机基础软硬件(jiàn)的各个环节,实现密码运算和可信计算。基础此种(zhǒng)思(sī)想,如卫士通与龙芯联合推出的内嵌安全SE的(de)国产处理器,打(dǎ)通了CPU、Bioses、操作(zuò)系统、中间件(jiàn)、数据库、浏(liú)览器(qì)等各环节,构建了内生安全的基础(chǔ)软硬件密码应(yīng)用生态(tài)。


      07  典型案例


      分享两个场景化案例。一是视频融合通信(xìn),包含视(shì)频(pín)监控、直播、会商等多种业务模式。我(wǒ)们可以采用端到端的安全方式对视频终端、服务端进行密码改造,对(duì)大带宽、高清、多路、实时(shí)音视(shì)频进行加解密。GB35114便是此类(lèi)方式的标准化落地,未(wèi)来也将会有更多音视(shì)频密码应(yīng)用的标准指(zhǐ)导相关工作。二是物(wù)联网(wǎng)密码应(yīng)用,我们可(kě)以建立覆盖(gài)物联(lián)网“端(duān)-边-网-云(yún)”的密码应用体系。端,指的是物(wù)联网(wǎng)终(zhōng)端侧部署安全芯片/软(ruǎn)件密码模(mó)块等密码产品(pǐn),实(shí)现终端安(ān)全防护(hù);边,指的(de)是提供安(ān)全边缘网关,安全接入物联(lián)网终端;网,指的是基于密码技术(shù)保障物联(lián)网通信安(ān)全(quán);云,指的是物联网平台具备密码与安全能力。


      08  密码应用推进思考


      密码事业(yè)的政(zhèng)策性较强,我们(men)密码工作者要时刻关注国家政策法规,尤其是(shì)中央、地方、大型机关单位的商(shāng)密规划,这将带来大量的密码(mǎ)泛在化建设项目。另外(wài),随(suí)着等保2.0、密评工作的广(guǎng)泛、有序开展,更多的细分领域将会开展密(mì)码工(gōng)作,密码市场规模(mó)迅速扩(kuò)大。我们在专注既(jì)有业务领域的同时,应不断开(kāi)拓新的行业用户(hù)和(hé)业务(wù)领域(yù),拓展密码应用(yòng)的范围(wéi)。


      密码应用和改造需要(yào)达到什么程度?是否密码措施越多越好(hǎo)?如何让(ràng)更多的行业用(yòng)户、企业单(dān)位放下对密码(mǎ)或安全的固有成见,愿(yuàn)意用密码?这些问(wèn)题都(dōu)值得我们思考。我们在(zài)做(zuò)密码应用和推广(guǎng)的时(shí)候,一定要结合行业政(zhèng)策与应用实际,按需地开展(zhǎn)密(mì)码应(yīng)用,密(mì)码(mǎ)应用的强度不能单一量化,做到合规的同(tóng)时,保(bǎo)证相当(dāng)的安全性。


      09  从业者建议(yì)


      在密码泛在化的背景环境下,我们从业者需要哪些方面的能力素养?我认为,至少需要三方面的(de)能力。第一,完备的密码知识。密(mì)码技术(shù)不断发展,我们(men)需要广(guǎng)泛(fàn)涉猎(liè)密码知识,同时也应当(dāng)潜心钻研一些重点的密码知识,尤其是我们工(gōng)作中可能(néng)用到的密码技(jì)术。第二(èr),全栈的(de)密码设计能力。包括密码算(suàn)法、产品化设计、接口对接、协议优化等等(děng),只有具(jù)备了全栈的设计能力,才(cái)能应对复杂多变的情况,准确地对密码方案进行(háng)优化和改造。第(dì)三,快速理解业(yè)务应用的能力。密码和业务不能是(shì)“两张皮”,密码(mǎ)的设计(jì)必须基于业务(wù)实际,密码(mǎ)工作者应当理解业务(wù)流程并梳理出(chū)安全痛点及密码应用(yòng)需求,才能做好(hǎo)密(mì)码(mǎ)建设的(de)实(shí)际工作。


      1月15日,人社(shè)部发文拟新增(zēng)“密码技术应用(yòng)员”职业,并将其(qí)定义为运用密(mì)码技(jì)术,从事信息系统安(ān)全密码保(bǎo)障的(de)架构设(shè)计(jì)、系统集成、检测(cè)评估、运维管理、密码咨询(xún)等(děng)相关密码服务的(de)人员。“密码(mǎ)技术(shù)应用员”作为密码(mǎ)泛在化(huà)的一个(gè)专门职业被正式提出,这无疑会促进(jìn)密码泛在化的应用与推(tuī)广(guǎng)工作。同时(shí),作(zuò)为密码从业者(zhě)的我们,也应(yīng)当参照“密码技术应用(yòng)员(yuán)”的要求积极(jí)提升个人能(néng)力。


      10  密码泛在化的未来


      传统信息行(háng)业、新技术(shù)业务领域快(kuài)速发(fā)展并交相(xiàng)辉映,信息世(shì)界正朝着相互渗透、多元发展的方向演进。我们有理由相信(xìn),未来,密码就(jiù)是信(xìn)息世界(jiè)不可或缺(quē)的组件,密码也将作为泛化信息世界的安全基(jī)石,有力保障信息世(shì)界(jiè)的安全持续(xù)发展。密码人,大有可为。


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