新形勢(shì)下保密技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革探索

劉玉玲，彭 飛

（湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410082）

0 引言

目前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在悄然興起，世界正經(jīng)歷著百年未有之大變局，信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新（簡(jiǎn)稱“信創(chuàng)”）成為我國(guó)發(fā)展的重要抓手，技術(shù)自主可控的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。同時(shí)，使用國(guó)外引進(jìn)技術(shù)存在著巨大的安全隱患。2016 年，以習(xí)近平同志為核心的黨中央勾畫(huà)了新時(shí)代保密工作的發(fā)展藍(lán)圖——“兩步走”?！皟刹阶摺钡哪繕?biāo)能否按時(shí)達(dá)成，保密技術(shù)的發(fā)展與保密人才的支撐是關(guān)鍵。湖南大學(xué)國(guó)家保密學(xué)院作為中部地區(qū)第一所、全國(guó)第八所由國(guó)家保密局與高校共建的國(guó)家保密學(xué)院，肩負(fù)著培養(yǎng)堅(jiān)持總體國(guó)家安全觀、服務(wù)國(guó)家保密戰(zhàn)略需求的保密技術(shù)專業(yè)人才的重任。

保密技術(shù)基礎(chǔ)課程作為保密技術(shù)專業(yè)的核心課程與信息安全專業(yè)的專業(yè)選修課程，也是與保密技術(shù)相關(guān)其他學(xué)科的基礎(chǔ)。在此新形勢(shì)下，本文選取該課程開(kāi)展教學(xué)改革探索，并輻射信息安全專業(yè)和保密技術(shù)專業(yè)的其他核心課程，共同培養(yǎng)適應(yīng)新形勢(shì)、新任務(wù)要求的高質(zhì)量人才，以滿足國(guó)家對(duì)安全和保密專業(yè)人才的迫切需要。

1 相關(guān)工作

沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全，網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略已提升至國(guó)家安全戰(zhàn)略高度，事關(guān)國(guó)家安全全局。因此，2015 年6 月，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)在工學(xué)門(mén)類下增設(shè)了網(wǎng)絡(luò)空間安全一級(jí)學(xué)科。對(duì)于新興學(xué)科，如何創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、探索專業(yè)人才培養(yǎng)途徑，已成為當(dāng)前高等工程教育的一個(gè)新課題。

翁健等［1］綜合分析了國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀與實(shí)際人才需求，結(jié)合我國(guó)網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)特點(diǎn)，提出網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的若干建議措施，并給出了暨南大學(xué)在網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)方面的一些探索；肖蓉等［2］分析了網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才培養(yǎng)涉及的教學(xué)目標(biāo)、教育資源、學(xué)科特點(diǎn)、行業(yè)特色等問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上提出構(gòu)建以能力為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式及其實(shí)施途徑。同時(shí)，李永忠［3］針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作中發(fā)現(xiàn)的教學(xué)存在的實(shí)際問(wèn)題，以信息安全專業(yè)教育教學(xué)和人才培養(yǎng)重構(gòu)為契機(jī)，積極探索專業(yè)認(rèn)證視域下的信息安全人才培養(yǎng)方略；傅建明等［4］從軟件安全的基礎(chǔ)知識(shí)、工具實(shí)踐、編程實(shí)踐等方面介紹軟件安全課程教學(xué)思路：理論教學(xué)采用循序漸進(jìn)的思路講授知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)配合工具實(shí)踐使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，學(xué)生熟練掌握工具后，再通過(guò)編程實(shí)踐提升實(shí)踐動(dòng)手能力。

2012 年，保密管理正式列入普通高等學(xué)校的本科專業(yè)目錄，成為一個(gè)正式專業(yè)［5］。保密管理作為一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)空間安全密切相關(guān)的管理學(xué)門(mén)類下的二級(jí)學(xué)科，經(jīng)過(guò)近10年發(fā)展，也具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，并形成了自身特點(diǎn)。

