本书由我国网络安全泰斗沈昌祥院士领衔撰写,系统梳理了自主可信计算从理论创新到技术落地的完整脉络。书中提出“双体系并行结构”“三重防御框架”等原创概念,创造性地将生物免疫机制引入网络安全领域,为破解传统被动防御的局限性提供了全新思路。通过“可信密码模块(TCM)”“可信平台控制模块(TPCM)”等技术突破,我国首次实现了安全计算环境的自主可控,彻底摆脱了对国外技术的依赖。书中不仅包含高屋建瓴的理论阐述,更深度融合工程实践。无论是国家电网调度系统的安全加固案例,还是央视制播环境可信化建设的实践经验,均体现了“产学研用”一体化的创新价值。特别值得关注的是,本书紧扣《网络安全法》和等级保护2.0制度,为企事业单位提供了从合规建设到攻防实战的全流程指导。对于从事网络安全工作的技术人员而言,本书是掌握国家级安全架构的必读教材;对于企业管理者来说,书中关于安全可信产业生态的构建思路,更是抢占数字化转型先机的战略指南。书中提出的“五环节主动免疫实施过程”“四要素动态访问控制”等方法论,更是填补了行业标准空白。
胡俊,本科就读于中国科学技术大学电子工程与信息科学系,2008年中科院国家信息安全重点实验室博士毕业,师从沈昌祥院士,任教于北京工业大学信息安全专业,目前担任北工大国家等保2.0和可信3.0攻关示范基地管理办公室主任,北工大—可信云科重明研究院院长等职,主要方向为云安全、系统安全、自主可信计算等领域,长期从事自主可信计算的工程实现、产学研协作与实践教学研究,是安全可信领域知名学者,可信计算产业联盟特聘专家。在自主可信计算领域已出版专著2本,参与制定5项国家标准,主持团体标准8项(其中两项已颁布)。于2012年开发通用可信基础软件,2014年开源并持续改进至今,应用于多个国家、国企重大科研项目,获得电子学会科技进步一等奖一次,北京市科技进步二等奖一次,基于相关开源项目的实训用例用于全国大学生信息安全竞赛中,于2023、2024年两次获得全国大学生信息安全竞赛突出贡献奖。
前 言
在数据成为关键生产要素的今天,如何确保其流通“放得开”也“管得住”?当前,我国正迈入数字化与智能化深度融合的新阶段,人工智能的广泛应用在催生新质生产力的同时,也将网络空间安全推向一个全新的时代。实现对数据要素全生命周期的精准、可信、低成本使用,已成为未来几年网络空间安全的核心需求。然而,传统静态、被动的安全机制难以满足这一核心需求。虽然机密计算、联邦学习、区块链等新兴技术能够解决特定场景的安全问题,但难以独立应对来自现实的综合性安全挑战,必须依靠体系化的安全协作方能发挥作用。
为应对综合性安全挑战,自主可信计算作为一种科学的网络空间安全体系架构应运而生。自主可信计算在现有的计算体系之外构建独立的安全部件,通过基于可信密码机制的信任计算,实现了多种安全机制的按需协同。这是我国科研团队在信息系统长期“受制于人”的背景下,由沈昌祥院士指导,历经四十多年理论与实践探索结出的原始创新硕果。在传统安全领域,自主可信计算通过组织现有的安全机制,形成了体系化防御架构,是一种跨越式的创新;在可信数据空间等新兴场景中,自主可信计算通过将“信任计算”独立为生态化服务,可促成数据安全产业新模式,是一种改变现有范式的颠覆式的创新。
需要明确的是,自主可信计算并不是信息安全的简单替代,二者是相辅相成、相互支撑的关系。我国《网络安全法》和网络安全等级保护制度已明确提出安全可信的要求,而自主可信计算正是实现这一要求的关键技术体系。正因如此,自主可信计算与信息安全共同被中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于完善市场准入制度的意见》列入十大新业态新领域,成为保障其他领域网络安全的基石。
作为一个创新的技术体系,自主可信计算的相关资料目前仍较为匮乏。为宣传推广该技术体系,助力网络安全等级保护工作,满足数据安全可信流通的迫切需求,我们编写了本书。本书面向具备计算机基础的技术人员与管理者,力求从原理、框架、标准、应用及人才培养等角度,提供一幅关于自主可信计算的“全景图”,旨在帮助读者构建系统性的认知。
本书分为三部分,基础理论篇从网络安全的演进脉络入手,阐释自主可信计算的科学原理,详解其“‘一种’新的计算模式、‘双体系’并行结构、‘三重’防御框架、‘四要素’可信动态访问控制、‘五环节’主动免疫实施过程和‘六不’防御效果”的鲜明特征;核心技术篇回顾了自主可信计算的发展过程,系统梳理了我国自主构建的,涵盖密码、平台、主板、软件和连接的技术体系,并阐明自主可信计算是如何从根本上解决安全“受制于人”的状况的;工程应用篇则结合网络安全等级保护的要求,深入介绍了自主可信计算的技术要求、实现范例、在关键信息基础设施中的应用实践,及其对安全可信人才培养模式的深远影响。
自主可信计算内涵丰富,工程实现复杂,但其基本原理清晰明确,且与信息系统其他领域的基础理论和核心技术有大量相通之处。本书旨在系统性地介绍自主可信计算,具体的技术细节请参阅相关标准、产品及技术文档。我们也将通过后续的系列专著及开源工作,持续提供更多学习资源。期望本书能成为您探索自主可信计算的起点,让我们共同从产、学、研、用、测多方聚力,夯实数字中国的安全基石,携手推进这一关乎国计民生的新业态蓬勃发展。
作 者
2025年11月1日