習(xí)近平總書記高度重視網(wǎng)絡(luò)安全，指出“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全”。網(wǎng)絡(luò)空間的安全不僅包括網(wǎng)絡(luò)本身的安全，而且包括數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、信息物理融合系統(tǒng)等多個方面的廣義安全。數(shù)據(jù)安全是網(wǎng)絡(luò)空間安全的基礎(chǔ)，是國家安全的重要組成部分，其重要性已經(jīng)引起政府部門和企事業(yè)單位的重視，也是科研工作者更加需要關(guān)注的研究領(lǐng)域。

　　管曉宏

　　中國科學(xué)院院士、

　　西安交通大學(xué)電子與信息學(xué)部主任、

　　智能網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家

　　2021年9月1日，《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》（以下簡稱《數(shù)據(jù)安全法》）正式施行，此項(xiàng)立法進(jìn)一步確保了數(shù)據(jù)處于有效保護(hù)和合法利用的狀態(tài)，以更好保護(hù)個人和組織的合法權(quán)益，維護(hù)國家主權(quán)、安全和發(fā)展利益?；诖?，需要采取技術(shù)與管理雙管齊下的方法，提出系統(tǒng)化的應(yīng)對措施和解決方案，并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施辦法。

　　數(shù)據(jù)安全的內(nèi)涵

　　數(shù)據(jù)安全，是指通過采取必要措施確保數(shù)據(jù)處于有效保護(hù)和合法利用的狀態(tài)，以及具備保障持續(xù)安全狀態(tài)的能力。數(shù)據(jù)安全應(yīng)保證數(shù)據(jù)生產(chǎn)、存儲、傳輸、訪問、使用、銷毀、公開等全過程的安全，并保證數(shù)據(jù)處理過程的保密性、完整性、可用性。此外，還應(yīng)當(dāng)異構(gòu)處理公開數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如個人姓名、聯(lián)系方式、車輛登記、社交媒體等。這些雖然都是非實(shí)體隱含數(shù)據(jù)，但往往涉及個人隱私，甚至可能造成實(shí)時定位等公共安全問題。

　　數(shù)據(jù)安全與網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、系統(tǒng)安全、內(nèi)容安全和信息物理融合系統(tǒng)安全有著密不可分的關(guān)系。為了更好地理解數(shù)據(jù)安全的內(nèi)涵，需對其主要相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行概括。

　　網(wǎng)絡(luò)安全主要指互聯(lián)網(wǎng)及其他信息網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，監(jiān)控和防止針對網(wǎng)絡(luò)攻擊和來自網(wǎng)絡(luò)的攻擊，確保網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)行和合法使用。數(shù)據(jù)安全涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、傳輸和使用過程中的安全，保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的保密性、完整性、可用性、真實(shí)性和可控性是網(wǎng)絡(luò)安全的主要任務(wù)。

　　信息安全主要指信息在系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸、處理、儲存過程中不被泄露或破壞，確保信息的可用性、保密性、完整性和不可否認(rèn)性，包括密碼系統(tǒng)的安全等。其中，信息安全涉及的數(shù)據(jù)安全主要包括兩方面：一是指數(shù)據(jù)本身的安全，一般采用現(xiàn)代密碼算法等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動保護(hù)；二是指數(shù)據(jù)防護(hù)的安全，通常采用現(xiàn)代信息存儲等手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動防護(hù)。

　　系統(tǒng)安全主要指軟硬件信息系統(tǒng)如操作系統(tǒng)、云系統(tǒng)、終端系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保證系統(tǒng)不受惡意代碼和其他惡意攻擊，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行和合法使用。數(shù)據(jù)安全是系統(tǒng)運(yùn)行安全的要素。

　　內(nèi)容安全主要指信息內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)傳播等過程中的真實(shí)性、可靠性、合法性。內(nèi)容安全涉及用戶多源數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、隱私數(shù)據(jù)的竊取、社交網(wǎng)絡(luò)對抗等安全問題。

　　信息物理融合系統(tǒng)安全主要指能源、交通等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的綜合安全，涉及物理系統(tǒng)的工程安全與信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全及相互影響下的安全。信息物理融合系統(tǒng)具有在數(shù)據(jù)流、能量流、物質(zhì)流之間進(jìn)行流動的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)安全與基礎(chǔ)設(shè)施的工程安全相互影響，產(chǎn)生新的綜合安全風(fēng)險。

　　2021年5月27日，2021中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會在貴州省貴陽市召開。圖為參會者步入“數(shù)博會”現(xiàn)場。

　　數(shù)據(jù)安全的重要性

　　數(shù)據(jù)安全與網(wǎng)絡(luò)安全密切相關(guān)，是國家主權(quán)、國家安全的重要組成部分。習(xí)近平總書記指出，數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素，對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式變革具有重大影響。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“要切實(shí)保障國家數(shù)據(jù)安全。要加強(qiáng)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)，強(qiáng)化國家關(guān)鍵數(shù)據(jù)資源保護(hù)能力，增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全預(yù)警和溯源能力?！?/p>