2017 年，教育部正式發(fā)文在北京交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、湖南大學(xué)3所學(xué)校增設(shè)保密技術(shù)專業(yè)［6］。

2 存在的問(wèn)題

當(dāng)今世界，國(guó)際環(huán)境復(fù)雜多變、科技進(jìn)步日新月異，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，世界各國(guó)都加緊了對(duì)信息資源的控制與爭(zhēng)奪。隨著我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)以及科技實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我國(guó)成為國(guó)際情報(bào)竊密的重點(diǎn)目標(biāo)，境內(nèi)外各種敵對(duì)實(shí)力的竊密活動(dòng)明顯加劇，保密與竊密斗爭(zhēng)空前尖銳。同時(shí)，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展和信息化建設(shè)的快速推進(jìn)，國(guó)家秘密的存在形態(tài)和運(yùn)行方式發(fā)生了巨大變化，涉密載體由以紙介質(zhì)為主發(fā)展到聲、光、電、磁等多種形式并存，信息網(wǎng)絡(luò)已成為泄密的主渠道。保密工作面臨前所未有的挑戰(zhàn)。因此，大力發(fā)展保密技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)保密技術(shù)研究，是保密工作科學(xué)發(fā)展的迫切需要。

由于保密技術(shù)的特殊性，保密技術(shù)相關(guān)的書(shū)籍和資料相對(duì)匱乏，目前能夠找到的教材只有一本《保密技術(shù)概論》。該書(shū)全面地介紹了目前成熟的保密技術(shù)的基本概念、基本原理、基本實(shí)現(xiàn)方法、發(fā)展歷史和趨勢(shì)等［7］。其他相關(guān)參考資料也是少之又少，因而給講授保密技術(shù)課程的教師備課、學(xué)生自學(xué)帶來(lái)了一定困難。

根據(jù)《保密技術(shù)概論》教材內(nèi)容，保密技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容主要包括：保密技術(shù)基本概念、體系框架、國(guó)家保密標(biāo)準(zhǔn)和涉密信息系統(tǒng)分級(jí)保護(hù)、密碼技術(shù)、信息隱藏、身份鑒別、訪問(wèn)控制、安全監(jiān)控與審計(jì)、邊界防護(hù)、基礎(chǔ)部件安全、網(wǎng)絡(luò)攻擊、通信安全保密、物理安全保密、電磁泄露發(fā)射和保密檢查等。在這些內(nèi)容中，絕大部分內(nèi)容與信息安全專業(yè)的其他專業(yè)課程內(nèi)容重合度較高，比如第4 章的密碼技術(shù)與密碼學(xué)課程有大部分重合；第5 章的信息隱藏技術(shù)與信息隱藏課程有部分重合；第6 章的身份認(rèn)證、第7 章的訪問(wèn)控制、第11 章的網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、第12 章的通信安全保密技術(shù)都與網(wǎng)絡(luò)安全課程有部分重合；第10 章的基礎(chǔ)部件安全與系統(tǒng)安全課程有部分重合。如果各門(mén)課程的教師不能集中進(jìn)行備課討論，這些內(nèi)容就會(huì)重復(fù)講授，從而嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 “四位一體”的育人體系改革

隨著新興技術(shù)的迅猛發(fā)展和國(guó)產(chǎn)化替代工程的大力推進(jìn)，社會(huì)發(fā)展面臨著新形勢(shì)。為了讓學(xué)生在新形勢(shì)下能夠更好地學(xué)習(xí)，本課程將從4 個(gè)方面探索教學(xué)改革措施：創(chuàng)新培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)化保密意識(shí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和豐富教學(xué)手段。

3.1 夯實(shí)三方共建，創(chuàng)新培養(yǎng)目標(biāo)

