新形勢下保密技術基礎教學改革探索

劉玉玲，彭 飛

（湖南大學信息科學與工程學院，湖南長沙 410082）

0 引言

目前，新一輪科技革命和產業變革正在悄然興起，世界正經歷著百年未有之大變局，信息技術應用創新（簡稱“信創”）成為我國發展的重要抓手，技術自主可控的優勢愈發明顯。同時，使用國外引進技術存在著巨大的安全隱患。2016 年，以習近平同志為核心的黨中央勾畫了新時代保密工作的發展藍圖——“兩步走”。“兩步走”的目標能否按時達成，保密技術的發展與保密人才的支撐是關鍵。湖南大學國家保密學院作為中部地區第一所、全國第八所由國家保密局與高校共建的國家保密學院，肩負著培養堅持總體國家安全觀、服務國家保密戰略需求的保密技術專業人才的重任。

保密技術基礎課程作為保密技術專業的核心課程與信息安全專業的專業選修課程，也是與保密技術相關其他學科的基礎。在此新形勢下，本文選取該課程開展教學改革探索，并輻射信息安全專業和保密技術專業的其他核心課程，共同培養適應新形勢、新任務要求的高質量人才，以滿足國家對安全和保密專業人才的迫切需要。

1 相關工作

沒有網絡安全就沒有國家安全，網絡安全戰略已提升至國家安全戰略高度，事關國家安全全局。因此，2015 年6 月，國務院學位委員會在工學門類下增設了網絡空間安全一級學科。對于新興學科，如何創新人才培養模式、探索專業人才培養途徑，已成為當前高等工程教育的一個新課題。

翁健等［1］綜合分析了國內外網絡空間安全相關人才培養現狀與實際人才需求，結合我國網絡空間安全人才培養特點，提出網絡空間安全人才培養的若干建議措施，并給出了暨南大學在網絡空間安全人才培養方面的一些探索；肖蓉等［2］分析了網絡空間安全專業人才培養涉及的教學目標、教育資源、學科特點、行業特色等問題，并在此基礎上提出構建以能力為導向的人才培養模式及其實施途徑。同時，李永忠［3］針對工程教育專業認證工作中發現的教學存在的實際問題，以信息安全專業教育教學和人才培養重構為契機，積極探索專業認證視域下的信息安全人才培養方略；傅建明等［4］從軟件安全的基礎知識、工具實踐、編程實踐等方面介紹軟件安全課程教學思路：理論教學采用循序漸進的思路講授知識點，同時配合工具實踐使學生加深對理論知識的理解，學生熟練掌握工具后，再通過編程實踐提升實踐動手能力。

2012 年，保密管理正式列入普通高等學校的本科專業目錄，成為一個正式專業［5］。保密管理作為一個與網絡空間安全密切相關的管理學門類下的二級學科，經過近10年發展，也具有了相當的規模，并形成了自身特點。

2017 年，教育部正式發文在北京交通大學、復旦大學、湖南大學3所學校增設保密技術專業［6］。

2 存在的問題

當今世界，國際環境復雜多變、科技進步日新月異，國際競爭日趨激烈，世界各國都加緊了對信息資源的控制與爭奪。隨著我國政治、經濟以及科技實力的不斷增強，我國成為國際情報竊密的重點目標，境內外各種敵對實力的竊密活動明顯加劇，保密與竊密斗爭空前尖銳。同時，隨著云計算、大數據、移動互聯網等高新技術的迅猛發展和信息化建設的快速推進，國家秘密的存在形態和運行方式發生了巨大變化，涉密載體由以紙介質為主發展到聲、光、電、磁等多種形式并存，信息網絡已成為泄密的主渠道。保密工作面臨前所未有的挑戰。因此，大力發展保密技術，進一步加強保密技術研究，是保密工作科學發展的迫切需要。

由于保密技術的特殊性，保密技術相關的書籍和資料相對匱乏，目前能夠找到的教材只有一本《保密技術概論》。該書全面地介紹了目前成熟的保密技術的基本概念、基本原理、基本實現方法、發展歷史和趨勢等［7］。其他相關參考資料也是少之又少，因而給講授保密技術課程的教師備課、學生自學帶來了一定困難。

根據《保密技術概論》教材內容，保密技術基礎課程內容主要包括：保密技術基本概念、體系框架、國家保密標準和涉密信息系統分級保護、密碼技術、信息隱藏、身份鑒別、訪問控制、安全監控與審計、邊界防護、基礎部件安全、網絡攻擊、通信安全保密、物理安全保密、電磁泄露發射和保密檢查等。在這些內容中，絕大部分內容與信息安全專業的其他專業課程內容重合度較高，比如第4 章的密碼技術與密碼學課程有大部分重合；第5 章的信息隱藏技術與信息隱藏課程有部分重合；第6 章的身份認證、第7 章的訪問控制、第11 章的網絡攻擊技術、第12 章的通信安全保密技術都與網絡安全課程有部分重合；第10 章的基礎部件安全與系統安全課程有部分重合。如果各門課程的教師不能集中進行備課討論，這些內容就會重復講授，從而嚴重影響教學質量和學生的學習興趣。

