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安全研究

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周俊(jun4):密码(mǎ)泛(fàn)在化实践者之路

发布(bù)时间:2021-02-22

01  宏(hóng)观政策为密码泛在化保驾护航


密码是保(bǎo)障网络(luò)空间安全的核心技(jì)术和基础支撑(chēng)。过去,密码主要用来(lái)保护重要(yào)IT系统的(de)通信与存储安(ān)全问题,普通老(lǎo)百姓很少和它打交(jiāo)道。如今(jīn),密码已经应用到(dào)各行各业,影响(xiǎng)我们生活的(de)方方面面。密码(mǎ)产品也从传统的密码(mǎ)机、密钥管理(lǐ)系统等整机形态,衍生发(fā)展为安全(quán)芯片(piàn)、软件(jiàn)密码模块、IP核、密码(mǎ)板卡等不同(tóng)形态,密码和(hé)IT技术呈现融合发展的趋势,密码的服务化更是打破了密码产品的形态(tài)限制。密码(mǎ)应用已(yǐ)经呈(chéng)现出多元化、融(róng)合化、泛在化等新特点。

近年来,我(wǒ)国(guó)不断健全密码相(xiàng)关的政策(cè)法规,先后制定和实施(shī)了网络安全法、密码(mǎ)法、36号文、GM/T0054、等保 2.0标准等系列法规(guī)政策(cè)标准,从顶层(céng)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,我国密码事业经历了从无(wú)到有、从初创(chuàng)到规(guī)范完善的(de)阶段,取得(dé)了跨越式的发展,这(zhè)也为全面推进密码(mǎ)工作和密码泛在化应(yīng)用奠定了(le)坚实有力的基础。


02  安全风险(xiǎn)呈现泛在化趋势


物(wù)联网、云计算、5G、大数据(jù)、人工智能等创新(xīn)技术(shù)正在加速驱动物理世(shì)界(jiè)与信息世界的融合。我们在享受高新(xīn)技(jì)术带来(lái)的信息红利的同(tóng)时,也无形(xíng)中打破了固有的网络边界,加剧了信息泛在化的发展趋势。物理世界与信息空(kōng)间的(de)泛在融合,也将物理(lǐ)空间的违法破(pò)坏行为引入虚(xū)拟世界,网(wǎng)络空间变得更(gèng)加复(fù)杂。


信息技(jì)术的融合,既加速了(le)信息化进程,也增大了网(wǎng)络(luò)攻击的可(kě)能性(xìng),网络安全问题异常严峻。近年来网络安全事件(jiàn)层出(chū)不穷(qióng)、形式各异,涉及到物联(lián)网安全、数据安全、虚拟化安全等方方面面。比如,在物联(lián)网(wǎng)领域,视(shì)频监控弱(ruò)密码、偷(tōu)拍、DDoS攻击等事(shì)件屡见不鲜;大(dà)量智能门锁存在通信监听、门卡复制、APP攻击等安全风险;传感器(qì)网络等无人值守设(shè)备分布广泛,被攻(gōng)破而不被发现的(de)事件也时常被事后报道。随(suí)着信息(xī)技术(shù)的(de)发展,网络安全风险加速扩散,网(wǎng)络安全问(wèn)题(tí)已然泛化。



03  密码技术的泛在化(huà)应(yīng)用思路


面(miàn)对快(kuài)速发展的信(xìn)息(xī)技术及泛在多变的网络安全需求,需要对网络空间进行体系性的安全防护(hù)。密码(mǎ)是(shì)网络(luò)信息安全的核心技术,是(shì)整个网络信任体系(xì)的基础支撑,依托密(mì)码技术在认证(zhèng)、加密等方面的重要(yào)作用,构建以密码为基石的网络安(ān)全体系,能够有力(lì)解(jiě)决(jué)网络与信息安全问题。我们在开展具(jù)体密码工作时(shí),需注意密(mì)码技(jì)术与业务应用的(de)结合。在不同的业务场景(jǐng)中,应当采用不同(tóng)的密码技术路线或者组合。总的(de)来说,包括经典密码技术、创新密码技术、前(qián)沿(yán)密码技术三个方面(miàn)。


经典密码技术指的是常见(jiàn)的对称密码、PKI/CA公钥密码及标识密(mì)码技术。这类密码技术(shù)属于基石性技术,已经被广泛应用,能够解决传统信息系统安(ān)全认证与数据加密等问题。


我(wǒ)们重点想提一些创新密码应用的(de)工作思(sī)路。我们在实践过程中,发现(xiàn)诸如(rú)工业控制、移动办公、智能家(jiā)居等新兴(xìng)场景都存在密(mì)码应用需求,然而受限于(yú)具体场景(jǐng)和环境,传统的密码技术往往无法(fǎ)直接(jiē)应用。此时,我们就需(xū)要转变思路,对密码应用的方法进行创新和调整(zhěng)。第一种思路是“融”,即(jí)密码(mǎ)融合设计,在设(shè)计之(zhī)初(chū)将密码(mǎ)流程融入到业务应(yīng)用及通信协议中(zhōng),避免后(hòu)期堆叠(dié)密码设备带来(lái)的性能开销、系统损害等影响。第二种(zhǒng)思路是(shì)“变”,我(wǒ)们对传统密码技(jì)术进行场景化的适配改造,以应对差异化的密(mì)码需求,如轻量(liàng)化密(mì)码协(xié)议、短证书等。第三种思(sī)路是(shì)“合”,我们可以对(duì)加(jiā)密、认(rèn)证、授权、安全(quán)管理(lǐ)等功能进行整合(hé),以能力打包的形式对接应用(yòng)系统(tǒng),提供“一揽子”的密码(mǎ)解(jiě)决方案,减轻应用的(de)密码集成难度(dù),快速实现密码赋(fù)能。


