多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)生安全

我國的網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略規(guī)劃，有的是演進式的，有的是革命式的，還有的介于這兩者之間。網(wǎng)絡(luò)空間首先要解決好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)問題。能控制網(wǎng)絡(luò)的就是網(wǎng)絡(luò)的主人。從嚴格意義上來說，我們還不具有控制互聯(lián)網(wǎng)的能力，面臨著被人從網(wǎng)絡(luò)上抹掉的風險。所以，我國亟須自主創(chuàng)新開啟新型網(wǎng)絡(luò)——多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略剛需將開啟多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)時代

2017年12月14日，美國聯(lián)邦通信委員會宣布廢除網(wǎng)絡(luò)中立原則。這不止是運營商的事情，還是美國人在網(wǎng)絡(luò)空間方面戰(zhàn)略性的一步。而俄羅斯宣布要建立“獨立互聯(lián)網(wǎng)”，歐盟宣布實施“寬帶歐洲”戰(zhàn)略，自主建設(shè)“可管可控”高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，這表明各國對美國人和互聯(lián)網(wǎng)的信譽產(chǎn)生了懷疑。鑒于這種局面，我認為多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)時代可能會來臨。

面對這樣的形勢，要兩條腿走路，一方面繼續(xù)建設(shè)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，另一方面同時創(chuàng)新發(fā)展多邊共治網(wǎng)絡(luò)，這是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟時代國際政治博弈的必然要求，發(fā)展新的多邊共治網(wǎng)絡(luò)是成就強國夢不可或缺的戰(zhàn)略性技術(shù)。

目前全球有很多新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究者，出現(xiàn)了不少研究成果，例如云、可重構(gòu)、標識映射、SDN、內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)，等等。如今的局面是滿地珍珠但沒有項鏈，所以新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)缺項鏈，不缺珍珠，急需主線串珠成鏈。因此要以自主創(chuàng)新的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和基線技術(shù)開展“國家第二網(wǎng)絡(luò)”能力建設(shè)，這是我們作為技術(shù)人員的歷史責任。

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展構(gòu)想

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系解讀。多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系是基于全維可定義平臺的開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，確定了新型網(wǎng)絡(luò)基線將由三部分組成：多模態(tài)尋址與路由技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智慧化管理、廣義魯棒控制的內(nèi)生安全。在此基礎(chǔ)上有各種應(yīng)用，稱之為多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)。這樣IP及其傳輸方式、傳輸協(xié)議、路由控制只是其中的案例之一。

為什么要建設(shè)基于全維可定義平臺的開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)？現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)很難適應(yīng)多樣化應(yīng)用。多樣化應(yīng)用需要多元化、專業(yè)化、智慧化的網(wǎng)絡(luò)，必須發(fā)展顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全維可定義，使網(wǎng)絡(luò)世界獲得與現(xiàn)實世界可匹配的多模態(tài)融合活力。所以必須拋棄“盡力而為、縫縫補補”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展路線。

多模態(tài)尋址與路由技術(shù)。自然界的物種多元化，因為其相互補充、相互制約、相互平衡而構(gòu)成一個和諧共存的發(fā)展格局，如果沒有競爭性變異的累積和推陳出新的延續(xù)，生物界會因為同質(zhì)化而漸漸走向凋亡。

現(xiàn)實世界的網(wǎng)絡(luò)形式也很豐富。有基于街道名、門牌號、郵政編碼的尋址方式，有基于空間物理坐標的尋址方式，有基于內(nèi)容的尋址方式。而網(wǎng)絡(luò)尋址與路由技術(shù)方面：以IP地址為中心的尋址模式已經(jīng)成熟，正由IPv4向IPv6發(fā)展;以標識分離為中心的尋址模式已經(jīng)在專用網(wǎng)上得到應(yīng)用;以服務(wù)內(nèi)容為中心的尋址模式已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的服務(wù)中有所體現(xiàn);以空間坐標為中心的尋址模式已經(jīng)在生活中普遍存在了。然而在網(wǎng)絡(luò)中，恰恰沒有這些豐富的尋址模式。而SDN/NFV、SDC、SDH、SDI、DSAs等都可以提供多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。而現(xiàn)有的IP架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)不能接納這些技術(shù)。

多模態(tài)網(wǎng)元架構(gòu)設(shè)想如下：最下層是全維可定義的路由/交換平臺（SDXp），中間是多協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)控制器（MMSc），最上層是IP、NDN、Sinet、Ednet、ICN等規(guī)程作為應(yīng)用功能。

網(wǎng)絡(luò)智慧化管理。人類正在步入智慧時代，號稱“智能革命”。機器學習發(fā)展很快，人工智能如火如荼。這些技術(shù)如果用于網(wǎng)絡(luò)控制，將會給網(wǎng)絡(luò)帶來智慧。然而，當前網(wǎng)絡(luò)世界既沒有現(xiàn)實世界的多樣化，也沒有可資比擬的智慧程度。

