可持續(xù)競爭力的網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索

李攀攀，朱 蓉，杜 選，于海寧，苗春雨

（1.嘉興學(xué)院 數(shù)理與信息工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全研究中心，黑龍江 哈爾濱 150001；3.杭州安恒信息技術(shù)股份有限公司，浙江 杭州 310051）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)空間是繼海、陸、空、天四大空間之外的第五空間，保衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)空間國家主權(quán)已成為我國的重要戰(zhàn)略之一，高層次人才資源培養(yǎng)是實(shí)施這一戰(zhàn)略的關(guān)鍵支撐保障[1]。當(dāng)前，隨著社會基礎(chǔ)設(shè)施全面的互聯(lián)網(wǎng)化，我國互聯(lián)網(wǎng)的普及率快速上升，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)持續(xù)高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)場景不斷變化，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全所面臨的威脅以及未知風(fēng)險越來越大，社會各行業(yè)對具有可持續(xù)競爭力的應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的需求急劇增長[2]。

我國在2015 年將網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)增設(shè)為一級學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)空間安全提升到國家宏觀戰(zhàn)略，網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)也被提升到前所未有的高度。學(xué)科建設(shè)周期短，人才培養(yǎng)體系有待完善，當(dāng)前我國網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會發(fā)展的需求[3]。網(wǎng)絡(luò)空間安全的競爭歸根結(jié)底是人才的競爭，高校是網(wǎng)絡(luò)空間安全高層次人才培養(yǎng)的重要載體，高層次網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)成為高校的主動需求[4]，如何快速地適應(yīng)社會、市場需求，培養(yǎng)出高層次應(yīng)用型人才，成為一個亟需解決的重要問題。

1 網(wǎng)絡(luò)空間安全人才需求與人才培養(yǎng)之間的矛盾

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)是綜合性、交叉性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)空間安全人才需求與人才培養(yǎng)所面臨的問題包括以下3 方面。

（1）人才需求的結(jié)構(gòu)性供需失衡。網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)與供給體系質(zhì)量和效率不高，在網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)上，高校普遍重理論、輕實(shí)踐，畢業(yè)生難以滿足用人單位的需求，特別是高校對網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的體系和結(jié)構(gòu)不靈活，更加劇了人才供需失衡[5]。正確認(rèn)識人才供需結(jié)構(gòu)性失衡問題，大力提升高校培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的能力，實(shí)現(xiàn)由低水平供需失衡向高水平供需平衡的躍升。

（2）專業(yè)知識體系和師資隊(duì)伍尚不能滿足高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。網(wǎng)絡(luò)空間安全教育起步晚，我國2015 年才正式建立網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科，短時間內(nèi)，專業(yè)人才培養(yǎng)體系尚不完善，高校網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)踐型教職人才儲備不足，缺乏精通網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)的專業(yè)教師隊(duì)伍，師資力量亟待提高和加強(qiáng)。

（3）培養(yǎng)人才的實(shí)踐動手能力弱。主要原因有3 個：①高校普遍缺乏網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)踐場景，導(dǎo)致學(xué)生普遍重視理論知識的學(xué)習(xí)，忽略實(shí)踐能力的培養(yǎng)；②從事網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的教師極少部分科班出身，往往由計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)型而來，教師理論知識不全面，工程實(shí)踐能力不扎實(shí)；③網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐教學(xué)體系不完備，特別是校外長期穩(wěn)定的、與專業(yè)密切相關(guān)的實(shí)踐基地匱乏。

網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)質(zhì)上是人與人的對抗，根據(jù)《2018 網(wǎng)絡(luò)安全人才發(fā)展白皮書》的調(diào)查結(jié)果，我國當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足社會需求[3]。以行業(yè)需求為導(dǎo)向，如何建立網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才的培養(yǎng)體系，成為當(dāng)前急需解決的問題。

2 網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)知識體系的特點(diǎn)

為貫徹實(shí)施國家信息安全的宏觀戰(zhàn)略，需加快網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型高層次人才培養(yǎng)，首要前提是深入分析網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)知識體系的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)的知識體系與其他傳統(tǒng)工科專業(yè)相比呈現(xiàn)鮮明的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