湖南大學(xué)的保密技術(shù)專業(yè)隸屬于國(guó)家保密學(xué)院，國(guó)家保密學(xué)院是由國(guó)家保密局、湖南省國(guó)家保密局與湖南大學(xué)三方共建，三方均對(duì)安全保密人才培養(yǎng)具有強(qiáng)烈的愿望和需求。通過(guò)同時(shí)對(duì)接三方需求，利用三方共建的優(yōu)勢(shì)，引入企業(yè)，夯實(shí)三方共建成果。堅(jiān)持總體國(guó)家安全觀，服務(wù)國(guó)家保密戰(zhàn)略需求，創(chuàng)新訂單式人才培養(yǎng)目標(biāo)。秉承國(guó)家需要什么樣的安全保密人才，就培養(yǎng)什么樣人才的宗旨，同時(shí)按照已通過(guò)工程認(rèn)證的信息安全專業(yè)12 條畢業(yè)要求修訂人才培養(yǎng)目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力。具體課程目標(biāo)如表1所示。

首先，要求主講教師積極申報(bào)國(guó)家保密局的A/B 類保密科研項(xiàng)目以及省級(jí)重點(diǎn)安全保密科研項(xiàng)目，與國(guó)家保密局和湖南省保密局保持深度交流，全面了解當(dāng)前國(guó)家保密戰(zhàn)略需求與國(guó)防軍工一線的具體需求，結(jié)合需求對(duì)保密技術(shù)課程進(jìn)行優(yōu)化，將需求所涵蓋的知識(shí)理念融入到教學(xué)中，為學(xué)生提供新理論、新技術(shù)和新知識(shí)，讓其更好地了解保密領(lǐng)域最新進(jìn)展。同時(shí)，學(xué)生們通過(guò)參與教師們的科研項(xiàng)目，可在貼近實(shí)戰(zhàn)的條件下進(jìn)行訓(xùn)練，從而獲得解決保密領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題的能力。課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求矩陣表如表2所示。

Table 1 The expected teaching objectives of the course表1 課程預(yù)計(jì)達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)

Table 2 Matrix of course teaching objectives and graduation requirements表2 課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求矩陣表

3.2 分析保密形勢(shì)，強(qiáng)化保密意識(shí)

當(dāng)前，全球已進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展期，“互聯(lián)網(wǎng)+”正走入人們生活。智能終端已成為人體器官的延伸，“無(wú)處不終端，處處皆計(jì)算”的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。信息化發(fā)展開(kāi)始進(jìn)入人工智能階段：微型化的計(jì)算設(shè)備開(kāi)始爬上人們的身體，或者變?yōu)樯眢w的一部分，眼鏡、手表、手環(huán)、鞋襪、衣服開(kāi)始重新武裝人們，微型芯片可以植入皮膚，會(huì)流進(jìn)血液。如今大數(shù)據(jù)技術(shù)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，同時(shí)大數(shù)據(jù)也成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要目標(biāo)之一。大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)威脅到現(xiàn)有的存儲(chǔ)和安防措施，加大了信息泄露風(fēng)險(xiǎn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可被應(yīng)用到各種攻擊手段中。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代里，這些新技術(shù)的快速發(fā)展使得保密工作面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。在此新形勢(shì)下，如何強(qiáng)化保密專業(yè)學(xué)生的保密意識(shí)變得十分重要。本文主要從兩方面進(jìn)行嘗試：

（1）糾正學(xué)生對(duì)保密工作的片面認(rèn)識(shí)。例如：①保守國(guó)家秘密僅是特定歷史時(shí)期的特定產(chǎn)物，和平年代無(wú)需保密；②即使有保密工作，普通大學(xué)生也完全沒(méi)有機(jī)會(huì)接觸到國(guó)家秘密，更不用說(shuō)保密、泄密［8］。