自然界的群體運動中，生物群體所呈現(xiàn)出的各種協(xié)調(diào)有序的大規(guī)模集體運動模式，實際上是由分布式個體之間相對簡單的協(xié)同交互產(chǎn)生的群體行為?，F(xiàn)在基于云的無人駕駛技術(shù)將狀態(tài)感知、分析控制、動作調(diào)整匯集到云端，進行全局優(yōu)化與決策，而不是讓每一輛汽車都具有決策功能。這是用云技術(shù)建立“感知-決策-執(zhí)行”一體的智能控制系統(tǒng)，自動感知運行態(tài)勢、規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)和路由、管理與調(diào)配資源，形成“自動駕駛”的智慧網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)智慧化，就是引入人工智能技術(shù)，建立“感知-決策-執(zhí)行”一體的網(wǎng)絡(luò)智慧化管理、傳輸與控制，實現(xiàn)智能感知、自主決策、自動執(zhí)行。人工智能與網(wǎng)絡(luò)融合的根本目的是：構(gòu)建智能閉環(huán)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與上層服務(wù)的實時適配和擬合。而領(lǐng)域?qū)Ｓ肈SAs架構(gòu)和軟硬件協(xié)同計算語言、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算等能為此提供強有力的技術(shù)支持。

多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全思考

體系架構(gòu)成為解決安全問題的新方向。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的進步是多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中最重要的進步之一?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)針對服務(wù)性設(shè)計，有可靠性，但沒有內(nèi)生安全性，沒有抗攻擊的能力。

網(wǎng)絡(luò)空間安全威脅的本源性技術(shù)問題如下：第一，軟硬件設(shè)計缺陷導致的漏洞問題。第二，全球化時代軟硬件中存在后門。第三，現(xiàn)有理論與技術(shù)沒有手段徹查給定信息系統(tǒng)。這些問題是不可避免的。網(wǎng)絡(luò)陷入了數(shù)字經(jīng)濟越發(fā)達，網(wǎng)絡(luò)空間安全威脅越嚴重的困境。這表明：任何安全管理規(guī)則的有效性都需要建立在技術(shù)安全的基礎(chǔ)上。

基于廣義魯棒控制的技術(shù)架構(gòu)。借鑒量子力學中的測不準原理，形成基于多模裁決的動態(tài)可重構(gòu)負反饋控制構(gòu)造。任何的“探測”或“試錯”攻擊都可能導致當前防御場景改變，在機理上與測不準原理等價，使得“暴力破解”方法無效。也叫廣義魯棒控制構(gòu)造，它既不依賴攻擊者先驗知識和行為特征信息，也不懼怕任何基于未知的異構(gòu)漏洞后門的攻擊。擬態(tài)防御實際上是一種內(nèi)生安全效應(yīng)。

內(nèi)生安全效應(yīng)在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中通過基于廣義魯棒控制的技術(shù)架構(gòu)體現(xiàn)。應(yīng)用層面采用廣義魯棒控制的可信服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層面采用廣義魯棒控制的分布式網(wǎng)絡(luò)，下層采用廣義魯棒控制的網(wǎng)元設(shè)備，管理體系也采用廣義魯棒控制。總之，用廣義魯棒控制構(gòu)造形成軟硬件系統(tǒng)的內(nèi)生安全效應(yīng)。

技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。安全分為兩個層面，管理安全和支持管理安全的技術(shù)。所以“有管理”和“可管理”是不同的概念，前者是管理規(guī)定，后者既有規(guī)定又有支撐技術(shù)?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全很多都是“有管理”而非“可管理”，擬態(tài)安全能夠?qū)崿F(xiàn)“可管理”的狀態(tài)。

多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新目標。針對網(wǎng)絡(luò)智慧化、多元化、個性化、高魯棒、高效能等發(fā)展需求，以顛覆性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，以全維可定義的開放架構(gòu)為支撐，以多模態(tài)尋址、智慧化管理與傳輸、廣義魯棒控制等新一代網(wǎng)絡(luò)基線技術(shù)創(chuàng)新為抓手，推動可增量部署的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級。

多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)路線。以“全維可定義”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“開放基因”;以“多模態(tài)尋址”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“融合基因”;以“網(wǎng)絡(luò)智慧化”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“效能基因”;以“廣義魯棒性”確定多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)“安全基因”。

加快推進顛覆性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級，以全維可定義的開放架構(gòu)為基礎(chǔ)，以新一代基線技術(shù)創(chuàng)新為切入點，創(chuàng)建可增量部署的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展模式，切實推動我國信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由“跟跑”到“領(lǐng)跑”，實現(xiàn)由“網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品大國”到“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強國”的轉(zhuǎn)變。要始終以國家重大戰(zhàn)略需求為牽引，研發(fā)“自主技術(shù)、安全可信”的“開放架構(gòu)的多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)”，為建設(shè)“國家第二網(wǎng)絡(luò)”提供可靠的技術(shù)支撐。

（本文根據(jù)鄔江興院士公開演講整理而成，未經(jīng)本人確認。）