（1）學(xué)科交叉與深寬兼?zhèn)涞膶I(yè)知識與技能：除了基本的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編譯原理等基礎(chǔ)課程外，網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)還涉及較多的領(lǐng)域，如密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)流量識別等[6]。特別是除了傳統(tǒng)的“信息安全”專業(yè)所偏重的安全基礎(chǔ)理論及技術(shù)外，更加強(qiáng)調(diào)信息內(nèi)容安全、網(wǎng)絡(luò)空間安全管理等，網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)知識體系，如圖1 所示。

（2）理論、實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)的深度融合：理論教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的第一要務(wù)，網(wǎng)絡(luò)空間安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)所涉及知識點(diǎn)多、知識內(nèi)容抽象難以理解，如數(shù)理邏輯、數(shù)論、線性代數(shù)、概率論等。相比起其他工科專業(yè)，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)重視對實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，而在網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維、安全防護(hù)方面，安全經(jīng)驗(yàn)的作用又尤為突出。在網(wǎng)絡(luò)空間安全這一背景下，理論、實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)深度融合，以及如何打破三者之間的壁壘，值得進(jìn)一步思考。

（3）科學(xué)素養(yǎng)與社會責(zé)任感并重：網(wǎng)絡(luò)空間安全與法律、黑灰色產(chǎn)業(yè)利益鏈、社會工程學(xué)等聯(lián)系較為緊密，在人才的教育與培養(yǎng)過程中，尤要注意德育品行，增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)，降低所培養(yǎng)人才走入歧途的風(fēng)險，要重視培養(yǎng)學(xué)生能夠在網(wǎng)絡(luò)安全團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)角色責(zé)任，恪守網(wǎng)絡(luò)空間安全職業(yè)道德，嚴(yán)格遵守職業(yè)規(guī)范，履行責(zé)任。

人才培養(yǎng)體系的建設(shè)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，高校是承載網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的重要載體，是立足于結(jié)合創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)要素的寬口徑基礎(chǔ)教育的重要途徑。挖掘網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的特點(diǎn)，推出打造立體化、系統(tǒng)式的網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)方案，是打破目前網(wǎng)絡(luò)空間安全人才供需失衡的前提[7-8]。

3 網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

網(wǎng)絡(luò)空間既是信息的生存環(huán)境，也是人的生存環(huán)境。相比信息技術(shù)類的其他學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科成立時間短，人才需求緊迫，培養(yǎng)與社會需求相適配的應(yīng)用型人才成為當(dāng)前高校所面臨的迫切問題。從人才培養(yǎng)的角度和模式來看，網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐型人才培養(yǎng)需從課堂教學(xué)與師資力量建設(shè)、實(shí)踐課程建設(shè)、校企合作課程建設(shè)3方面入手，如圖2 所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)知識體系

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速更新意味著網(wǎng)絡(luò)空間安全教育必須緊跟業(yè)界節(jié)奏，要求網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)教育能敏銳地捕捉到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來的發(fā)展動向。根據(jù)圖2，課堂教學(xué)與師資力量建設(shè)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)支撐，實(shí)踐課程在理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用之間搭起橋梁，在人才培養(yǎng)模式中起到承上啟下的作用，是關(guān)乎人才培養(yǎng)模式能否成功的關(guān)鍵，面向用人單位需求的校企合作課程則是培養(yǎng)實(shí)踐型人才就業(yè)出口的保障。通過3 方面的深度融合、層層遞進(jìn)，能夠保障網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)所培養(yǎng)的應(yīng)用型人才具有可持續(xù)競爭力。

圖2 網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

3.1 校企雙驅(qū)動的課堂教學(xué)與師資力量建設(shè)

師資力量的建設(shè)是人才培養(yǎng)的保障，我國網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)起步晚，大部分的師資力量從相關(guān)專業(yè)如網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)轉(zhuǎn)過來，缺少網(wǎng)絡(luò)空間安全基礎(chǔ)理念，特別是網(wǎng)絡(luò)空間安全知識體系匱乏。大多教師出于職業(yè)發(fā)展的考慮，偏重于理論的研究，忽視實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)。

