技術(shù)變革背景下的信息安全專業(yè)實(shí)踐體系改革研究

李濤，楊超，李琳

（1.武漢科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院信息安全系，武漢　430065；2.湖北大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院信息安全系，武漢　430062）

技術(shù)變革背景下的信息安全專業(yè)實(shí)踐體系改革研究

李濤1，楊超2，李琳1

（1.武漢科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院信息安全系，武漢430065；2.湖北大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院信息安全系，武漢430062）

0　引言

信息安全已經(jīng)成為國家安全的重要組成部分，信息安全專業(yè)的人才培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)國家信息安全戰(zhàn)略的基石。國外高校和研究機(jī)構(gòu)的人才培養(yǎng)緊貼國家和社會(huì)需求，以筆者在2013年訪問的美國佐治亞理工學(xué)院為例，信息安全專業(yè)課程內(nèi)容覆蓋了移動(dòng)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御、iOS漏洞檢測等新興領(lǐng)域，課程內(nèi)容半年更新一次。課程內(nèi)容信息量大，實(shí)踐項(xiàng)目基本圍繞國家和企業(yè)需求，以實(shí)際項(xiàng)目為依托，具有很高的社會(huì)價(jià)值。信息安全專業(yè)的發(fā)展必須適應(yīng)技術(shù)變革，人才培養(yǎng)需要滿足社會(huì)發(fā)展需求，可以預(yù)見，在未來10年，信息安全人才供需的結(jié)構(gòu)化矛盾日益突出，需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)，掌握技術(shù)發(fā)展趨勢的復(fù)合型人才。

1　技術(shù)變革背景下信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)

當(dāng)我們在享受云計(jì)算提供的“按需付費(fèi)”的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源便利性的同時(shí)，如何保證云端用戶的數(shù)據(jù)隱私？如何防止惡意手機(jī)軟件“竊取”話費(fèi)，讀取手機(jī)信息？這些問題的產(chǎn)生正是由于信息技術(shù)的變革引起的，產(chǎn)生了巨大的市場需求。現(xiàn)有的信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)還不能適應(yīng)技術(shù)的快速變革，加劇了信息安全人才的結(jié)構(gòu)化供需矛盾。與此同時(shí)，信息安全專業(yè)屬于國家受控布點(diǎn)專業(yè)，相對于軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等同類專業(yè)，信息安全?？崎_設(shè)學(xué)校相對較少、專業(yè)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求較高，這也給人才培養(yǎng)帶來一定的困難。

國內(nèi)的一些高校就信息安全專業(yè)的課程設(shè)置、實(shí)踐教學(xué)等進(jìn)行了相關(guān)研究。文獻(xiàn)［1］探討了在《信息安全專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》指導(dǎo)下，制定信息安全專業(yè)主干課程內(nèi)容及課程體系的方法。文獻(xiàn)［2］從課程體系、創(chuàng)新系列課程、創(chuàng)新人才基地、實(shí)踐性教學(xué)體系、課外科技活動(dòng)、創(chuàng)新環(huán)境和師資隊(duì)伍的建設(shè)入手，研究了信息安全專業(yè)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式的改革與建設(shè)情況。文獻(xiàn)［3］針對信息安全專業(yè)的發(fā)展趨勢和我國信息化建設(shè)需求，從信息安全專業(yè)的課程體系、軟硬件平臺(tái)、實(shí)踐體系和師資培訓(xùn)等方面，提出相應(yīng)的促進(jìn)對策。

信息安全專業(yè)培養(yǎng)方案執(zhí)行周期一般為四年，需要保持一定的穩(wěn)定性，而信息安全技術(shù)的發(fā)展，特別是應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展日新月異，需要找到合適的途徑，讓學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。這就要求在課程體系設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

信息安全專業(yè)屬于國家受控布點(diǎn)專業(yè)，相對于985高校而言，省屬高校開設(shè)信息安全專業(yè)相對較晚，在學(xué)科建設(shè)、招生規(guī)模上不占優(yōu)勢。技術(shù)變革，特別是應(yīng)用范疇的膨脹，給省屬高校信息安全人才培養(yǎng)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。新興的安全問題擴(kuò)大了就業(yè)空間，為人才培養(yǎng)的差異化提供了更多機(jī)遇，縮小了起點(diǎn)差距。對培養(yǎng)適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的信息安全專業(yè)人才，解決信息安全人才的結(jié)構(gòu)化供需矛盾具有重要意義。

