多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)生安全

我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略規(guī)劃，有的是演進(jìn)式的，有的是革命式的，還有的介于這兩者之間。網(wǎng)絡(luò)空間首先要解決好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。能控制網(wǎng)絡(luò)的就是網(wǎng)絡(luò)的主人。從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，我們還不具有控制互聯(lián)網(wǎng)的能力，面臨著被人從網(wǎng)絡(luò)上抹掉的風(fēng)險(xiǎn)。所以，我國(guó)亟須自主創(chuàng)新開(kāi)啟新型網(wǎng)絡(luò)——多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略剛需將開(kāi)啟多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代

2017年12月14日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)宣布廢除網(wǎng)絡(luò)中立原則。這不止是運(yùn)營(yíng)商的事情，還是美國(guó)人在網(wǎng)絡(luò)空間方面戰(zhàn)略性的一步。而俄羅斯宣布要建立“獨(dú)立互聯(lián)網(wǎng)”，歐盟宣布實(shí)施“寬帶歐洲”戰(zhàn)略，自主建設(shè)“可管可控”高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，這表明各國(guó)對(duì)美國(guó)人和互聯(lián)網(wǎng)的信譽(yù)產(chǎn)生了懷疑。鑒于這種局面，我認(rèn)為多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代可能會(huì)來(lái)臨。

面對(duì)這樣的形勢(shì)，要兩條腿走路，一方面繼續(xù)建設(shè)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，另一方面同時(shí)創(chuàng)新發(fā)展多邊共治網(wǎng)絡(luò)，這是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代國(guó)際政治博弈的必然要求，發(fā)展新的多邊共治網(wǎng)絡(luò)是成就強(qiáng)國(guó)夢(mèng)不可或缺的戰(zhàn)略性技術(shù)。

目前全球有很多新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究者，出現(xiàn)了不少研究成果，例如云、可重構(gòu)、標(biāo)識(shí)映射、SDN、內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)，等等。如今的局面是滿地珍珠但沒(méi)有項(xiàng)鏈，所以新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)缺項(xiàng)鏈，不缺珍珠，急需主線串珠成鏈。因此要以自主創(chuàng)新的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和基線技術(shù)開(kāi)展“國(guó)家第二網(wǎng)絡(luò)”能力建設(shè)，這是我們作為技術(shù)人員的歷史責(zé)任。

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展構(gòu)想

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系解讀。多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系是基于全維可定義平臺(tái)的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，確定了新型網(wǎng)絡(luò)基線將由三部分組成：多模態(tài)尋址與路由技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智慧化管理、廣義魯棒控制的內(nèi)生安全。在此基礎(chǔ)上有各種應(yīng)用，稱之為多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)。這樣IP及其傳輸方式、傳輸協(xié)議、路由控制只是其中的案例之一。

為什么要建設(shè)基于全維可定義平臺(tái)的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)？現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)很難適應(yīng)多樣化應(yīng)用。多樣化應(yīng)用需要多元化、專業(yè)化、智慧化的網(wǎng)絡(luò)，必須發(fā)展顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全維可定義，使網(wǎng)絡(luò)世界獲得與現(xiàn)實(shí)世界可匹配的多模態(tài)融合活力。所以必須拋棄“盡力而為、縫縫補(bǔ)補(bǔ)”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展路線。

多模態(tài)尋址與路由技術(shù)。自然界的物種多元化，因?yàn)槠湎嗷パa(bǔ)充、相互制約、相互平衡而構(gòu)成一個(gè)和諧共存的發(fā)展格局，如果沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)性變異的累積和推陳出新的延續(xù)，生物界會(huì)因?yàn)橥|(zhì)化而漸漸走向凋亡。

現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)形式也很豐富。有基于街道名、門牌號(hào)、郵政編碼的尋址方式，有基于空間物理坐標(biāo)的尋址方式，有基于內(nèi)容的尋址方式。而網(wǎng)絡(luò)尋址與路由技術(shù)方面：以IP地址為中心的尋址模式已經(jīng)成熟，正由IPv4向IPv6發(fā)展;以標(biāo)識(shí)分離為中心的尋址模式已經(jīng)在專用網(wǎng)上得到應(yīng)用;以服務(wù)內(nèi)容為中心的尋址模式已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的服務(wù)中有所體現(xiàn);以空間坐標(biāo)為中心的尋址模式已經(jīng)在生活中普遍存在了。然而在網(wǎng)絡(luò)中，恰恰沒(méi)有這些豐富的尋址模式。而SDN/NFV、SDC、SDH、SDI、DSAs等都可以提供多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。而現(xiàn)有的IP架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)不能接納這些技術(shù)。

多模態(tài)網(wǎng)元架構(gòu)設(shè)想如下：最下層是全維可定義的路由/交換平臺(tái)（SDXp），中間是多協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)控制器（MMSc），最上層是IP、NDN、Sinet、Ednet、ICN等規(guī)程作為應(yīng)用功能。

網(wǎng)絡(luò)智慧化管理。人類正在步入智慧時(shí)代，號(hào)稱“智能革命”。機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展很快，人工智能如火如荼。這些技術(shù)如果用于網(wǎng)絡(luò)控制，將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)智慧。然而，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)世界既沒(méi)有現(xiàn)實(shí)世界的多樣化，也沒(méi)有可資比擬的智慧程度。