密码技术在不断发(fā)展,学术(shù)界对零信任、区块链、安全多方(fāng)计(jì)算、同态加密、格密码(mǎ)、抗量子密码等(děng)前沿密码技术进行了(le)广泛的研究,部(bù)分成(chéng)果已经应用到信息系统中,相信未来(lái)前沿密码技术会(huì)得到(dào)更加广(guǎng)泛和全面(miàn)的(de)应用。


04  终端侧的密码产品部署


终端(duān)种类众多(duō)、形态各(gè)异(yì)。不同种类(lèi)的终端在价格成本(běn)、网络数据能力(lì)、软硬件架构等方(fāng)面存在着(zhe)巨(jù)大区别,终端侧的密码产品部署需求也存在(zài)着差异性,需要因地制宜。


终端侧(cè)的密码产品部署(shǔ)主(zhǔ)要涵盖三种形式:安装软(ruǎn)件密码模(mó)块、内嵌硬件密码模块以及外接安全网关。对于PC、手机、高性能嵌入式设(shè)备,我们(men)可以(yǐ)部署软件(jiàn)密码(mǎ)模块,借助CPU的强(qiáng)大运算能力,实现高性能的(de)密码运算,无需(xū)额外增(zēng)加硬件成(chéng)本。面向(xiàng)智(zhì)能(néng)门锁、车载控制器等安全性(xìng)较高的(de)终端,我(wǒ)们可以采用设备内嵌密码硬件的(de)方式(shì),包括板载安全芯片、内接密码模块、使用基于密码的安全通(tōng)信(xìn)模组等,提(tí)供硬件级安全防护能力(lì),保障设备安全。针对(duì)微型传感器、大型进口设备、老旧IT设(shè)备等难以施行密码改(gǎi)造的场景(jǐng),我们可以接入安全(quán)网关(guān),通(tōng)过门卫(wèi)式安全防护,保证设备的接入(rù)安全(quán)与通信(xìn)安全问题。


05  密码的服务化之道


近年来,越来(lái)越多的(de)应用迁移(yí)上云(yún)。我们(men)如果要分别对不(bú)同的信息系统进行密码(mǎ)应用,工作量巨大,密码资源浪费(fèi)严重(chóng)。此时,我们可以借助云化、虚拟化(huà)的思想将密码能力服务(wù)化,按需提供密码资(zī)源,不同应用系统只需通过服务调用的(de)方式即可安全地获取密码能力,从而快速实现密码(mǎ)应用(yòng)改(gǎi)造。


一个(gè)可行的实践路线(xiàn)是构建(jiàn)密码服(fú)务平台。我所(suǒ)在的卫士通公司作为综合实力较强的密(mì)码企业,正在从传统密码(mǎ)产品提供(gòng)商向(xiàng)平台型安全服务提供商(shāng)转(zhuǎn)型,密码服务平台便是一个重要的抓手(shǒu)。密(mì)码服(fú)务平台不直接提(tí)供密码产品,面(miàn)向应用(yòng)提供(gòng)场景化的密码服务,提升合规的密码应(yīng)用效率,降低应(yīng)用与密码对接的难度。我们看到,越(yuè)来(lái)越多的政务云(yún)正在(zài)采用密(mì)码服务平台,实现云上应用的快速对接。可以预见,密码服务是促(cù)进(jìn)密(mì)码泛在化(huà)落地的重要且有效的技术路径。


06  基础(chǔ)软硬件的内生(shēng)安全机制

长(zhǎng)久以(yǐ)来,计算机系统基础软硬件的(de)安全及密码措施都是(shì)各自为政,较(jiào)为独立。如(rú)果要做一个安全浏览器,我们可(kě)能会在浏览器内部集成OpenSSL算法库;如(rú)果要做一个加密数据库,我们可(kě)能为数据库配(pèi)用密(mì)码硬件;如果要做安(ān)全(quán)启动,我们需要为计算机(jī)配(pèi)置(zhì)TPCM、TCM等可信计算芯(xīn)片。计(jì)算(suàn)机(jī)系统(tǒng)各个软硬件之间的密码能力缺(quē)乏协同(tóng),烟囱式存在。另(lìng)外,各类软硬(yìng)件厂商自行(háng)建设密码,也存在着合规性的问题。