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)作為新興學(xué)科，師資力量的建設(shè)是決定專業(yè)發(fā)展質(zhì)量的關(guān)鍵。從實(shí)踐入手是培養(yǎng)應(yīng)用型教學(xué)師資力量的主要手段之一。針對網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的特點(diǎn)，以校企共贏為目標(biāo)探尋一條適合校企合作穩(wěn)定的師資培養(yǎng)模式，從評測方法和激勵機(jī)制等方面，讓師資力量積極地融入到生產(chǎn)一線去。比如，可選派骨干教師到網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐進(jìn)修，在提升教師自身實(shí)踐業(yè)務(wù)素質(zhì)的同時又能與企業(yè)建立良好的聯(lián)系。此外，還可以政策性鼓勵教師參與網(wǎng)絡(luò)空間相關(guān)認(rèn)證的培訓(xùn)和認(rèn)證考試，從信息安全領(lǐng)域企業(yè)一線的培訓(xùn)案例提高師資的實(shí)踐教學(xué)能力，同時也能支撐教師的科學(xué)研究。

3.2 以學(xué)科競賽為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)

以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)科競賽需求進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)空間安全競賽一般以CTF（Capture The Flag，奪旗賽）為主，常采用解題模式（Jeopardy），題目通常包含密碼學(xué)、逆向工程、漏洞挖掘與利用等。還有采用攻防模式（Attack-Defence），參賽隊(duì)伍在網(wǎng)絡(luò)空間互相攻擊和防守，挖掘網(wǎng)絡(luò)服務(wù)漏洞并攻擊對手服務(wù)來得分，修補(bǔ)自身服務(wù)漏洞進(jìn)行防御來避免失分。此外還要同時采用解題模式和攻防模式的混合模式（Mix），讓學(xué)生通過CTF 比賽獲得參與感、榮譽(yù)感，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識向縱深方向發(fā)展的動力。

以學(xué)科競賽促進(jìn)培養(yǎng)實(shí)踐動手能力，邀請具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家擔(dān)任講師，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)的最新需求，在網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練，建立快速、規(guī)?；囵B(yǎng)實(shí)戰(zhàn)型網(wǎng)絡(luò)安全人才的機(jī)制。傳統(tǒng)工科的教學(xué)方式側(cè)重基礎(chǔ)理論的教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)更重視在理論基礎(chǔ)之上的實(shí)踐和應(yīng)用。以學(xué)科競賽為牽引和導(dǎo)向，以系統(tǒng)性的理論教學(xué)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型高層次人才培養(yǎng)。

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)基礎(chǔ)理論知識系統(tǒng)龐大，在有限課時的情況下，學(xué)生很難全面、系統(tǒng)地理解和掌握專業(yè)知識。以學(xué)科競賽為導(dǎo)向，探索多手段相融合的教學(xué)模式，探索小班研討式學(xué)習(xí)模式，積極引入MOOC/SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂、微課堂、興趣小組等多手段融合的教學(xué)模式，將學(xué)生填鴨灌輸式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃幼灾魇綄W(xué)習(xí)的模式。實(shí)踐過程中設(shè)計(jì)不同的網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)，能極大提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性，通過自學(xué)提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全工具實(shí)操的動手能力。以學(xué)科競賽為導(dǎo)向網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐教學(xué)模式，如圖3 所示。

圖3 以學(xué)科競賽為導(dǎo)向網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐教學(xué)模式

以網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐教學(xué)中常見的蜜罐為例，實(shí)踐教學(xué)3 步驟如下。

（1）理論教學(xué)階段：蜜罐屬于網(wǎng)絡(luò)安全中的主動防御技術(shù)，課堂教學(xué)上讓學(xué)生掌握蜜罐的工作原理，特別是蜜罐通過什么機(jī)制誘騙攻擊者，以及在理論上分析蜜罐如何通過日志系統(tǒng)記錄攻擊者的攻擊行為。

（2）實(shí)踐教學(xué)階段：經(jīng)過理論教學(xué)之后，可以選用開源的蜜罐系統(tǒng)，如T-Pot、Cowrie、Dionesa 等，通過搭建部署開源的蜜罐系統(tǒng)，對蜜罐系統(tǒng)上“攻擊者”的活動進(jìn)行監(jiān)測、分析。再結(jié)合業(yè)務(wù)流程，分類掌握各種蜜罐的工作機(jī)制和流程，如Web 業(yè)務(wù)蜜罐、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧蜜罐和系統(tǒng)主機(jī)型蜜罐。

