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從2017年一款名為“想哭”的勒索病毒網(wǎng)絡攻擊席卷全球，到今年年初波及英特爾、ARM、AMD等幾乎所有芯片供應商的“芯”臟病，再到近期人們對于芯片安全自主可控的深刻反思，網(wǎng)絡和信息技術(shù)在為我們創(chuàng)造機遇的同時，也帶來了嚴峻的安全挑戰(zhàn)。

沒有網(wǎng)絡安全就沒有國家安全，而構(gòu)建網(wǎng)絡安全的“銅墻鐵壁”離不開核心技術(shù)的支撐。可信計算作為一種“主動免疫”型的計算模式，能在網(wǎng)絡和信息化設(shè)備中使用基于硬件安全模塊支持的計算平臺，這就如同給網(wǎng)絡和信息化設(shè)備加上了“保險箱”，將大大提升系統(tǒng)的整體安全性。

增加“信任”確保信息真實

誰能想到，最初專門為軍事領(lǐng)域服務的互聯(lián)網(wǎng)，如今正日益成為“信任陷阱”的重災區(qū)。現(xiàn)有的計算機體系結(jié)構(gòu)之所以頻出安全問題，就是過于看重計算性能而輕視防護功能，這才為各類網(wǎng)絡病毒提供了可乘之機。即便是出現(xiàn)了防火墻、病毒檢測和入侵檢測等防護手段，但這些消極被動的封堵防御模式“治標不治本”，網(wǎng)絡安全依舊形勢嚴峻。

可信計算的核心思想就是在硬件上“開刀”，通過直接引入可信芯片，從體系結(jié)構(gòu)上解決網(wǎng)絡安全的脆弱問題。一旦擁有可信計算，計算機系統(tǒng)就會按照硬件設(shè)定的方式運行，與此相違背的行為都將被直接扼殺在軟硬件的“搖籃”之中。換句話說，可信計算就好比計算機設(shè)備“體內(nèi)”的免疫系統(tǒng)，能及時識別并阻止有害信息的進入，以免軟硬件缺陷被攻擊者利用。這可比“生了病”再“打針吃藥”管用得多。

早在1971年國際容錯計算會議上，可信計算概念的雛形就已經(jīng)形成。1985年，在“計算機保密模型”研究的基礎(chǔ)上，美國國防部國家計算機安全中心正式制定并出版了《可信計算機安全評估標準》，首次提出可信計算的相關(guān)概念。從初始的信任根到最后的可信應用，可信計算的每個環(huán)節(jié)都通過信任鏈“環(huán)環(huán)相扣”，確保了信息應用的真實可信。

目前，以美國和歐盟為代表的西方國家正在加緊進行可信計算技術(shù)研究。2017年底，美國國防部高級研究計劃局還希望借助“通過硬件和固件實現(xiàn)系統(tǒng)安全集成”項目研發(fā)網(wǎng)絡安全和可信計算硬件設(shè)備，以便在軍用網(wǎng)絡和信息化設(shè)備中有效應對各類網(wǎng)絡漏洞攻擊，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性。

給網(wǎng)絡安上免疫系統(tǒng)

網(wǎng)絡和計算機系統(tǒng)安全問題，其實質(zhì)上來源于 “家族遺傳病”。系統(tǒng)任務難以隔離、內(nèi)存無越界保護，直接導致在網(wǎng)絡環(huán)境下應用的計算機設(shè)備存在大量未知安全漏洞。單純把被動防御系統(tǒng)的“防火墻”越砌越高、入侵檢測技術(shù)越做越復雜、惡意代碼庫越做越龐大，僅能增加安全攻擊技術(shù)的“抗藥性”而已。與其疲于奔命封堵漏洞，不如提高自身的免疫能力，可信計算就是給網(wǎng)絡安全打造“鋼鐵長城”。

可信計算是硬件安全模塊支持下的計算平臺，該平臺主要包括信任根、硬件平臺、操作系統(tǒng)和應用系統(tǒng)。其中，可信硬件安全模塊是整個“誠信銀行”的“信任根”，通過一個含有密碼運算和存儲功能的系統(tǒng)，實現(xiàn)硬件訪問控制、存儲加密等安全保障。