3 “四位一體”的育人體系改革

隨著新興技術的迅猛發展和國產化替代工程的大力推進，社會發展面臨著新形勢。為了讓學生在新形勢下能夠更好地學習，本課程將從4 個方面探索教學改革措施：創新培養目標，強化保密意識，優化教學內容和豐富教學手段。

3.1 夯實三方共建，創新培養目標

湖南大學的保密技術專業隸屬于國家保密學院，國家保密學院是由國家保密局、湖南省國家保密局與湖南大學三方共建，三方均對安全保密人才培養具有強烈的愿望和需求。通過同時對接三方需求，利用三方共建的優勢，引入企業，夯實三方共建成果。堅持總體國家安全觀，服務國家保密戰略需求，創新訂單式人才培養目標。秉承國家需要什么樣的安全保密人才，就培養什么樣人才的宗旨，同時按照已通過工程認證的信息安全專業12 條畢業要求修訂人才培養目標，注重培養學生解決復雜實際問題的能力。具體課程目標如表1所示。

首先，要求主講教師積極申報國家保密局的A/B 類保密科研項目以及省級重點安全保密科研項目，與國家保密局和湖南省保密局保持深度交流，全面了解當前國家保密戰略需求與國防軍工一線的具體需求，結合需求對保密技術課程進行優化，將需求所涵蓋的知識理念融入到教學中，為學生提供新理論、新技術和新知識，讓其更好地了解保密領域最新進展。同時，學生們通過參與教師們的科研項目，可在貼近實戰的條件下進行訓練，從而獲得解決保密領域實際問題的能力。課程教學目標與畢業要求矩陣表如表2所示。

Table 1 The expected teaching objectives of the course表1 課程預計達到的教學目標

Table 2 Matrix of course teaching objectives and graduation requirements表2 課程教學目標與畢業要求矩陣表

3.2 分析保密形勢，強化保密意識

當前，全球已進入移動互聯網全面發展期，“互聯網+”正走入人們生活。智能終端已成為人體器官的延伸，“無處不終端，處處皆計算”的時代已經到來。信息化發展開始進入人工智能階段：微型化的計算設備開始爬上人們的身體，或者變為身體的一部分，眼鏡、手表、手環、鞋襪、衣服開始重新武裝人們，微型芯片可以植入皮膚，會流進血液。如今大數據技術已上升為國家戰略，同時大數據也成為網絡攻擊的主要目標之一。大數據存儲威脅到現有的存儲和安防措施，加大了信息泄露風險，大數據技術可被應用到各種攻擊手段中。

在“互聯網+”時代里，這些新技術的快速發展使得保密工作面臨嚴峻考驗。在此新形勢下，如何強化保密專業學生的保密意識變得十分重要。本文主要從兩方面進行嘗試：

（1）糾正學生對保密工作的片面認識。例如：①保守國家秘密僅是特定歷史時期的特定產物，和平年代無需保密；②即使有保密工作，普通大學生也完全沒有機會接觸到國家秘密，更不用說保密、泄密［8］。

（2）融合多種資源進行教學。任課教師在授課時結合生動的影視視頻、國內外新聞報道、現實生活中的經典案例等多種資源，強化學生的保密意識，使學生將保守國家秘密與自身的義務和責任聯系起來。比如深度剖析勒索病毒及各種變種病毒的原理與防范措施，即可讓學生明白信息安全十分重要，并知道如何做好應對措施。同時，這也是貫徹落實習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的精神，用好課堂教學主渠道的具體途徑［9］。

3.3 抓住信創核心，優化教學內容

信創是一項國家戰略，也是當今形勢下國家經濟發展的新動能。國家通過發展信創產業構建自己的IT 產業標準和生態，實現從芯片、整機、操作系統、數據庫、中間件、應用程序到安全產品的全國產化替代，以使IT 產品和技術安全可控，擺脫對美國IT 標準的依賴，從根本上解決安全問題。目前，國產CPU 已發展出龍芯、飛騰、鯤鵬等多個體系，國產操作系統已發展出麒麟、UOS、鴻蒙等一系列操作系統，并廣泛地運用于電子政務、金融等重要行業。

