依托學科競賽的網絡空間安全專業人才創新能力培養

劉小虎 ，張玉臣 ，韓繼紅 ，張紅旗 ，于志超

（1.信息工程大學三院，河南鄭州 450001；2.河南省信息安全重點實驗室，河南鄭州 450001）

0 引 言

網絡將“人類世界、機器世界、物理世界”深度融合關聯，形成了獨立于陸、海、空、天之后的第五維空間。網絡空間逐漸演變發展為國家安全新戰略高地。近年來，頻繁多發的網絡安全事件（如Flame、HeartBleed、WannaCry等）表明，網絡安全形勢日益嚴峻。而據《中國網絡安全產業發展研究報告》數據顯示，目前我國網絡安全人才需求缺口高達95%，且有進一步擴大趨勢。人才短缺已經成為守護網絡空間安全的最大挑戰。2018國家網絡安全宣傳周期間，中國信息安全評測中心聯合多家研究機構共同發布的《2018網絡安全人才發展白皮書》指出“網絡安全行業的人才培養模式在體系構建和教學內容方面還需要進一步探索和實踐”。

網絡空間安全專業人才是解決網絡安全問題的關鍵所在[1]。隨著2015年“網絡空間安全”一級學科的設立，網絡安全專業人才培養提升到了新高度。但目前我國網絡空間安全專業人才培養與經濟社會發展需求還有一定差距，主要表現為特殊人才發現與選拔機制落后、培養激勵措施欠缺、創新實踐能力不強等現實問題。人才培養模式有待于進一步創新和改革[2]。

2016年底，美國國家安全教育計劃工作組下屬網絡安全競賽工作組發布名為《網絡安全競賽：建設明日的網絡安全人才隊伍》（《Cybersecurity Games：Building Tomorrow’s Workforce》）白皮書[3]，指出網絡安全競賽在增強網絡安全意識、吸引教育資源、縮小人才缺口等方面發揮著重要作用。網絡空間安全類學科競賽能夠為人才發現、培養和選拔提供重要依托，對培養人才創新精神、提高人才實踐應用能力具有不可替代的重要作用。以學科競賽為依托開展網絡空間安全專業人才創新實踐能力培養，可為網絡空間安全專業人才培養模式改革創新提供思路。

1 網絡空間安全專業人才培養面臨的問題

1.1 特殊人才發現選拔機制落后

目前，我國網絡空間安全專業人才選拔大多采用試卷考試并按成績錄取的方法，通過“一把尺子”來發現和選拔。但由于專業特殊性，該領域的人才很多是“奇才”“偏才”“怪才”，他們棱角鮮明、思維獨特、個性化特點突出、創新實踐能力強，但不一定善于考試[4]。因此，現有人才發現和選拔機制很有可能無法將其納入人才培養體系，造成特殊人才的流失。上海交通大學網絡空間安全學院院長李建華認為“目前我國存在安全人才培養與實際需求脫軌、缺少網絡空間安全奇才和專才的發現和培養體系等問題。非科班出身的“黑客”往往實踐經驗豐富，但是目前的人才培養體系無法保障這些人才為國家的網絡空間安全事業所用”。

1.2 優秀人才培養激勵措施欠缺

目前，對優秀人才進行激勵時大多采用簡單的物質激勵，或流于形式的精神激勵，缺乏多樣化的激勵措施，收不到預期的激勵效果。在教育管理方面，仍采用傳統的措施，對優秀人才激勵措施不到位，對特殊人才缺乏特殊的政策。創新實踐能力突出的學生，尤其是網絡空間安全專業的特殊人才，受制于目前的人才評價體系，很難得到應有的獎勵，甚至會被打上“差生”“怪才”的錯誤標簽受到排擠和不公待遇。

1.3 人才培養體系重理論輕實踐

高等教育法明確規定：高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的專門人才。然而，很多高校在培養網絡空間安全人才時，較注重人才培養數量，而忽視人才培養質量。特別是部分高校在培養過程中，缺少針對性的實習和實踐環節，造成學生創新實踐能力不足。網絡空間安全的本質是攻防雙方的對抗和博弈，突出特點是實踐性強。且由于相關技術發展很快，企業對學生的創新實踐能力要求更高。重理論輕實踐的人才培養體系，已經無法適應經濟社會的發展需求[5]。

因此，在網絡空間安全專業人才培養中，如何破解特殊人才發現與選拔機制落后問題，采用恰當的培養激勵措施，提升畢業學生的創新實踐能力，是亟須全國網絡空間安全院校共同解決的問題。