也就是說，從數(shù)據(jù)到達可信硬件安全模塊開始，經(jīng)過硬件、操作系統(tǒng)直到應用系統(tǒng)都有完整的“信任鏈”保障。通過一級認證一級、一級信任一級，未獲認證的數(shù)據(jù)就得不到 “通行證”，高安全等級的自身免疫系統(tǒng)由此誕生。

可信計算的一大優(yōu)勢就是“以不變應萬變”。由于具備“主動防御”的能力，可信計算雖然與安全攻擊的新變種“素昧平生”，但依舊能夠“嗅到”其體內(nèi)的破壞基因，進而阻止非授權(quán)程序的運行，確保網(wǎng)絡和計算機設(shè)備的安全。實踐充分證實，即便遇到了此前來勢洶洶的勒索病毒，裝有可信計算系統(tǒng)的設(shè)備依舊能在病毒開始攻擊之前進行阻止。即便是被感染病毒后用戶才啟用防御機制，可信計算也能通過限制特定數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的方式，來避免重要信息遭到破壞。

經(jīng)過不斷發(fā)展，目前可信計算正向著容錯計算、安全操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全等領(lǐng)域不斷拓展。從側(cè)重硬件的可靠性、可用性，到硬件平臺和軟件系統(tǒng)服務的綜合可信，再到網(wǎng)絡連接、網(wǎng)絡可信等，可信計算正一步步適應如今的網(wǎng)絡世界。由于采取運算和防御并行的雙體系架構(gòu)，可信計算并不會成為高速運算的“絆腳石”，反而為網(wǎng)絡和計算機設(shè)備披上了一件抵御病毒侵襲的“盔甲”。

網(wǎng)絡安全的“垃圾清道夫”

近年來，隨著信息化建設(shè)的步伐不斷加快，在事關(guān)國家安全的網(wǎng)絡關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和國防應用領(lǐng)域，網(wǎng)絡安全威脅與日俱增。要扭轉(zhuǎn)受制于人的局面并在網(wǎng)絡安全核心技術(shù)方面取得突破，可信計算是一個重要的突破方向。

事實上，可信計算不僅可用于大型軍事信息化系統(tǒng)，在各類信息化終端的嵌入式平臺中，也能有力保護敏感和涉密信息。可信計算涉及信息化終端嵌入式電子設(shè)備免受物理和遠程攻擊的技術(shù)方法，即便是信息化終端落入敵手，可信計算還可通過防篡改機制保護關(guān)鍵數(shù)據(jù)不被敵人獲取。

目前，美國國防部高級研究計劃局、美國國家安全局等機構(gòu)相繼投入巨資，進行可信計算系統(tǒng)和可信計算軍用軟件開發(fā)研究。美國海軍研究實驗室也于2017年底發(fā)出關(guān)于“先進安全信息處理”項目的信息征求書，旨在尋求新型可信計算技術(shù)，以便構(gòu)建更加安全的軍事信息系統(tǒng)。這些工作涉及到支持指揮控制、通信情報、偵察監(jiān)視和作戰(zhàn)系統(tǒng)等一系列新能力的可信計算。無獨有偶，美國空軍研究實驗室也希望通過更為可靠和可信的微電子解決方案，有效降低芯片領(lǐng)域的軍事安全風險。未來這些系統(tǒng)一旦研制成功并投入使用，勢必在網(wǎng)絡安全領(lǐng)域再次形成“技術(shù)代差”優(yōu)勢。

同時，可信計算也開始“飛入尋常百姓家”，成為人們?nèi)粘Ｉ罹W(wǎng)絡安全的“垃圾清道夫”。目前已經(jīng)出現(xiàn)集成有可信芯片的產(chǎn)品，銀行卡與可信支付終端配合，借助可信計算實現(xiàn)對敏感信息的加密傳輸，人們就可以更加放心地使用網(wǎng)絡支持系統(tǒng)。此外，在金融、教育、郵電、制造和公共服務領(lǐng)域，都出現(xiàn)了可信計算應用的身影，普通百姓的數(shù)字化生活也將逐步走向真正的“信任”與“高枕無憂”。

摘自《解放軍報》