網絡空間安全：用“0”和“1”構建起網絡長城

◎王欣洲

一說到網絡空間安全這個專業名稱，想必各位同學的第一反應是“你們該不會是做黑客的吧”，這句話不能說錯，但也不完全對。這個專業究竟是什么樣的，對我們的生活和社會的發展又起到了什么作用呢？下面就讓我和大家分享一下我在學習中的一些心得體會。

一、我們是黑客嗎

首先，我要為“黑客”一詞正名。也許大部分人對黑客的理解就是用計算機遠程竊取他人的信息，或者通過一臺筆記本潛入某重要機構竊取機密和搞破壞的人。其實不然。

現在業內所說的黑客，通常是指對計算機科學、編程和程序設計方面具有高度理解的人。黑客們可以利用電腦干自己想干的事情，這既包括剛才提到的竊取信息，也包括對于重要信息的保護等。換句話說，黑客中有好人也有壞人，只是在早些年，一些黑客確實以搞破壞而為大眾所知，在這一點上“好黑客”們還真是冤枉吶。

那么，我們是黑客嗎？是，因為與網絡空間安全專業相關的大部分職業，都可以劃分到黑客的工作范圍里面去。

二、研究內容大揭秘

說了半天，網絡空間安全專業到底是在研究什么呢？具體說來，網絡空間安全可分成三個部分：通信安全、系統安全、網絡安全。

（一）通信安全

所謂通信安全，顧名思義，是指通信的雙方不受第三者的竊聽或者干擾。比如我們平時用QQ聊天的時候，如何讓發送的消息只有自己和對方知道，而不在傳輸過程中被其他人知道？這就是通信安全需要研究的課題之一。

通信安全主要包括密碼學和通信協議。密碼學是研究如何使用數學工具將我們傳遞的信息進行加密（即隱藏內容，其他人即使得到了信息也讀不懂），并且讓通信對方能在特定的條件下解密（即恢復加密的內容，使之變得可以讀懂）；而通信協議則是在密碼學的基礎上研究安全的通信方法（通信的雙方在通信過程中每一步應該做什么），使通信過程變得高效，并且讓他人偷看我們的通信內容變得十分困難。

（二）系統安全

系統安全主要是指計算機系統的安全，我們主要研究如何保護計算機里面的資源（包括重要的數據等）不被竊取。由于計算機能夠“讀得懂”的只有二進制數據，而系統安全最終操作的也是這些二進制數據，因此系統安全被業內“大佬”們稱為“二進制方向”。

舉一個例子，相信大家都聽說過計算機病毒，其實它就是一個特別的程序，你運行它的時候，它就會偷偷地修改你正在運行的其他程序。比如它附著在你的word文檔上，當你做它預先設置好的操作時，它就會把你的文檔刪除，導致你白忙活一場。

（三）網絡安全

互聯網作為20世紀最偉大的發明之一，現在已經進入到我們生活的方方面面，網絡安全也變得愈加重要，甚至有人把它和軍事安全相提并論。

網絡安全指的是互聯網環境中的信息安全。舉個例子，現在我們上的網站，玩的網絡游戲，大部分是“用戶—服務器結構”，即許多用戶連接到一個特定的主機（即服務器），由這個主機為用戶提供相應的服務，試想一下，如果服務器被不法分子控制了，那么你在網站、網絡游戲上的賬號就會處于危險之中。對于銀行網站來說網絡安全尤為重要，一旦服務器被控制，那么在服務器中存放的用戶數據，包括銀行卡密碼甚至存款的數額，都可能會被篡改。網絡安全的主要任務就是防止這樣的事情發生。我們可以通過運行一些保護性程序（如防火墻）來控制訪問服務器的用戶，防止他們做出一些危險的舉動。

?學長總結?

雖然我們平時經常使用計算機，但是對它的了解可能很少。計算機其實就是一個由各種電路構成的系統，我們在上面實現的各種操作，最終都會轉化成電信號輸入到電腦的中央處理器（CPU）中，完成相應的運算，再以電信號輸出，并且“翻譯”成我們看得懂的形式。比如，在屏幕上顯示出你正在玩的電腦游戲的界面，或是將你打的字保存在word文檔中。

當然，我們不是專門研究電路的，只是利用電信號的特點將其轉換為“0”和“1”，對這兩個二進制數做文章。通信安全中的密碼學涉及數學知識，其中的一些重要的數學模型是與二進制息息相關的，而系統安全和網絡安全則是直接對二進制數據進行操作。可以說，網絡空間安全專業是一門“與‘0’和‘1’打交道的藝術。”

三、黑客的生涯，從這里開始

“新手黑客”們在大學里會上什么樣的課，課外又有什么活動呢？

首先，學習一門工科專業，數學基礎是必須要打好的，像微積分、線性代數、概率論，以及密碼學的基礎——近世代數等都是十分重要的課程。此外，包括通識課程在內的素質課、大學英語課等，也是當代大學生培養基本素質的必修課程。

編程能力是專業課的基礎，我們會學習C/C++語言程序設計以及匯編語言。同時，我們對計算機網絡、數字邏輯、計算機組成原理、操作系統、編譯原理等也要深入了解，還要學習通信安全中的密碼學、信息論與編碼等課程。這些專業課知識是我們未來深造和工作中經常要用到的。

由于我比較喜歡數學，因此我在課余時間參加了大學生數學競賽和建模競賽。大學里也有很多我們這個專業專屬的競賽，如全國大學生信息安全競賽等。我們學校還有學生創辦的工作室可以供同學們鍛煉能力，其中就有國內頂尖的黑客團隊“凝聚工作室”。如果你發現自己對網絡空間安全相關研究感興趣，歡迎加入工作室來挑戰一下自己。另外，到了高年級，把專業知識學得更透了以后，就可以跟隨導師做一些科研項目，對于想要深造的同學來說十分有幫助。

四、保衛網絡空間，安全永無止境

網絡空間安全作為一個新興專業，有著很大的發展空間。除在已有的技術上進行突破以外，量子計算機的研究也是一個重要的新方向。量子加密、量子通信的出現雖然顛覆了傳統安全技術理念，但是現在還處在早期研究階段，未來發展量子技術的重任就落到我們這代人的肩上了。安全永無止境，我們要學好網絡空間安全專業，為保護我們國家的重要網絡信息資源做出貢獻，用“0”和“1”構建起一座堅固的網絡長城！