自然界的群體運(yùn)動(dòng)中，生物群體所呈現(xiàn)出的各種協(xié)調(diào)有序的大規(guī)模集體運(yùn)動(dòng)模式，實(shí)際上是由分布式個(gè)體之間相對(duì)簡(jiǎn)單的協(xié)同交互產(chǎn)生的群體行為?，F(xiàn)在基于云的無(wú)人駕駛技術(shù)將狀態(tài)感知、分析控制、動(dòng)作調(diào)整匯集到云端，進(jìn)行全局優(yōu)化與決策，而不是讓每一輛汽車都具有決策功能。這是用云技術(shù)建立“感知-決策-執(zhí)行”一體的智能控制系統(tǒng)，自動(dòng)感知運(yùn)行態(tài)勢(shì)、規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)和路由、管理與調(diào)配資源，形成“自動(dòng)駕駛”的智慧網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)智慧化，就是引入人工智能技術(shù)，建立“感知-決策-執(zhí)行”一體的網(wǎng)絡(luò)智慧化管理、傳輸與控制，實(shí)現(xiàn)智能感知、自主決策、自動(dòng)執(zhí)行。人工智能與網(wǎng)絡(luò)融合的根本目的是：構(gòu)建智能閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與上層服務(wù)的實(shí)時(shí)適配和擬合。而領(lǐng)域?qū)Ｓ肈SAs架構(gòu)和軟硬件協(xié)同計(jì)算語(yǔ)言、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等能為此提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全思考

體系架構(gòu)成為解決安全問(wèn)題的新方向。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的進(jìn)步是多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中最重要的進(jìn)步之一。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)針對(duì)服務(wù)性設(shè)計(jì)，有可靠性，但沒(méi)有內(nèi)生安全性，沒(méi)有抗攻擊的能力。

網(wǎng)絡(luò)空間安全威脅的本源性技術(shù)問(wèn)題如下：第一，軟硬件設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的漏洞問(wèn)題。第二，全球化時(shí)代軟硬件中存在后門。第三，現(xiàn)有理論與技術(shù)沒(méi)有手段徹查給定信息系統(tǒng)。這些問(wèn)題是不可避免的。網(wǎng)絡(luò)陷入了數(shù)字經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)空間安全威脅越嚴(yán)重的困境。這表明：任何安全管理規(guī)則的有效性都需要建立在技術(shù)安全的基礎(chǔ)上。

基于廣義魯棒控制的技術(shù)架構(gòu)。借鑒量子力學(xué)中的測(cè)不準(zhǔn)原理，形成基于多模裁決的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)負(fù)反饋控制構(gòu)造。任何的“探測(cè)”或“試錯(cuò)”攻擊都可能導(dǎo)致當(dāng)前防御場(chǎng)景改變，在機(jī)理上與測(cè)不準(zhǔn)原理等價(jià)，使得“暴力破解”方法無(wú)效。也叫廣義魯棒控制構(gòu)造，它既不依賴攻擊者先驗(yàn)知識(shí)和行為特征信息，也不懼怕任何基于未知的異構(gòu)漏洞后門的攻擊。擬態(tài)防御實(shí)際上是一種內(nèi)生安全效應(yīng)。

內(nèi)生安全效應(yīng)在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)基于廣義魯棒控制的技術(shù)架構(gòu)體現(xiàn)。應(yīng)用層面采用廣義魯棒控制的可信服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層面采用廣義魯棒控制的分布式網(wǎng)絡(luò)，下層采用廣義魯棒控制的網(wǎng)元設(shè)備，管理體系也采用廣義魯棒控制。總之，用廣義魯棒控制構(gòu)造形成軟硬件系統(tǒng)的內(nèi)生安全效應(yīng)。

技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。安全分為兩個(gè)層面，管理安全和支持管理安全的技術(shù)。所以“有管理”和“可管理”是不同的概念，前者是管理規(guī)定，后者既有規(guī)定又有支撐技術(shù)?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全很多都是“有管理”而非“可管理”，擬態(tài)安全能夠?qū)崿F(xiàn)“可管理”的狀態(tài)。

多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)智慧化、多元化、個(gè)性化、高魯棒、高效能等發(fā)展需求，以顛覆性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以全維可定義的開(kāi)放架構(gòu)為支撐，以多模態(tài)尋址、智慧化管理與傳輸、廣義魯棒控制等新一代網(wǎng)絡(luò)基線技術(shù)創(chuàng)新為抓手，推動(dòng)可增量部署的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)路線。以“全維可定義”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“開(kāi)放基因”;以“多模態(tài)尋址”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“融合基因”;以“網(wǎng)絡(luò)智慧化”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“效能基因”;以“廣義魯棒性”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“安全基因”。

加快推進(jìn)顛覆性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以全維可定義的開(kāi)放架構(gòu)為基礎(chǔ)，以新一代基線技術(shù)創(chuàng)新為切入點(diǎn)，創(chuàng)建可增量部署的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展模式，切實(shí)推動(dòng)我國(guó)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由“跟跑”到“領(lǐng)跑”，實(shí)現(xiàn)由“網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品大國(guó)”到“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變。要始終以國(guó)家重大戰(zhàn)略需求為牽引，研發(fā)“自主技術(shù)、安全可信”的“開(kāi)放架構(gòu)的多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)”，為建設(shè)“國(guó)家第二網(wǎng)絡(luò)”提供可靠的技術(shù)支撐。

（本文根據(jù)鄔江興院士公開(kāi)演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）