算力網絡中的數據安全與防護策略

許付才，彭 登，周利冬

（1.中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019；2.中國移動通信集團貴州有限公司，貴州 貴陽 550016）

0 引 言

隨著算力網絡的發展，越來越多的用戶將自己的計算任務和數據交由算力網絡進行處理。然而算力網絡涉及的數據安全問題日益增多，如何保護用戶隱私、防止網絡攻擊和數據篡改成為急需解決的問題。文章旨在深入探討算力網絡數據安全問題，并提出有效的防護策略，確保算力網絡的可靠性和安全性。

1 算力網絡數據安全風險分析

1.1 數據泄露與隱私保護風險

一旦發生數據泄露，可能會對用戶個人隱私造成嚴重影響，失去用戶信任，甚至導致重大社會后果。算力網絡涉及大量用戶上傳的計算任務和數據，包含個人身份信息、商業機密及敏感數據等。如果算力網絡未能妥善保護這些數據，則可能遭受黑客攻擊或出現內部泄露的問題，使用戶個人隱私被公開、售賣或惡意利用[1]。

算力網絡中的數據集合和分析結果可能涉及用戶的個人習慣、喜好和行為模式等隱私信息。即使在數據匿名化的前提下，通過數據挖掘和分析手段仍有可能將匿名數據與其他數據集相關聯，從而識別出用戶的身份，危及用戶隱私。此外，算力網絡中的數據可能涉及不同國家或地區的法律和監管要求。如果算力網絡未能遵守相關隱私法規，則可能面臨巨額罰款和法律責任。

1.2 網絡攻擊與數據篡改威脅

惡意攻擊者可能利用漏洞和技術手段攻擊算力網絡，破壞數據完整性、篡改計算結果或者中斷計算任務。這些威脅可能產生多種后果，包括用戶的計算結果錯誤、計算任務失敗、計算資源被浪費，甚至可能導致用戶財產損失和重要數據丟失。網絡攻擊可能以分布式拒絕服務攻擊、數據篡改、中間人攻擊以及惡意軟件注入等形式出現，威脅算力網絡的安全性和穩定性。常見的網絡攻擊與數據篡改威脅類型如表1所示。

表1 網絡攻擊與數據篡改威脅類型

1.3 數據傳輸與存儲中的安全漏洞

數據傳輸與存儲中的安全漏洞是算力網絡數據安全的薄弱環節，可能導致數據在傳輸和存儲過程中遭受攻擊和泄露。在數據傳輸過程中，未經加密的數據包可能會受到竊聽和攔截，使敏感信息暴露于未授權的第三方。中間人攻擊可能導致攻擊者冒充合法通信方與接收方通信，從而竊取或篡改數據。在數據存儲中，訪問控制設置不當可能導致未授權的用戶獲得對敏感數據的訪問權限，引發數據泄露和隱私侵犯。此外，數據存儲介質的物理訪問、不安全的文件上傳和下載操作都可能成為攻擊者獲取數據的入口[2]。數據傳輸與存儲中的安全漏洞如表2 所示。

表2 數據傳輸與存儲中的安全漏洞

2 算力網絡數據安全防護策略

2.1 身份驗證與訪問控制機制

身份驗證與訪問控制機制是算力網絡中關鍵的數據安全保護措施，涉及驗證用戶身份合法性、限制用戶對算力網絡資源和數據的訪問權限。通過建立嚴謹的身份驗證與訪問控制機制，可以有效防止未經授權的用戶訪問、操作和篡改數據，保障數據的機密性和完整性。

身份驗證是確認用戶身份的過程，驗證用戶是否具有合法的訪問權限。在算力網絡中，常見的身份驗證方式包括用戶名和密碼、雙因素認證、生物特征識別等。采用用戶名和密碼時，用戶需要提供正確的用戶名和密碼才能登錄與訪問算力網絡資源。雙因素認證進一步提高了安全性，用戶在登錄時需要提供額外的認證信息，如手機驗證碼或指紋掃描，以確保用戶身份的真實性。生物特征識別利用用戶的生物特征信息，如指紋、虹膜等進行身份驗證，更加準確、可靠。算力網絡可以根據實際需求選擇合適的身份驗證方式，并且定期要求用戶更新密碼或認證信息，防止被破解[3]。

訪問控制機制用于限制用戶對算力網絡資源和數據的訪問權限。根據用戶身份和角色的不同，將用戶分為不同的權限組，并對每個權限組設置相應的訪問權限。例如，普通用戶只能訪問自己的計算任務和數據，而管理員用戶可以訪問和管理整個算力網絡的資源。訪問控制機制可以限制用戶對特定數據的讀寫權限，確保只有經過授權的用戶能夠訪問敏感數據，防止數據被惡意篡改或泄露。為保障訪問控制機制的有效性，算力網絡應定期進行權限審查和調整，及時剝奪不需要的權限，避免出現濫用權限的情況。

