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新時代網絡空間安全的新挑戰

發布時間:2015年6月2日  點擊數:1252

 

隨著信息社會的發展和互聯網的普及,特別是Web2.0、Web3.0等技術帶來論壇、博客、微博、社交網絡的快速發展,“人人都有麥克風”,由此各類信息呈現出傳播渠道多、傳播速度快、傳播范圍廣的特點,互聯網逐步深入到社會的各個領域,它提供了難以計數的有用信息,但同時也伴隨著大量的不良信息,如計算機病毒、網絡入侵與攻擊、垃圾郵件、色情信息、反動言論以及泄露的機密信息等,這些不良信息不僅會造成重大的經濟損失,而且會威脅國家的政治、科技、國防、宗教等的正常秩序,干擾人民群眾的正常生活,甚至引發社會動蕩,網絡安全在國家安全中的地位和作用也越來越大。

    互聯網已經成為政府、企業、公安、軍隊、金融等各行各業獲取信息的重要來源,由互聯網上海量數據正在成為各行各業決策的重要依據。因此在新時代網絡空間下,針對海量數據形成全面、智能、精煉、友好的深度分析,并及時快速應對處理,是一個非常重要、亟需解決的問題。近年來,隨著互聯網、云計算、移動物聯網的迅猛發展,大數據作為主要的信息來源,已成為信息處理領域的主流。如何發現大數據所蘊含的價值,并發揮其價值,已經受到科研和企業單位的高度重視。大數據內容理解是我國新時期所面臨的種種重大需求中的一個關鍵科學問題,是信息科技發展新的瓶頸,是走出“數據爆炸但知識貧乏”困境的一個突破口,對大數據內容進行“理解”與智能化分析處理,從而挖掘大數據中蘊含知識和信息。使大數據成為為國家、企業和社會服務的有效資源。

    2003年9月7日中共中央辦公廳、國務院辦公廳發出通知貫徹落實《國家信息化領導小組關于加強信息安全保障工作的意見》(中辦發[2003]27號),2007年中共中央辦公廳、國務院辦公廳聯合印發《國家信息安全“十一五”規劃》(國信安[2007]2號)。2013年11月12日,中國共產黨十八屆三中全會公報指出將設立國家安全委員會,完善國家安全體制和國家安全戰略,確保國家安全。

    挑戰之一:面向網絡空間大數據的并行存儲與計算技術

    現在的社會已全面進入大數據時代(Big Data),在人類社會的信息化過程中,數字信息數量正急劇增長,同時它們所需保存的時間也比以前大為延長,全人類每年要產生約10億~20億GB (1Exabytes -2Exabytes)的新信息,這一信息數量相當于全球每人每年要產生250MB的信息。

    新型網絡空間下,需要將從網絡上搜集過來的大量數據進行存儲,并對數據進行整理、建索引、以及各種快速有效的組織和處理,以便靈活方便高效地得出各種業務結論。隨著互聯網的快速發展,各種移動終端的迅速增加,結構化和非結構化的數據量越來越大。傳統的文件系統已經不能滿足海量數據的存儲要求,分布式文件系統日益成為研究的熱點;同時由于數據量過于龐大,傳統的單機處理方式不能滿足處理需求,并行的處理方式得到快速的發展。因此,急需研究面向網絡空間大數據的新型并行存儲與計算技術。

    挑戰之二:面向網絡空間大數據的內容理解技術

    大數據內容理解是我國新時期所面臨的種種重大需求中的一個關鍵科學問題,是信息科技發展新的瓶頸,是走出“數據爆炸但知識貧乏”困境的一個突破口。大數據包含結構化和非結構化的種類繁多的數據,內容包括各種文檔、視頻、圖像、語音等數據形式。據統計,互聯網數據中約20%的數據是結構化的,約80%則是非結構化或半結構化的。當今世界結構化信息增長率大概是32%,而非結構化信息增長則是63%,非結構化信息占有比例將達到互聯網整個數據量的75%以上,而非結構化信息中50%~75%的數據都來源于人與人的互動,都是以人為中心產生的。隨著新時代網絡空間的發展,非結構化信息越來越多,網絡輿情也往往由非結構化信息引發。本系統研究非結構化信息理解技術,支持word、pdf等一百多種常見文檔內容分析,支持圖片、圖像、電話交談、網絡聊天、視頻等多媒體內容理解。只有通過理解所有信息的含義,計算機才能自動處理信息并使用戶能夠運用并最大化信息的價值。