（2）融合多種資源進(jìn)行教學(xué)。任課教師在授課時(shí)結(jié)合生動(dòng)的影視視頻、國(guó)內(nèi)外新聞報(bào)道、現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)典案例等多種資源，強(qiáng)化學(xué)生的保密意識(shí)，使學(xué)生將保守國(guó)家秘密與自身的義務(wù)和責(zé)任聯(lián)系起來(lái)。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(xué)生明白信息安全十分重要，并知道如何做好應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，這也是貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上的精神，用好課堂教學(xué)主渠道的具體途徑［9］。

3.3 抓住信創(chuàng)核心，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

信創(chuàng)是一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略，也是當(dāng)今形勢(shì)下國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。國(guó)家通過(guò)發(fā)展信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)構(gòu)建自己的IT 產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)，實(shí)現(xiàn)從芯片、整機(jī)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、應(yīng)用程序到安全產(chǎn)品的全國(guó)產(chǎn)化替代，以使IT 產(chǎn)品和技術(shù)安全可控，擺脫對(duì)美國(guó)IT 標(biāo)準(zhǔn)的依賴，從根本上解決安全問(wèn)題。目前，國(guó)產(chǎn)CPU 已發(fā)展出龍芯、飛騰、鯤鵬等多個(gè)體系，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)已發(fā)展出麒麟、UOS、鴻蒙等一系列操作系統(tǒng)，并廣泛地運(yùn)用于電子政務(wù)、金融等重要行業(yè)。

隨著信創(chuàng)技術(shù)的大力發(fā)展與普及，高等院校作為專業(yè)人才培養(yǎng)的主陣地，勢(shì)必要擔(dān)當(dāng)起推進(jìn)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)更快更好發(fā)展的重任。因此，任課教師必須抓住信創(chuàng)的核心，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。例如：①在講授“密碼技術(shù)”內(nèi)容時(shí)，除復(fù)習(xí)傳統(tǒng)的密碼技術(shù)原理外，還要將重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為國(guó)產(chǎn)密碼算法原理與應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)對(duì)稱密碼算法包括SM1、SM4、SM5、SM6、SM7、SM8、ZUC，國(guó)產(chǎn)非對(duì)稱密碼算法包括SM2、SM9，國(guó)產(chǎn)雜湊算法包括SM3；②在講授“基礎(chǔ)部件安全”內(nèi)容時(shí)，尤其是操作系統(tǒng)安全，除講授現(xiàn)在主流Window 系統(tǒng)的安全機(jī)制外，還可介紹目前國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的安全性，一方面激發(fā)學(xué)生對(duì)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的研究興趣，另一方面增強(qiáng)學(xué)生對(duì)國(guó)家技術(shù)自主可控的信心；③在講授“網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)”內(nèi)容時(shí)，尤其是網(wǎng)絡(luò)攻擊中的漏洞挖掘等技術(shù)，可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注目前國(guó)內(nèi)打造的信創(chuàng)生態(tài)中對(duì)國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)與軟件漏洞挖掘的研究。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容后的部分章節(jié)如表3所示。

Table 3 Comparison of teaching content before and after optimization表3 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化前后對(duì)比

3.4 依托學(xué)科競(jìng)賽，豐富教學(xué)手段

網(wǎng)絡(luò)安全類學(xué)科競(jìng)賽是提升學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑，也是國(guó)內(nèi)外各大高校普遍采取的方式，比如美國(guó)高等院校就認(rèn)為黑客競(jìng)賽對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)質(zhì)量可起到重要作用，并積極鼓勵(lì)在校學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)安全類相關(guān)競(jìng)賽；在國(guó)內(nèi)，武漢大學(xué)在信息安全人才培養(yǎng)方面處于領(lǐng)先地位，其長(zhǎng)期以來(lái)一直以全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為抓手，全方位培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)能力［10］。湖南大學(xué)在國(guó)內(nèi)信息安全賽事上也取得了一些成績(jī)，但學(xué)生的參與度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為了提升學(xué)生的技能水平，本文針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽作了以下3方面嘗試：

