鉆井數據分類分級管控技術研究

袁銘　袁立志　高翔

摘要：近年來，我國對數據安全問題愈發重視。2021年9月公布了《中華人民共和國數據安全法》，前所未有地將數據安全提升到了關乎國家安全的高度。長慶鉆井總公司作為一家隸屬于央企中國石油天然氣集團的綜合性鉆井工程技術服務公司，多年來積累了海量的鉆井相關數據。這些數據既蘊含了豐富的專業知識，同時又包含著許多關乎國家安全和企業利益的重要數據。因此，對鉆井數據進行分類分級的精確化管控是非常必要的，需要區分出各類數據對企業和國家的重要性。文章參照《中國石油天然氣集團公司數據分類分級操作指南》中的數據分類分級標準和指導思想，結合本單位數據資產實際情況及細分領域，擴展了數據目錄。按照先試點后推廣的模式，選定了一個典型業務系統，對該系統的所有數據庫表乃至字段進行了分類分級。并根據不同數據的值域、分布和字段特征，設計了智能分類分級的機器學習算法，為下一步全面推廣實施奠定了基礎。

關鍵詞：分類分級；數據安全；數據管控；機器學習；數據治理

中圖分類號：TP309.2 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）13-0135-03 開放科學（資源服務）標識碼（OSID） ：

0 引言

數據安全問題已經在全世界范圍引起了各國的重視。歐盟在2020年出臺了《數據治理法案》[1]，美國國會研究服務局CRS（The Congressional Research Ser?vice） 在2022年3月和5月連續出臺了《數據保護法：綜述》和《數據保護與隱私法律簡介》[2]。當前全球已有137個國家和地區制定了用于保護數據安全的法律，專項立法保護數據安全已成為世界范圍內的慣例。我國亦在2021年9月公布了《中華人民共和國數據安全法》[3]，前所未有地將數據安全提升到了關乎國家安全的高度。自此以后，國內各類企業都開始大力推進數據分類分級項目建設及關鍵技術研究。2023 年，中國石油天然氣集團公司發布了《中國石油天然氣集團公司數據分類分級操作指南》（以下簡稱《指南》） 。長慶鉆井總公司作為一家隸屬于中國石油天然氣集團的綜合性鉆井工程技術服務公司，多年來積累了海量的鉆井相關數據。這些數據既蘊含了豐富的專業知識，同時又涉及許多關乎國家安全和企業利益的重要數據。因此，有必要對鉆井數據進行分類分級，區分出各類數據對企業和國家影響的重要性。

1 鉆井數據治理的需求

長慶鉆井總公司的開采和勘探主要在鄂爾多斯盆地，橫跨陜西、甘肅、寧夏、內蒙古、山西五省，15個地市61個縣（旗），分布范圍十分遼闊，總面積高達37 萬平方公里，各個井隊非常分散[4]。這些井隊每天都會產生大量的鉆井相關數據，種類包括：

1） 地質數據：如巖石類型、孔隙度、滲透率等，可用于評估油氣藏的質量和潛在產量。

2） 鉆井參數：如鉆頭類型、鉆進速度、鉆壓等，這些參數可以監控鉆井過程，確保效率和安全。

3） 測井數據：如聲波測井、電阻率測井等，可用于評估油氣層的性質。

4） 生產數據：如油氣井的產量、壓力和溫度等數據。

5） 環境和安全數據：監測收集鉆井過程中的環境影響和安全風險[4]。

這些數據對于長慶鉆井總公司來說極其重要，因為它們直接關系到油氣勘探和開發的效率、成本和成功率。鉆井數據是長慶數據資產中非常重要的組成部分，豐富的數據中蘊含著知識和經驗，充分的共享可以提高生產效率，降低生產成本。但是，數據一旦泄漏也會給企業和國家造成較大的傷害，例如包含油田位置、油氣儲量等敏感信息的外泄，輕則會讓競爭對手獲得優勢，影響企業的收入，重則關系到國家能源安全，可能使國家面臨外部威脅。

當前長慶鉆井總公司面臨的現狀是每天生產管理過程中都會產生龐大的數據，數據在存儲、傳輸過程中是無差異化的管控，缺乏對數據的分級分類及相對應的合規管理，雖然網絡安全措施較豐富，但是數據治理還存在不足，仍然存在數據被篡改、泄漏和刪除等風險。