武漢科技大學(xué)信息安全專業(yè)雖然起步較晚，但是依托國家級(jí)冶金工業(yè)過程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，國家級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，結(jié)合現(xiàn)有的特色專業(yè)——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，以及軟件工程、控制工程、網(wǎng)絡(luò)工程等計(jì)算機(jī)類專業(yè)，進(jìn)行專業(yè)融合，研究相應(yīng)的安全問題，包括：工業(yè)控制仿真與安全、軟件安全、多媒體安全、移動(dòng)操作系統(tǒng)安全等。

對于內(nèi)容相對固定的理論教學(xué)而言，信息安全實(shí)踐教學(xué)改革具有較大的空間，已經(jīng)成為提高學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑。培養(yǎng)適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的信息安全專業(yè)人才，對解決信息安全人才的結(jié)構(gòu)化供需矛盾具有重要意義。

信息安全實(shí)驗(yàn)具有一定的特殊性，需要建設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合技術(shù)變革，設(shè)計(jì)覆蓋當(dāng)前安全熱點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。依托專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生參加各種信息安全大賽、進(jìn)入本科導(dǎo)師的科研項(xiàng)目、參與課外興趣小組等，通過多層次實(shí)踐平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生興趣，提升實(shí)踐能力。

2　技術(shù)變革背景下信息安全專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革

對現(xiàn)有的基礎(chǔ)專業(yè)課程進(jìn)行內(nèi)容更新，增加新的應(yīng)用場景。在專業(yè)模塊課程、選修課程，增加了電子商務(wù)安全、云安全、信息隱藏等相應(yīng)的課程。武科大信息安全專業(yè)培養(yǎng)方案要求學(xué)生完成174個(gè)學(xué)分，其中選修類課程（專業(yè)方向選修、專業(yè)任選、學(xué)科基礎(chǔ)選修）占比超過20%，其中開設(shè)了約40門選修課程，擴(kuò)展應(yīng)用方向和領(lǐng)域。

強(qiáng)化實(shí)踐課程體系建設(shè)，深化和補(bǔ)充實(shí)踐課程內(nèi)容，例如在軟件安全中增加移動(dòng)軟件安全和云服務(wù)安全的內(nèi)容。增設(shè)了一些反映學(xué)科前沿、體現(xiàn)素質(zhì)教育、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程，如電子商務(wù)與電子政務(wù)安全、移動(dòng)平臺(tái)安全等。學(xué)生通過專業(yè)模塊選擇，搭配選修課，形成不同的應(yīng)用方向。結(jié)合學(xué)校行業(yè)優(yōu)勢，學(xué)生可以選擇工業(yè)控制安全等方向，也可以通過選擇無線安全實(shí)踐課程、操作系統(tǒng)安全開放式實(shí)驗(yàn)等，進(jìn)行移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)踐等。

為了彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足，增設(shè)相應(yīng)的開放實(shí)驗(yàn)，包括移動(dòng)操作系統(tǒng)安全、Web安全等，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中增加相應(yīng)的新技術(shù)項(xiàng)目，如開發(fā)一個(gè)手機(jī)安全App等內(nèi)容等，提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

逆向思維能力對信息安全專業(yè)學(xué)生具有極其重要的作用，要安全防御，首先要學(xué)習(xí)攻擊方法，在病毒實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)攻防等教學(xué)教學(xué)過程中，進(jìn)行分組，開展攻守互換，通過角色互換，提高學(xué)生逆向思維能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，通過學(xué)生攻防互換等方式，學(xué)生通過組隊(duì)完成相應(yīng)的攻擊和防御實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過角色轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握相關(guān)的原理和概念，鍛煉正向思維和逆向思考能力。在密碼學(xué)中加入智能手機(jī)App開發(fā)的應(yīng)用場景，在網(wǎng)絡(luò)攻防中加入無線網(wǎng)絡(luò)安全等，武漢科技大學(xué)建立了專用的信息安全實(shí)驗(yàn)室，用于密碼學(xué)、軟件安全、信息系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)驗(yàn)，可以開放約200個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且在實(shí)際應(yīng)用過程中，任課教師補(bǔ)充了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)病毒實(shí)驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容。