2 學科競賽在網絡安全人才培養中地位作用

隨著網絡空間安全受到社會各界的普遍重視，網絡安全類學科競賽越來越多，主要可以分為奪旗賽（CTF）、作品賽、運維賽、知識賽等類型，突出特點是模擬真實環境開展網絡攻防對抗，或針對實際問題提出解決辦法，以檢驗學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，對于發現選拔特殊人才、激勵優秀人才、培養愛好興趣以及增強創新實踐能力具有重要作用。

2.1 依托學科競賽進行特殊人才發現

網絡空間安全是年輕人的事業，要不拘一格降人才，依托網絡空間安全類學科競賽發現和選拔特殊人才。學科競賽能夠充分體現學生創新思維和解決實際問題的能力[6]，一些網絡空間安全方面的特殊人才，可能分數考不高、論文發不了，但是實踐經驗豐富、創新能力強。可通過開設網絡安全專業“興趣班”“特長班”“實驗班”等方式[7]，從獲得學科競賽優異成績者中選拔人才，不唯分數論、不唯論文論。通過專家組面試、實驗環境機試等方法綜合考評。對特別優異者，也可采用專家推薦免試方法，給予特殊政策。此外，特殊人才要及早發現，防止流失。可以仿效美國國家安全局與卡內基·梅隆大學聯合舉辦“高中黑客大賽”方法，通過學科競賽挖掘有潛質的青少年加入人才隊伍，為培養、選拔和推薦特殊人才提供后備力量。

2.2 依托學科競賽進行優秀人才激勵

依托學科競賽，采用特殊政策、專門資金、針對措施對網絡空間安全專業優秀人才進行多維激勵。在外激勵方面，優秀人才可以通過學科競賽嶄露頭角，以此獲得精神榮譽、金錢獎勵、政策加分等激勵。在內激勵方面，學科競賽可以推動優秀人才的網絡空間安全專業能力得到重視和認可，使其實現個人價值和贏得社會認同，從而提高個人的責任感和榮譽感。在環境激勵方面，通過網絡安全類學科競賽，可以擴大網絡安全的影響，營造出重視網絡安全的氛圍，吸引更多的人投身網絡空間安全事業。

2.3 依托學科競賽促進興趣愛好培養

興趣愛好是最好的老師。學科競賽為有興趣愛好的學生提供展示技能的平臺和職業上升的通道。參賽選手獲得學科競賽獎勵后，又可進一步調動其主觀能動性，激發其深度學習興趣。同時，比賽的過程也是參賽隊員之間相互協作、共同學習、互相促進的過程，能夠有效增強團隊合作創新意識[8]。由于網絡空間安全技術是一把“雙刃劍”，依托學科競賽，使有網絡空間安全專長的人才得到價值認同，利用榮譽培養參賽選手正確的價值觀，引導其成為守護網絡空間安全的“紅客”，而不是危害社會安全的“黑客”。

2.4 依托學科競賽增強創新實踐能力

較高的創新實踐能力是學科競賽獲獎的前提。網絡空間安全類學科競賽大多針對網絡安全問題，要求參賽選手完成網絡攻防奪旗、軟件算法設計或安全增強系統實現等任務，對創新實踐能力要求很高。許多網絡空間安全類學科競賽不支持論文參賽，例如全國大學生信息安全競賽，其側重于考查參賽學生的創新能力，內容既有理論性，也有工程實用性，從而全面檢驗和促進學生的網絡空間安全理論素養和創新實踐能力。

3 依托學科競賽的創新人才培養模式

針對網絡空間安全專業人才培養面臨的問題，充分發揮學科競賽在網絡安全人才培養中地位作用，以創新實踐能力為中心，以學科競賽為依托，結合理論講授、課程實踐、科研任務，形成依托學科競賽的創新人才培養模式，其包括一個目標、兩個主體、四項內容。一個目標，即培養人才創新實踐能力。兩個主體，即教師和學生。其中，教師是“理論講授”和“科研任務”的主體；學生是“課程實踐”和“學科競賽”的主體。四項內容，即理論講授、課程實踐、科研任務和學科競賽。依托學科競賽的創新人才培養模式是一個閉環結構，邏輯關系如圖1所示。