基于這種現狀，我們亟待解決以下問題：

1） 研究長慶鉆井總公司的鉆井數據分類分級方法，對于不同的分類分級的數據建立不同的管控方法，采取不同的安保措施，在保證數據安全的基礎上提高數據資產的使用效率。

2） 研究適用于鉆井數據的分類分級模板，鉆井數據不同于其他數據，目前在世面上幾乎沒有可參考的模板，唯一可以借鑒的是工信部頒布的《工業數據分類分級指南（試行）》[5]，該指南的覆蓋面太廣，顆粒度較大，并不能直接套用在鉆井數據上。

3） 鉆井專業敏感數據的智能識別，當前分類分級的工具軟件較多，其中很多都內置了智能的數據識別方法，但是主要是面向較普遍的數據類型，例如根據數據特點識別哪些數據是身份證號碼、手機號碼、地址、電子郵箱等。對于鉆井數據缺少專業的智能識別方法。

4） 為鉆井數據建立基于IPDRR模型框架，具備風險識別（Identify） 、安全防御（Protect） 、安全檢測（De?tect） 、安全響應（Response） 和安全恢復（Recovery） 五大能力的數據安全防護體系，保障企業數據資產全生命周期各個生存階段的機密性、可用性和完整性。

由此可見，長慶鉆井公司亟待完善數據治理，構建一套具有完整性、安全性、可靠性、可用性及可行性的數據管控體系。該體系建立在數據分類分級精細化管理的基礎上，在保證數據安全的前提下，為不同類型的用戶提供方便有效的數據服務，為實現企業的數字化轉型和智能化發展提供堅實的基礎。

2 技術路線

鉆井數據分類分級的具體技術路線如圖1所示。

2.1 識別梳理鉆井數據資產

在長慶鉆井總公司中有數以百計的信息系統，涵蓋了人事、財務、物流、外包、生產、銷售等各個方面。本次項目的主旨是針對鉆井相關數據的治理，因此首先要劃定一個明確的項目邊界，不能無限擴張。在數據資產中需要發現識別出與鉆井相關的信息系統，確認每個信息系統的數據生產、使用等相關方，建立數據譜系，理清數據全生命周期從產生、處理、加工、融合、流轉到最終消亡的過程，以及數據之間的血緣關系。此階段的成果輸出為鉆井相關的數據資產清單。

2.2 鉆井數據分類

數據分類是指按照數據的特征屬性及內容進行劃分，建立起分類體系并按照分類結果構建出數據資源目錄，目前中石油已經從集團公司的全局視角建立了數據資源目錄。根據不同數據特點可以分為四層或五層結構。當前中石油集團公司頒布的《指南》中已經給出了一級主題域和二級主題域，并提供了《數據資源目錄構建規范》，各單位根據具體情況去豐富充實多級數據分類主題。中石油集團公司給出的數據資源目錄框架最多包含5層，在一級、二級主題域下，第三層可以是業務對象，第四層是邏輯數據實體，第五層是數據屬性。分類工作需要分步實施，小步快跑，迭代升級。我們的具體做法是選擇典型業務系統作為試點，構建數據資源目錄，經過評審后，形成定稿。目前國內有多種分類分級專業軟件，例如啟明星辰、中安威士等均推出了此類產品，支持將數據資源目錄編制為多級結構的數據模板，并用數據模板實現對數據資源的分類。此階段成果輸出為數據資源目錄及針對典型業務系統的，可嵌入專業分類分級軟件的數據分類模板。

2.3 鉆井數據分級

數據分級是指企業數據按照其重要性、敏感性及安全性進行分級管理。根據工業和信息化部辦公廳在2020年發布的《工業數據分類分級指南（試行）》，我們把安全影響維度分為國家安全、社會公共利益、企業合法權益和個人合法權益四個，等級分為一般數據、重要數據和核心數據三個。其中，一般數據可以根據各單位具體情況再細分為內部一般數據和外部一般數據。內部一般數據是指可以在企業內部共享的數據，外部一般數據是指可以向外界公開的數據。一般數據是指不涉密，對國家利益、社會公共利益、企業合法權益和個人合法權益無影響的數據。重要數據是指企業普通商密，對國家利益有一般影響，對企業利益有嚴重影響的數據。核心數據是密級最高的，對國家、企業及社會利益均有嚴重影響的數據。對于數據的定級須遵循以下原則：