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要目標(biāo)之一，例如中間人攻擊可能破壞傳輸數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性等。目前，一些網(wǎng)絡(luò)平臺在提供服務(wù)的同時，通過強(qiáng)制訪問各種用戶信息，存在過度索權(quán)、超范圍收集、存儲、共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等問題，甚至將數(shù)據(jù)主體的權(quán)益“讓渡”給非授權(quán)機(jī)構(gòu)，從而威脅網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的安全性，導(dǎo)致嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的重要基礎(chǔ)。

　　數(shù)據(jù)安全也是信息安全的核心。在智能化趨勢下，基于智能技術(shù)的數(shù)據(jù)偽造給信息安全帶來新的挑戰(zhàn)。以人臉信息偽造為例，通過智能技術(shù)可對人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行虛假生成，造成人類和機(jī)器感知系統(tǒng)判斷出錯，引發(fā)個人隱私受到侵犯以及商業(yè)詐騙等問題，甚至引發(fā)社會危機(jī)。

　　近年來，智能系統(tǒng)面臨對抗性樣本、數(shù)據(jù)污染等數(shù)據(jù)安全威脅。攻擊者可通過添加細(xì)微干擾形成的惡意輸入樣本導(dǎo)致智能系統(tǒng)預(yù)測結(jié)果出錯，造成嚴(yán)重智能系統(tǒng)安全隱患；甚至還可以通過數(shù)據(jù)污染在正常樣本數(shù)據(jù)集中加入一定比例的惡意樣本進(jìn)行訓(xùn)練，導(dǎo)致觸發(fā)多種智能系統(tǒng)出錯，造成安全危害。因此，保障數(shù)據(jù)安全是維護(hù)系統(tǒng)安全的重要手段。

　　在個人使用方面，用戶的數(shù)據(jù)安全可能會引發(fā)內(nèi)容安全問題。基于海量多源異構(gòu)的用戶數(shù)據(jù)，包括好友關(guān)系等用戶間交互，不法分子可實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)聯(lián)分析，以較低門檻產(chǎn)生以假亂真的文本內(nèi)容，通過特定主題內(nèi)容生成引導(dǎo)信息并向目標(biāo)群體投送，以達(dá)到制造社會矛盾等非法目的。

　　此外，涉及能源、交通等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的測量或控制數(shù)據(jù)錯誤可能引發(fā)連鎖故障，造成嚴(yán)重信息物理融合系統(tǒng)安全威脅。例如，2010年國際上發(fā)生的針對核電站的“震網(wǎng)”攻擊，通過劫持和偽造惡意控制指令，破壞離心機(jī)的正常運(yùn)行，同時竊取和重置離心機(jī)正常運(yùn)行時的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，躲避系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控，最終造成大量離心機(jī)損毀的嚴(yán)重后果。

　　綜上所述，保障數(shù)據(jù)安全和促進(jìn)數(shù)據(jù)開發(fā)利用，可有效維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、系統(tǒng)安全、內(nèi)容安全和信息物理融合系統(tǒng)安全，從而維護(hù)國家主權(quán)、安全和發(fā)展利益。

　　數(shù)據(jù)安全的保障措施和創(chuàng)新范式

　　保障數(shù)據(jù)安全是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。《數(shù)據(jù)安全法》總則中規(guī)定：工業(yè)、電信、交通、金融、自然資源、衛(wèi)生健康、教育、科技等主管部門承擔(dān)本行業(yè)、本領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全監(jiān)管職責(zé)。公安機(jī)關(guān)、國家安全機(jī)關(guān)等依照本法和有關(guān)法律、行政法規(guī)的規(guī)定，在各自職責(zé)范圍內(nèi)承擔(dān)數(shù)據(jù)安全監(jiān)管職責(zé)。此外，在第二章第十六條中規(guī)定：國家支持?jǐn)?shù)據(jù)開發(fā)利用和數(shù)據(jù)安全技術(shù)研究，鼓勵數(shù)據(jù)開發(fā)利用和數(shù)據(jù)安全等領(lǐng)域的技術(shù)推廣和商業(yè)創(chuàng)新，培育、發(fā)展數(shù)據(jù)開發(fā)利用和數(shù)據(jù)安全產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)體系。因此，應(yīng)對數(shù)據(jù)安全面臨的威脅挑戰(zhàn)，不僅需要從科學(xué)技術(shù)角度出發(fā)，結(jié)合多學(xué)科的方法，保障數(shù)據(jù)全生命周期的安全，并且需要從政府治理角度著手，協(xié)同多個部門，通過完善法律法規(guī)和建立監(jiān)管體系，為數(shù)據(jù)安全保護(hù)提供法律依據(jù)和政策保障。