圖1 依托學科競賽的創新人才培養模式

理論講授主要向學生傳授網絡空間安全專業理論知識。課程實踐要求學生根據理論講授內容，完成網絡攻防實驗、軟件算法設計或者安全增強信息系統實現。課程實踐內容要與理論講授內容相互補充，通過課程實踐促進學生對網絡空間安全知識的掌握和運用。將學科競賽與課程實踐深度融合，可利用往年的信息安全競賽試題組織課程實踐，也可將課程實踐內容作為學科競賽的參賽作品。學科競賽的成績作為課程實踐成績的重要組成部分。科研任務和理論講授互為支撐，教師應從科研任務中提煉前沿科技知識，并向學生講授以擴大其科技視野，也可讓部分高年級同學參與到科研任務中，在解決問題中提高創新實踐能力。學生通過學科競賽增強創新實踐能力后又可促進科研任務的完成。學科競賽中，從作品選題、方案設計、核心技術突破、作品實現、研究報告撰寫到答辯陳述，都與理論講授、課程實踐和科研任務相互關聯。

依托學科競賽的創新人才培養模式將理論講授、課程實踐、科研任務與學科競賽有機融合，充分發揮學科競賽在特殊人才選拔、優秀人才激勵和創新實踐能力培養方面的優勢，形成以創新實踐能力為中心的教育模式。

4 依托學科競賽的人才培養中應注意問題

4.1 樹立學科競賽的正確價值導向

學科競賽是指揮棒，也是一種價值導向。目前，網絡空間安全專業學科競賽根據組織機構可以為分教育部主管部門、行業協會、高校和大型企業。特別是隨著時代發展，后3種類型的網絡安全競賽日益增多。當前，在學科競賽的組織上主要存在3個問題：一是考察創新實踐能力的多，評比網絡安全道德法律的少；二是考察攻擊滲透能力的多（如各級各類CTF奪旗賽），評比安全防御能力的少；三是考察個人作戰的多，評比團隊協作的少。當然，在網絡攻防實踐中，個人技能和團隊技能孰輕孰重問題還沒有得到統一認識。因此，在組織網絡空間安全專業學科競賽時，要嚴格審核和管理，適當融入網絡空間安全道德法律教育，大力補充安全防御能力考評，以引導學生樹立正確的價值導向。

4.2 擴大學科競賽的覆蓋面參與度

網絡空間安全專業人才缺口很大，要聚天下英才而用之。在開展學科競賽時，應鼓勵非網絡安全專業人才參加競賽，不限制專業、不限制年齡，擴大競賽覆蓋面和參與度。可以面向民間，通過學科競賽，甄選民間優秀網絡人才，招募民間“黑客”，給予特殊的培養政策，采用特殊的薪酬制度，選好用好人才。學科競賽的覆蓋面越大、參與度越高，選拔出網絡空間安全優秀人才的概率也越大。

4.3 確保學科競賽與教學互為補充

以賽促學，學科競賽的最終目的是提高教學質量。應確保學科競賽與理論講授和課程實踐互為補充。將學科競賽與理論講授、課程實踐和畢業設計等教學環節有機融合[9]，使學生由被動式學習改為主動式學習，促進網絡空間安全專業課程體系、教學內容和教學方法的改革。對在學科競賽中發現的優秀人才，教學內容要區別化對待，根據其特長設定內容，并要有一定的深度和難度；教學方法要因材施教，不求全責備，充分發揮其聰明才智。

4.4 確保學科競賽與科研相互促進

參加學科競賽與推進科研任務在創新思維、實踐能力、應用操作等方面有很多相通之處，應設計良好的協同創新機制，使兩者相互促進。一方面，由教師將科研項目適當分解，設立科研創新基金，供學生自由申報，為參加學科競賽提供資金、技術、能力的支持。另一方面，由學生將學科競賽中鍛煉的創新實踐能力轉化為科研任務推動力，形成研究報告、發明專利、科技論文、應用系統等科研成果，推動科研任務的完成。

5 結 語

信息工程大學是首批國家一流網絡安全學院建設示范項目高校，學校開辦有網絡空間安全實驗班，利用網絡攻防對抗靶場、河南省信息安全實驗室、計算機病毒防御國家工程實驗室等實驗環境開展課程實踐，并且主辦了第二屆“強網杯”全國網絡安全挑戰賽。學校堅持專家教授一線授課制度，鼓勵學生參與網絡空間安全學科競賽，采用多種形式帶領學生參與實際科研課題攻關，增強了學生自主創新能力，提高了人才培養質量。近年來，學校在全國大學生信息安全競賽、全國密碼技術競賽等國內外網絡空間安全賽事中取得驕人成績。

人才是網絡空間安全的第一資源。針對網絡空間安全專業人才培養面臨的問題，著眼創新人才培養模式，須采用以創新實踐能力培養為中心，以學科競賽為依托，融合“理論講授、課程實踐、項目任務”的多維網絡空間安全專業人才培養模式，有力助推網絡空間安全人才培養質量提升。