（3）實(shí)踐拓展階段：根據(jù)蜜罐的工作原理，拓展掌握蜜罐如何發(fā)現(xiàn)攻擊、產(chǎn)生警告、日志分析與處理、偽裝服務(wù)、協(xié)助調(diào)查、收集證據(jù)等一系列功能。讓學(xué)生研究敵手的攻擊目的和常用攻擊手段，深入學(xué)習(xí)如何通過部署蜜罐保護(hù)服務(wù)資源，特別是對應(yīng)用程序的保護(hù)。

結(jié)合混合教學(xué)模式的實(shí)踐教學(xué)模式遵循網(wǎng)絡(luò)空間安全教學(xué)從理論到實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)后進(jìn)行反思，然后再回歸到理論，讓學(xué)生在融會貫通中掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全的知識體系。

此外，在實(shí)際教學(xué)過程中，還要善于發(fā)現(xiàn)和引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)中的“偏才”“怪才”，這類學(xué)生往往表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)踐動手能力突出，如網(wǎng)絡(luò)安全編程能力、系統(tǒng)安全能力、編程能力等，但這類學(xué)生往往埋沒在以綜合成績作為評定標(biāo)準(zhǔn)的模式中。作為教師，要通過國家和省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、大學(xué)生研究訓(xùn)練（SRT，Student Research Training）計(jì)劃等活動積極發(fā)現(xiàn)“偏才”“怪才”，并合理地加以引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性和能動性。

3.3 新型的校企合作人才培養(yǎng)模式

摸索以人才需求為引領(lǐng)的校企合作新模式，以用人單位實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，在人才培養(yǎng)的全過程與用人單位對接、合作，有針對性地培養(yǎng)企業(yè)需求的高層次人才，注重網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的實(shí)用性與時效性。注重在校理論學(xué)習(xí)與企業(yè)工程實(shí)踐，著眼于學(xué)校資源與企業(yè)資源優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)校企的雙贏，通過這種多方參與的方式，形成既能適應(yīng)人才市場上的技能需求熱點(diǎn)，內(nèi)容又相對穩(wěn)定的培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案，面向用人單位需求的網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式如圖4 所示。

圖4 面向用人單位需求的網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

在圖4 中，用人單位的需求是網(wǎng)絡(luò)空間安全課程體系對人才的培養(yǎng)目標(biāo)，課堂教學(xué)和課程教學(xué)相輔相成，支撐起整個課程體系。網(wǎng)絡(luò)空間安全知識體系及相關(guān)技術(shù)更新快，僅靠學(xué)校的課程資源教學(xué)難以跟上用人單位對人才的需求，因此，需以用人單位的人才需求為導(dǎo)向，對課程體系進(jìn)行及時的更新。此外，在面向網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的校企合作培養(yǎng)上，要著力打造學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生多方共贏的立體式的人才培養(yǎng)模式。

高校在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)安全人才方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)是一個系統(tǒng)性的工程，尤其是網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)知識體系龐大、多學(xué)科交叉、知識更新快，實(shí)踐性強(qiáng)，需要摸索建立與用人需求相適配的、合理的、科學(xué)的、系統(tǒng)的具有可持續(xù)競爭力的網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。

4 結(jié) 語

沒有信息安全就沒有國家安全，網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)是國家信息安全的重要保障之一?？v觀全球，我們網(wǎng)絡(luò)空間安全應(yīng)用型高層次人才的培養(yǎng)模式仍處于“跟跑”的階段，從網(wǎng)絡(luò)空間安全高層次人才的供需矛盾出發(fā)，探討了網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)知識體系的特點(diǎn)。從培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全理論、基礎(chǔ)知識和技能出發(fā)，深入探討了培養(yǎng)良好科學(xué)素養(yǎng)、高度社會責(zé)任感、具有可持續(xù)競爭力的高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式，以期為高校人才培養(yǎng)提供借鑒和參考。