建設(shè)實(shí)踐平臺(tái)的指導(dǎo)思想為：以第二課堂為保證，以科技創(chuàng)新基地為支撐，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)為目的，以鍛煉實(shí)際能力為重點(diǎn)，有組織、有計(jì)劃地分專業(yè)、分年級(jí)、分層次開展大學(xué)生課外科技活動(dòng)，做到點(diǎn)面結(jié)合，以點(diǎn)帶面，全面提高。

依托專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，在本科導(dǎo)師指導(dǎo)下，開設(shè)了多層次的實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生可自己進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行申報(bào)，包括：

·學(xué)術(shù)型科研項(xiàng)目。這一類項(xiàng)目由科研骨干從國家、省部級(jí)項(xiàng)目中進(jìn)行抽取和設(shè)計(jì)，目標(biāo)是培養(yǎng)有志于從事科學(xué)研究的學(xué)生，培養(yǎng)其學(xué)術(shù)素養(yǎng)和學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力。

·創(chuàng)新型科研項(xiàng)目。這一類項(xiàng)目主要來源于由導(dǎo)師設(shè)計(jì)的科研項(xiàng)目，針對學(xué)生能力開展創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

·企業(yè)和競賽類項(xiàng)目。主要來源于企業(yè)的支持和各類競賽，實(shí)用性強(qiáng)。

武漢科技大學(xué)為每6-8名本科生指定1名富有經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任導(dǎo)師，對大學(xué)生進(jìn)行專業(yè)輔導(dǎo)、思想引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。在本科導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)興趣自由選擇不同層次項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生參與導(dǎo)師課題，組隊(duì)參加信息安全比賽，提高創(chuàng)新實(shí)踐能力。學(xué)校為本科生提供了大學(xué)生創(chuàng)新基金、創(chuàng)業(yè)基金等多個(gè)支持項(xiàng)目，學(xué)生通過完成項(xiàng)目提升動(dòng)手能力。

3　結(jié)語

本文針對信息安全技術(shù)快速發(fā)展的背景，提出通過實(shí)踐課程改革、實(shí)踐方法改革和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，培養(yǎng)適合技術(shù)變革的信息安全人才。通過實(shí)踐課程改革，擴(kuò)展信息安全專業(yè)本科生專業(yè)知識(shí)面，讓學(xué)生接觸和掌握新技術(shù)發(fā)展趨勢，提升就業(yè)競爭力。通過實(shí)踐教學(xué)方法改革，鍛煉學(xué)生逆向思維能力，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。通過實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，為學(xué)生提供多層次的實(shí)踐手段，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

［1］杜瑞穎，張煥國，王麗娜，陳晶［J］.本科信息安全專業(yè)課程體系研究，2011（2011.9.25）1-3.

［2］張仕斌.信息安全專業(yè)創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐［J］.當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2012（2012.05）：46-48.

［3］唐成華，鐘艷如，王鑫，王勇，張瑞霞.信息安全專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及促進(jìn)對策［J］.計(jì)算機(jī)教育，67-69.

Information Security；Creative；Practice Teaching

Research on the Reformation of Information Security Practice under the Background of Technology Change

LI Tao1，YANG Chao2，LI Lin1
（1．Institute of Information Security，School of Computer，Wuhan University of Science&Technology，Wuhan430065；2．Institute of Information Security，School of Computer and Information Engineering，Hubei University，Wuhan430062）

1007-1423（2015）19-0032-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.19.008

李濤（1979-），男，湖北襄陽人，博士，研究方向?yàn)樾畔踩⒅悄苡?jì)算

2015-05-21

2015-06-26

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起，信息安全的外延不斷擴(kuò)大，技術(shù)變革加劇信息安全人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的結(jié)構(gòu)性矛盾，針對這一問題，提出適應(yīng)技術(shù)變革的信息安全實(shí)踐教學(xué)體系，從課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，逆向思維培養(yǎng)等方面闡述實(shí)踐教學(xué)體系的改革思路。

信息安全；創(chuàng)新型；實(shí)踐體系

湖北省教育廳人文社科重點(diǎn)項(xiàng)目（No.2012D111）、武漢科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目云計(jì)算環(huán)境下信息安全專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究（No.2014X063）

With the rise of big data，cloud computing，mobile Internet，information security application scale has been expanded，technology change leads to the structural contradictions in the information security person training and social needs，in order to solve this problem，proposes information security practice teaching architecture，illustrates it from the curriculum structure optimization，innovative practice teaching platform，converse thinking training.