我们在构建自主信(xìn)息系统时,可(kě)以从系统体系的(de)角度出发(fā),使(shǐ)用一套密码方(fāng)案(àn),贯通计算机基础软硬件的各(gè)个环节,实现密码运算和(hé)可信计算。基(jī)础此种思想,如(rú)卫士通与龙(lóng)芯(xīn)联(lián)合推出的内嵌安(ān)全SE的国(guó)产处理器(qì),打通了CPU、Bioses、操作(zuò)系统、中间件、数据(jù)库、浏览器等各环节,构建了内生安全(quán)的基础软硬件密(mì)码(mǎ)应(yīng)用生态。


07  典型案例


分享两个场景化案例。一是视频融合通信,包含视频监(jiān)控、直播(bō)、会商等多种业务模式。我们可以采用(yòng)端到端的安全方式对视频终端、服务端进行(háng)密码改(gǎi)造,对(duì)大带宽、高清、多路、实时音视频进行加解密。GB35114便是此类方式的标准化落地,未来也将会有更(gèng)多音视(shì)频密码应用的标准指导相关工(gōng)作。二是物联(lián)网密码应用,我们可以建立覆(fù)盖物联网(wǎng)“端-边(biān)-网-云”的(de)密码应用体系。端,指的是物联网(wǎng)终端侧(cè)部署安全芯片/软件密码(mǎ)模(mó)块等密码产品,实现终端安全防护;边,指的是提供安全边缘(yuán)网关,安全接入物联网终端;网,指(zhǐ)的是(shì)基于(yú)密码技术(shù)保(bǎo)障物联网通信安全;云,指(zhǐ)的是物联网(wǎng)平台(tái)具备密码与安全(quán)能力。


08  密码应(yīng)用(yòng)推进思考


密码事业的政(zhèng)策(cè)性较强,我们密码工作(zuò)者要时刻关注(zhù)国家政策法规,尤(yóu)其是中央、地方、大型机关单位的商密规划,这将带来大量的密码泛在化建(jiàn)设项目。另外,随着(zhe)等保2.0、密评(píng)工作的(de)广(guǎng)泛、有序开展,更多的细分领域将(jiāng)会开展密码工作,密码市场规模(mó)迅速扩大。我们(men)在专注既(jì)有业务(wù)领域的同(tóng)时(shí),应不断开拓新的行业用户和业(yè)务领域,拓展密码应用的范围。


密码应(yīng)用和改造需要达到什么程度?是否(fǒu)密码措施越多越好?如何让更多的行业(yè)用(yòng)户(hù)、企业单位放下对密(mì)码或安全的固有(yǒu)成见,愿意(yì)用密码?这(zhè)些问题都值(zhí)得我们思考。我们在做(zuò)密码应用和推(tuī)广的(de)时候,一(yī)定(dìng)要结合行业政(zhèng)策与应用实际(jì),按需地开展密码应用,密码应用的强度不能单一量化(huà),做到合规的(de)同时,保证(zhèng)相当(dāng)的(de)安(ān)全性。


09  从(cóng)业者建议(yì)


在密码泛在化的背景环境下,我们从业者需(xū)要哪些方面的能力素养?我认为,至少需要(yào)三方(fāng)面的能力。第一,完(wán)备的密码知识。密码技(jì)术(shù)不断发展,我们需要广泛涉猎密码知(zhī)识(shí),同时也(yě)应当潜心钻研一些重点的密码知识,尤其是我们工作(zuò)中(zhōng)可能用到的密码技术。第二,全栈的密码(mǎ)设计能力。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(de)设计(jì)能力(lì),才能应对复杂多变(biàn)的情况,准确地对密码方案进行优化(huà)和改造。第三,快速(sù)理解业务应用的(de)能(néng)力。密(mì)码和业(yè)务不能是“两张(zhāng)皮”,密(mì)码的设(shè)计(jì)必(bì)须基(jī)于业务实际(jì),密码工作者(zhě)应当(dāng)理解业务流程并(bìng)梳(shū)理出安全痛点及密码应用需求,才能做好密码建设的实际工作。


1月15日,人社部发文拟新增“密(mì)码技术应用(yòng)员”职(zhí)业,并将其定义为运用(yòng)密码技术,从事信(xìn)息系统安(ān)全密码保障的架构设计(jì)、系统集(jí)成、检测评估、运维管理(lǐ)、密(mì)码咨询等(děng)相关密码服务的人员。“密(mì)码技术应用(yòng)员”作为密码泛(fàn)在化的一(yī)个专门职(zhí)业被正式提出(chū),这无疑会(huì)促进密码泛在化的应用与推广工(gōng)作。同(tóng)时,作为密码从业者的我们,也应当(dāng)参照“密(mì)码技术应用员”的要求积(jī)极提升个人能力。


10  密(mì)码泛在化的(de)未来


传(chuán)统信息行业、新技术(shù)业务领域快速发展并交相辉映,信(xìn)息世界正朝着相互(hù)渗(shèn)透(tòu)、多元发展的(de)方向演进。我们有理由相信,未来,密码就是信(xìn)息世界不可或缺的组件,密(mì)码也将作为泛化(huà)信(xìn)息世界的安全基石,有力保障信息世界的(de)安全持续(xù)发(fā)展。密码人(rén),大有可为。


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