　　面向數(shù)據(jù)生產(chǎn)、存儲、傳輸、訪問、使用、銷毀的全生命周期的數(shù)據(jù)安全，針對數(shù)據(jù)生產(chǎn)與采集環(huán)節(jié)存在數(shù)據(jù)體量大、種類多、來源雜等問題，其準(zhǔn)確性、真實(shí)性、公平性、安全性難以得到保障，可采用數(shù)據(jù)分級手段，建立數(shù)據(jù)分級分類管理制度。同時，可采用基于區(qū)塊鏈、數(shù)字水印等技術(shù)對數(shù)據(jù)源進(jìn)行身份鑒別和記錄，防止惡意篡改。此外，通過惡意數(shù)據(jù)過濾技術(shù)，對數(shù)據(jù)中可能存在的含偏樣本、偽造樣本、對抗樣本實(shí)現(xiàn)過濾，從而保障數(shù)據(jù)生產(chǎn)安全。

　　首先，針對數(shù)據(jù)存儲過程中面臨的未經(jīng)授權(quán)訪問數(shù)據(jù)、修改或破壞數(shù)據(jù)等安全問題，可通過高效的加密算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以保障數(shù)據(jù)的安全性；通過密鑰管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)密匙全生命周期安全管理；通過存儲復(fù)制、數(shù)據(jù)冗余和硬盤保護(hù)等多種策略保障數(shù)據(jù)安全。

　　其次，針對數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全問題，可采用數(shù)據(jù)基因技術(shù)構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)基因體系，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中可溯源、可追蹤、可關(guān)聯(lián)，以保障傳輸數(shù)據(jù)的正確性；可利用加密傳輸，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸并通過安全傳輸協(xié)議，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。

　　再次，針對數(shù)據(jù)訪問環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的惡意攻擊與解密算法多樣等情況，有可能造成數(shù)據(jù)的惡意非法訪問，引發(fā)數(shù)據(jù)泄露、竊取、濫用等嚴(yán)重后果，可采用基于區(qū)塊鏈等的新型訪問控制及多因子認(rèn)證機(jī)制對用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)。

　　最后，針對數(shù)據(jù)使用的安全問題，可采用數(shù)據(jù)匿名化、數(shù)據(jù)脫敏等技術(shù)，保障數(shù)據(jù)在授權(quán)范圍內(nèi)被訪問、處理，防止數(shù)據(jù)竊取、隱私泄露、損毀等安全問題發(fā)生。在數(shù)據(jù)銷毀環(huán)節(jié)，常用的方法易造成數(shù)據(jù)銷毀不徹底、數(shù)據(jù)內(nèi)容被惡意恢復(fù)等情況，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露等嚴(yán)重安全風(fēng)險，因此，可采用數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)銷毀、軟銷毀與硬銷毀結(jié)合的方式，徹底銷毀或刪除數(shù)據(jù)。

　　當(dāng)前，為了解決數(shù)據(jù)安全保護(hù)問題，迫切需要創(chuàng)建受隱私保護(hù)與安全約束的新型計算范式，結(jié)合邊緣數(shù)據(jù)存儲、去中心化分布式數(shù)據(jù)存儲、敏感信息匿名化等技術(shù)，構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)安全管理方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全及隱私保護(hù)服務(wù)。例如，企業(yè)或個人可將文件通過數(shù)據(jù)加密等近端服務(wù)實(shí)現(xiàn)邊緣設(shè)備存儲，并結(jié)合加密傳輸將數(shù)據(jù)存儲至去中心化的分布式存儲系統(tǒng)，同時通過區(qū)塊鏈等技術(shù)對敏感信息匿名化的個人文件進(jìn)行管理與授權(quán)訪問，實(shí)現(xiàn)受安全及隱私約束的數(shù)據(jù)安全與隱私計算。

　　與此同時，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全相關(guān)法規(guī)政策的制定與執(zhí)行，使其成為社會治理體系的重要組成部分，同時強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全監(jiān)管，構(gòu)建數(shù)據(jù)安全管理體系。通過頂層設(shè)計，制定實(shí)施細(xì)則，劃分?jǐn)?shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)以及明確責(zé)任歸屬，實(shí)施分級管理和等級保護(hù)等管理辦法，并結(jié)合技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)托管與國家監(jiān)管有機(jī)結(jié)合的數(shù)據(jù)安全計算范式。

　　總體而言，數(shù)據(jù)安全不僅是保障國家安全的重要方面，也與個人權(quán)益息息相關(guān)，因此需要采用管理與技術(shù)相結(jié)合的新范式，建立全生命周期數(shù)據(jù)安全技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的全面、有效防護(hù)。