導語:
4月10日,“CITE2021工業互聯網發展與安全峰會”在深圳會展中心隆重舉行,中國工程院院士沈昌祥為峰會帶來《以自主創新、安全可信打造工業互聯網新生態》為主題的主旨演講,會后沈院士針對“十四五”期間工業互聯網發展與安全相關話題接受峰會專訪,圍繞“創新為核、安全為先、數據賦能、產業先行”的峰會主題,就產業數字化轉型與數字產業化,以及如何構建安全體系結構和推進產業生態建設發表意見,為進一步明晰未來工業互聯網發展與安全的愿景目標指出具體路徑。
沈昌祥
中國工程院院士
以“計算原理、體系結構、系統工程”三步創新建構新時代工業互聯網
— CITE2021工業互聯網發展與安全峰會沈昌祥院士專訪
Q1
國家“十四五”規劃突出創新在發展全局中的核心地位,特別提出把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐,我國的工業互聯網未來應堅持什么樣的創新方向?
沈昌祥:國家“十四五”規劃提出加快形成國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進發展格局,既是統籌推進疫情防控和社會經濟發展的關鍵措施,也是推動經濟高質量發展的有效途徑。新基建作為國家戰略,將加速推動我國數字化轉型、網絡化重構、智能化提升、產業化升級。工業互聯網作為新基建的重要信息基礎設施,將迎來更為廣闊的發展機遇,也必然面臨更為嚴峻的網絡安全挑戰,必須做好應對壟斷網絡空間霸權威懾,筑牢網絡安全防線的準備。
“十四五”規劃突出創新在發展全局中的核心地位,解決工業互聯網的發展與安全問題也要依靠科技創新。從認知科學上看,設計IT系統不可能窮盡所有邏輯組合,利用缺陷挖掘漏洞進行攻擊是網絡安全永遠的命題。為規避邏輯缺陷和后門,國際一流廠商投入大量的人力、財力和物力,搭建平臺持續不斷進行模擬攻擊驗證。我國自主產業雖然投入在明顯增加,但距離世界先進水平還有較大差距,要在認清客觀現實的基礎上去謀劃我們的網絡安全。我為此提出了國產化替代的“五三一”原則,即通過主動免疫、可信計算保障工業控制系統計算任務和工作流程的實施。倡導自主化只是解決了“卡脖子”的問題,并不意味著解決了網絡安全問題。工業互聯網創新方向不僅要堅持自主化,還要做到安全可信,才能做到自立自強,需要我們轉變理念和現有做法,走一條具有中國特色的自主創新、主動免疫、安全可信的工業互聯網發展之路。
“五三一”原則
Q2
《工業互聯網創新發展行動計劃2021-2023》提出工業互聯網發展進入快速成長期,面對安全需求的放大,如何加強網絡安全供給側創新突破?
沈昌祥:工業互聯網發展實質上是工業產業的數字化轉型。國家提出加快數字產業化和產業數字化,就工業而言,數字產業化意味著通過大數據技術發現工業產業的內在規律,產生新產品和新效益,所以工業數字化轉型把大數據用好是關鍵。工業大數據有幾個特點:
第一是多元異構。工業大數據不單單是指控制數據,而是融合了工業環境、生產過程、異常現象等綜合起來的數據,要通過智能化挖掘分析來發現其中規律并合理加以利用;第二是非結構化。不完整、支離破碎、上下文不連接的數據是不能用作數據庫處理的,也不能用通信協議來處理,要通過智能存儲、智能處理模式來應對;第三是要有容錯機制。海量數據不是大數據,工業控制系統本身的數據量實際上并不大,只是各類生產系統設備生成的數據匯總后數據量相當大,大數據要揚棄、要去偽存真;第四是要快速處理。工業控制系統要求數據快進快出,快速滿足產品生產需求,不能只采集不處理而占用資源。目前各地都在建設工業大數據中心,大數據中心的價值是通過大數據產品交易來體現,真正的大數據其原始的產品原料應該是零,所以工業互聯網發展大數據的實質是數字產業化。同時要做好產業數字化,通過網絡化、智能化迭代自動化,通過信息技術應用創新推進了網絡安全供給側變革,但目前還不是自己做了就可以高枕無憂的概念。
Q3
如何處理好工業互聯網的數據安全問題?
沈昌祥:安全在任何時候都是保底的。數據是工業的生產要素,因此數據絕不能被破壞、被攻擊,但保障工業數據安全要從工業控制系統的安全可信入手,不能為了數據安全去數據安全。如果工業控制系統被攻擊,傳統數據加密保護包括一次性校驗就會失效,數據有可能被竊取、被破壞甚至被勒索,因此要建立工業互聯網的免疫系統。例如,數據處理終究是由計算設備來處理,要從安全可信的計算器件開始,組成安全可信的設備集群,最后變成安全可信的系統。跟新冠肺炎疫情的防控道理一樣,個體首先要健康,從個體到集體,最后才會構建起社會整體的健康。數據安全是目標,但還是要從構建安全可信體系的角度去入手解決數據安全問題。
Q4
《工業互聯網創新發展行動計劃2021-2023》提出推進工業互聯網產業生態培育工程,對于加強產業生態體系建設您有哪些建議?
沈昌祥:工業互聯網發展面臨的問題分別存在于科學原理、核心技術、工程應用三個層面,必須通過安全可信計算原理、安全體系結構設計、系統工程建設三大體系構建去解決。
首先,要在計算原理上有新的探索和發現。過去工業控制系統從發展角度出發,注重保證“快”和“靈”,沒有考量網絡攻擊等安全因素,不構成問題的矛盾統一體,要從根本原理上創新;第二,體系結構與核心技術要取得突破。以PLC為例,傳統PLC系統都是從控制角度出發來設計,不是從安全體系結構出發,面對網絡攻擊會非常脆弱。像伊朗核設施遭受的震網病毒攻擊,教訓是非常深刻的??尚臥LC通過加入并行的主動免疫、安全可信的防護器件,實現了計算部件加防護部件的二重體系結構,實現邊工作邊檢測,整體功能不受影響,從而建立起了免疫能力;第三,要從工程應用的角度去設計系統功能。偉大事業需要偉大工程來實現,還是以PLC為例,PLC系統功能設計要跟上層控制部件和下層被控制部件整體融合來考慮,并通過工程實踐把現有設備升級為可信計算機系統,而應用系統不用改動,便于新老設備融為一體,從而構成全系統安全可信。工業互聯網企業要下真功夫,要埋頭苦干,要樹立自立自強的信心,從三步創新中加強產業生態體系建設。
記 者 | 《信息技術與網絡安全》 范赫男
排 版 | 韋肖葳
封面設計 | 趙景平
ITNS 信息技術與網絡安全