（1）以賽代練。鼓勵(lì)更多學(xué)生參與到CTF（奪旗賽）、全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽、“湖湘杯”網(wǎng)絡(luò)安全技能大賽等安全類學(xué)科競(jìng)賽中，鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)能力。

（2）教師指導(dǎo)。任課教師采用線上線下相結(jié)合的授課方式，講解各類安全類競(jìng)賽中的選題，如CTF 線上常見(jiàn)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(jì)等）、Crypto（古典密碼、對(duì)稱密碼、非對(duì)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(xiě)、壓縮包、流量、日志、PPC、STEGA 等）。

（3）師生互動(dòng)。在教師指導(dǎo)的同時(shí)，采用翻轉(zhuǎn)課堂方式培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角，學(xué)習(xí)資料查找、文檔寫(xiě)作、課題答辯等技能，使學(xué)生在本科期間就能培養(yǎng)科學(xué)研究相關(guān)技能，打好創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

4 教改效果及分析

以2017 級(jí)信息安全專業(yè)的選修課“保密技術(shù)基礎(chǔ)”為教學(xué)改革對(duì)象，學(xué)習(xí)周期為18 周，教學(xué)效果主要通過(guò)跟蹤教學(xué)改革對(duì)象在參與競(jìng)賽、畢業(yè)去向及學(xué)生評(píng)教等方面表現(xiàn)予以體現(xiàn)。

（1）通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參與各種安全類學(xué)科競(jìng)賽，該屆學(xué)生在2019 年全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽作品賽、第五屆全國(guó)密碼競(jìng)賽、2018 年“湖湘杯”網(wǎng)絡(luò)安全技能大賽、2020 年全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽創(chuàng)新能力實(shí)踐賽、“泛珠三角+”大學(xué)生計(jì)算機(jī)作品賽、湖南省大學(xué)生計(jì)算機(jī)作品賽等競(jìng)賽中均獲得了喜人的成績(jī)，同時(shí)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到了極大提升。

（2）2017 級(jí)信息安全專業(yè)學(xué)生就業(yè)率達(dá)到98.3%，從就業(yè)去向來(lái)看，以繼續(xù)深造，以及IT 企業(yè)、銀行證券、國(guó)企公務(wù)員簽約就業(yè)為主，所占比例分別為：38%、22%、20%、15%。其中，有相當(dāng)比例的學(xué)生進(jìn)入與安全相關(guān)的企事業(yè)單位就職。

（3）在評(píng)教方面，95%以上的學(xué)生認(rèn)為，課程任課教師水平高，課程設(shè)置符合需求，對(duì)個(gè)人發(fā)展起到了重要作用。同時(shí)，學(xué)生也認(rèn)為本門(mén)課程讓其較好地掌握了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣，提升了解決問(wèn)題的能力，并樹(shù)立了正確的人生觀和價(jià)值觀。

5 結(jié)語(yǔ)

保密技術(shù)基礎(chǔ)課程是湖南大學(xué)保密技術(shù)專業(yè)的核心課和信息安全專業(yè)的選修課，在教學(xué)體系中發(fā)揮著重要作用。本文結(jié)合當(dāng)前新形勢(shì)下國(guó)家對(duì)保密技術(shù)人才的需求，探討該課程的建設(shè)改革思路，創(chuàng)新性地提出“四位一體”的育人改革模式，從創(chuàng)新培養(yǎng)目標(biāo)、強(qiáng)化保密意識(shí)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和豐富教學(xué)手段4 個(gè)方面進(jìn)行了改革探索；利用三方共建的保密學(xué)院優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新訂單式人才培養(yǎng)目標(biāo)；結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代信息保密面臨的新形勢(shì)，強(qiáng)化學(xué)生的保密意識(shí)；分析信創(chuàng)工程的需求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；依托CTF 等信息安全類學(xué)科競(jìng)賽，豐富教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。下一步還將繼續(xù)從課程思政方面入手，著力加強(qiáng)對(duì)學(xué)生人生觀、世界觀和價(jià)值觀的塑造。