隨著信創技術的大力發展與普及，高等院校作為專業人才培養的主陣地，勢必要擔當起推進信創產業更快更好發展的重任。因此，任課教師必須抓住信創的核心，優化教學內容。例如：①在講授“密碼技術”內容時，除復習傳統的密碼技術原理外，還要將重點教學內容調整為國產密碼算法原理與應用，國產對稱密碼算法包括SM1、SM4、SM5、SM6、SM7、SM8、ZUC，國產非對稱密碼算法包括SM2、SM9，國產雜湊算法包括SM3；②在講授“基礎部件安全”內容時，尤其是操作系統安全，除講授現在主流Window 系統的安全機制外，還可介紹目前國產操作系統的安全性，一方面激發學生對國產操作系統的研究興趣，另一方面增強學生對國家技術自主可控的信心；③在講授“網絡攻擊技術”內容時，尤其是網絡攻擊中的漏洞挖掘等技術，可引導學生關注目前國內打造的信創生態中對國產系統與軟件漏洞挖掘的研究。優化教學內容后的部分章節如表3所示。

Table 3 Comparison of teaching content before and after optimization表3 教學內容優化前后對比

3.4 依托學科競賽，豐富教學手段

網絡安全類學科競賽是提升學生實踐能力和創新能力的重要途徑，也是國內外各大高校普遍采取的方式，比如美國高等院校就認為黑客競賽對于提高網絡空間安全人才培養質量可起到重要作用，并積極鼓勵在校學生參與網絡安全類相關競賽；在國內，武漢大學在信息安全人才培養方面處于領先地位，其長期以來一直以全國大學生信息安全競賽為抓手，全方位培養學生相關能力［10］。湖南大學在國內信息安全賽事上也取得了一些成績，但學生的參與度還遠遠不夠。為了提升學生的技能水平，本文針對學科競賽作了以下3方面嘗試：

（1）以賽代練。鼓勵更多學生參與到CTF（奪旗賽）、全國大學生信息安全競賽、“湖湘杯”網絡安全技能大賽等安全類學科競賽中，鍛煉學生的設計、開發能力。

（2）教師指導。任課教師采用線上線下相結合的授課方式，講解各類安全類競賽中的選題，如CTF 線上常見題型，包括Web（信息收集、SQL 注入、文件上傳、文件包含、PHP 源碼審計等）、Crypto（古典密碼、對稱密碼、非對稱密碼、哈希算法等）、Reverse（Windows、Linux、Android）、PWN（棧溢出、堆溢出、格式化字符串）、Misc（圖片隱寫、壓縮包、流量、日志、PPC、STEGA 等）。

（3）師生互動。在教師指導的同時，采用翻轉課堂方式培養學生的主體意識，讓學生成為學習的主角，學習資料查找、文檔寫作、課題答辯等技能，使學生在本科期間就能培養科學研究相關技能，打好創新的基礎。

4 教改效果及分析

以2017 級信息安全專業的選修課“保密技術基礎”為教學改革對象，學習周期為18 周，教學效果主要通過跟蹤教學改革對象在參與競賽、畢業去向及學生評教等方面表現予以體現。

（1）通過鼓勵學生參與各種安全類學科競賽，該屆學生在2019 年全國大學生信息安全競賽作品賽、第五屆全國密碼競賽、2018 年“湖湘杯”網絡安全技能大賽、2020 年全國大學生信息安全競賽創新能力實踐賽、“泛珠三角+”大學生計算機作品賽、湖南省大學生計算機作品賽等競賽中均獲得了喜人的成績，同時學生的實踐能力和創新能力得到了極大提升。

（2）2017 級信息安全專業學生就業率達到98.3%，從就業去向來看，以繼續深造，以及IT 企業、銀行證券、國企公務員簽約就業為主，所占比例分別為：38%、22%、20%、15%。其中，有相當比例的學生進入與安全相關的企事業單位就職。

（3）在評教方面，95%以上的學生認為，課程任課教師水平高，課程設置符合需求，對個人發展起到了重要作用。同時，學生也認為本門課程讓其較好地掌握了專業基礎知識和基本技能，養成了獨立思考的習慣，提升了解決問題的能力，并樹立了正確的人生觀和價值觀。

5 結語

保密技術基礎課程是湖南大學保密技術專業的核心課和信息安全專業的選修課，在教學體系中發揮著重要作用。本文結合當前新形勢下國家對保密技術人才的需求，探討該課程的建設改革思路，創新性地提出“四位一體”的育人改革模式，從創新培養目標、強化保密意識、優化教學內容和豐富教學手段4 個方面進行了改革探索；利用三方共建的保密學院優勢，創新訂單式人才培養目標；結合“互聯網+”時代信息保密面臨的新形勢，強化學生的保密意識；分析信創工程的需求，優化教學內容；依托CTF 等信息安全類學科競賽，豐富教學手段，培養學生的實踐能力與創新能力。下一步還將繼續從課程思政方面入手，著力加強對學生人生觀、世界觀和價值觀的塑造。