算力網絡可以采用單點登錄（Single Sign-On，SSO）技術，實現在不同應用程序之間的統一身份驗證和訪問控制，用戶只需登錄一次，即可訪問多個應用程序和資源。SSO 技術可以簡化用戶的登錄流程，提高用戶體驗，減輕密碼管理的負擔，提高系統整體的安全性。

2.2 數據加密與安全傳輸技術

數據加密與安全傳輸技術用于保障數據在傳輸和存儲過程中的機密性與完整性，防止數據在傳輸過程中被竊取、篡改或泄露。數據加密是將原始數據轉換為一種不易被理解的形式，只有經過解密后才能恢復原始數據。在算力網絡中，主要采用對稱加密和非對稱加密2 種方式實現數據加密。對稱加密使用相同的密鑰加密和解密數據，速度較快，但需要確保密鑰的安全性。如果密鑰泄露，會導致數據被解密。非對稱加密使用一對密鑰，公鑰用于加密數據，私鑰用于解密數據，相對安全。算力網絡可以根據數據敏感性和安全需求選擇合適的加密方式，通過將傳輸的數據進行加密，防止數據在傳輸過程中被竊取[4]。

安全傳輸技術主要包括使用安全傳輸協議，如安全套接層/傳輸層安全（Secure Sockets Layer/Transport Layer Security，SSL/TLS）協議和虛擬私有網絡（Virtual Private Network，VPN）。在數據傳輸過程中，通過安全傳輸協議加密通信，驗證服務器身份，防止中間人攻擊，確保數據傳輸的機密性和完整性。SSL/TLS技術廣泛用于Web 應用和在線交易等場景，可以保護用戶提交的敏感信息，如登錄密碼、支付信息等。VPN 是一種在公共網絡上構建加密通道的技術，通過建立安全隧道，將數據加密后進行傳輸，防止數據被攔截或竊取。VPN技術適用于遠程訪問和數據傳輸，可以保護用戶數據在公共網絡中的安全傳輸。

此外，算力網絡中的數據存儲應采取加密措施，保護數據的安全。數據加密技術可以用于加密數據在存儲介質上的存儲，確保數據存儲介質即使被盜取或丟失，也無法讀取其中的敏感數據。密鑰管理是數據加密的重要環節，算力網絡需要建立安全的密鑰管理機制，確保密鑰生成、分發、存儲及銷毀的安全性。

2.3 威脅檢測與應急響應措施

威脅檢測與應急響應措施是算力網絡保障數據安全的重要防護策略，旨在及時發現潛在威脅、識別異常活動，并迅速采取應急措施，以減少攻擊造成的損失。

威脅檢測通過實時監控網絡流量和日志數據，使用入侵檢測系統（Intrusion Detection Systems，IDS）和入侵防御系統（Intrusion Prevention System，IPS），可以及時發現異常的網絡活動和潛在的攻擊行為。威脅檢測技術不僅包括基于規則的檢測，還可以采用機器學習和人工智能技術，分析異常行為和識別異常模式。通過建立網絡安全事件分析中心，集中監控和分析各種安全事件與威脅，可以更加高效地識別和應對各類安全威脅。

在威脅檢測后，需要及時采取應急響應措施。一旦發現算力網絡異?；蛟馐芄?，應建立完善的應急響應計劃，明確應急響應的流程和責任分工。對于不同類型的安全事件，需要制定相應的應急響應預案，以便迅速應對和控制局勢。應急響應措施包括隔離被感染的系統或用戶、恢復被篡改的數據、封鎖攻擊來源及更新系統補丁等。同時，應急響應團隊需要跟蹤和分析事件，收集攻擊證據，以便后續的取證和追責[5]。

為確保威脅檢測與應急響應措施的有效性，算力網絡應進行定期的模擬演練，以檢驗應急響應計劃的完整性和響應團隊的應變能力。此外，建立合作伙伴關系，與網絡安全專業機構或第三方安全服務提供商合作，及時獲取最新的安全威脅情報，以提高算力網絡的防御能力。

3 結 論

算力網絡的數據安全與防護是用戶權益和服務可信賴度的重要保障。通過采取身份驗證與訪問控制、數據加密與安全傳輸技術以及威脅檢測與應急響應措施，可以幫助算力網絡建立更加強大的數據安全體系，保護用戶隱私和數據的完整性。