1） 合法合規原則：必須遵從國家相關法律法規和相關標準規范要求。

2） 就高從嚴原則：當信息系統包含的數據既有一般數據，又有重要數據和核心數據，就要按照等級最高的來定級。

3） 時效性原則：數據定級具有一定的時效性，當數據內容發生改變的時候要相應地對數據分級進行更新。

4） 可行性原則：分級的結果要有利于合法的共享數據和高效的管理數據，提高數據資產的使用價值。

此階段成果輸出是針對典型業務系統的數據分級結果。

2.4 鉆井數據的標識與審核

按照前期的工作成果，選定典型業務系統后，根據該系統的數據特點制訂了分類分級的實施方案和數據分類分級模板，就可以組織專家進行評審，在獲得專家的認可后即可發布實施指南，采用專業的分類分級商業軟件進行數據標識。當信息系統的數據結構或訪問控制發生變化后，須及時更新。此階段的輸出成果為分類分級標識后的數據資產清單。

2.5 鉆井數據管控

這一步就是按照中石油的《指南》精神，分別為一般數據、重要數據和核心數據制訂管控策略，做到鉆井數據全生命周期的分類分級管控。為落實數據管控，編撰了《鉆井數據分類分級原則及方法規范》和《鉆井數據安全合規工作流程規范》的草案，并組織專家進行評審，形成定稿。此階段的成果輸出是《鉆井數據分類分級原則及方法規范》和《鉆井數據安全合規工作流程規范》。

3 實現方案

在項目具體實施中，我們按照技術路線進行了項目實施。

首先對長慶現有的數據資產，不僅包括各類信息系統這樣結構化的數據，還包括文檔、圖片、視頻等非結構化或半結構化數據進行了全面梳理，形成了數據資產清單。

其次選擇了《鉆井液信息技術智能分析系統》作為試點的典型業務系統，對該系統中包含的元數據、數據表及字段進行了全面梳理。截止到2023年，中石油集團公司頒布的《指南》中共計包括28個一級主題域、244個二級主題域及若干三級主題，其中一級主題油田技術服務下包括了鉆前業務、鉆井業務、井控管理、固井業務等18個二級主題，我們把鉆井液信息列為三級主題，隸屬在鉆井業務二級主題下。我們對二級主題域下的鉆井業務進行了三級和四級業務對象的分類，采取的是線分和面分混合法，按照業務所屬專業領域的數據分類規則，對該業務運營過程中收集和產生的數據進行分類。四級分類結果如圖2所示，圖中第四級就是具體業務對象，第五級是信息系統中具體的數據表。

第三步，按照分級原則對分類后的數據表逐一進行分級。《鉆井液信息技術智能分析系統》中的數據一旦泄漏，將對企業造成嚴重影響，因此按照就高從嚴的原則劃分為重要數據。

第四步，經過專家評審后生成數據模板，該模板以Excel方式保存，可直接導入到分類分級的商業軟件中，并可用該模板對《鉆井液信息技術智能分析系統》中的數據庫表及屬性進行標識。

第五步，采用《鉆井數據分類分級原則及方法規范》和《鉆井數據安全合規工作流程規范》對不同分類分級的數據設定共享策略，實現對數據資產的精細化管控。

4 小結

企業數據分類分級安全管控在過去兩年已逐漸成為許多企業，尤其是央企信息化建設的重點。銀行、電力系統已經開始較全面地實施，而鉆井企業在這方面才剛剛起步。本文主要闡述了長慶鉆井總公司實施鉆井相關數據分類分級的技術路線和方法，以典型案例為試點進行嘗試，為下一步推廣到其他信息系統中提供了成熟經驗。

參考文獻：

[1] 安全內參. 解讀：歐盟數據法案提案持續完善數據立法[EB/OL]. [2022-02-28]. https：//www. secrss. com/articles/39766.

[2] 安全內參. 一文讀懂美國數據保護立法情況[EB/OL].[2019-07-02]. https：//www. secrss. com/articles/11839.

[3] 人民日報.中華人民共和國數據安全法[EB/OL].[2021-06-19]. paper.people.com.cn/rmrb/images/2021-06/19/07/rmrb2021061907. pdf.

[4] 袁銘，蔡海超，高翔. 數據治理技術在長慶鉆井公司中的應用探析[J]. 電腦知識與技術，2023，19（28）：100-102.

[5] 中華人民共和國工業和信息化部《， 工業數據分類分級指南（試行）》解讀[EB/OL]. [2020-03-05]. https：//wap. miit. gov.cn/jgsj/xxjsfzs/gzdt/art/2020/art_02ae8cca3f8445f7853f7781a72d9405. html.

【通聯編輯：梁書】