    針對這一特點,需要從3個層面展開深度研發。

    (1)大數據內容理解的認知機理和數據基礎

    該層面主要研究大數據內容的各種信息來源及其表達方式,即研究感知信息的基本表達方式。探索通過感知系統獲取的信息在計算機中應如何表達,確定對不同種類信息進行計算處理的基本單元,包括視覺信息的基本表達、語音信息的基本表達、語言信息的基本表達。構建數字內容理解的視覺、語音、語言知識資源等,并實現多信息源知識的有效融合,將局部的、不完整的信息組織整合成具有意義的一個個整體。

    (2)大數據內容理解的計算模型與方法

    本層面的研究主要對信息內容理解的各種計算模型與方法展開研究,包括語義層面的智能文檔信息處理技術,口語語音信息的分析技術與方法,圖像序列內容理解的模型與方法,大規模內容計算與內容監控的計算模型與方法。

    (3)大數據內容理解的實踐與驗證環境

    本層面的研究主要針對第二層面研究所的計算模型和方法,開展相應的實現與驗證,檢驗所提出的計算模型和算法的有效性。

    挑戰之三:面向網絡空間安全的數據包內容檢測技術

    為了保障網絡中信息內容的安全,人們提出了深包檢測(Deep Packet Inspection)技術,是很多網絡安全系統的基礎核心技術,如防病毒、網絡入侵檢測和防御(IDS/IPS)、防垃圾郵件、防惡意代碼、網絡審計、內容過濾、UTM(統一威脅管理)等安全系統。深包檢測技術的核心環節是用特征匹配技術檢測網包負載(packet payload)中是否出現預定義的特征(pattern)。根據具體網絡安全應用,檢測的特征可以是預先提取的惡意代碼中的一個片斷,也可以是垃圾郵件中的一段字符串,也可以是用戶自己定義的關鍵字等,即可以用字符串表示,也可以用復雜的正則表達式(Regular Expression)表示。由于病毒變種的增多、攻擊形式的多樣化、入侵特征的提取難度增加、網絡協議的復雜性增加等因素,特征形式變得越來越復雜,只用簡單字符串很難準確描述,而正則表達式相對字符串具備更加強大和靈活的表達能力,正在逐漸成為新一代描述特征的語言,但由于其形式的復雜多樣導致匹配難度的增加和性能的下降。

    隨著網絡安全應用功能的豐富,其計算復雜性日益提高,防火墻、入侵檢測、防毒墻、UTM等作為網絡高端應用,對每個網絡包的處理需要更多的指令數。可以看到,系統功能的豐富以“犧牲”性能為代價。現在的網絡安全系統功能在不斷增加,伴隨著性能的需求也在不斷提升。

    挑戰之四:支持移動互聯網等新型接入方式

    隨著3G/4G/WIFI技術的普及和商業WIFI的迅速發展,越來越多的非經營上網場所對外提供了免費的WIFI接入服務。同時,商家越來越注重3G/4G/WIFI在營銷方面的價值,對3G/4G/WIFI的增值需求也越發明顯。 因此網絡空間安全需要支持3G/4G/WIFI技術接入。

    在全球信息化進程中,我國正處于從被動應對向自主發展轉變的關鍵時期,加緊實施國家信息化發展戰略,強化信息技術創新,已成為支撐現代化建設、增強國家綜合實力的必然選擇。如何通過創新與規范,促進新時代網絡空間和諧發展,充分適應信息技術的發展和形勢的變化,積極實施網絡空間管理的監督職能、引導職能、規范職能、懲戒職能,加快建立法律規范、行政監督、行業自律、技術保障相結合的網絡空間管理體制和機制,推動網絡空間健康發展。(深圳廣道高新技術有限公司 技術總監 張偉)    

 

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