鄔江興：打造6G網(wǎng)絡彈性工程“鋼筋骨架”，構(gòu)建6G內(nèi)生安全可信體系

3月14日消息 作為面向2030年之后的智能網(wǎng)聯(lián)基礎設施重要支撐技術(shù)，6G將改變世界，這個改變是建設性、包容性的改變，是用科技創(chuàng)新的力量，彌合數(shù)字鴻溝、連接信息孤島、兼顧各方訴求、以智慧化賦能可持續(xù)發(fā)展。

作為6G領(lǐng)域內(nèi)的行業(yè)盛會，第三屆“全球6G技術(shù)大會”將于2023年3月22日-3月24日在南京舉辦。會議前夕，中國工程院院士、國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任鄔江興在接受C114專訪時表示6G作為智能網(wǎng)聯(lián)基礎設施重要支撐技術(shù)，面向?qū)槿藱C物高度融合的世界提供關(guān)鍵服務的核心需求，要求6G安全在傳統(tǒng)信息安全機密性、完整性、可用性和隱私保護基礎之上，務必需要格外重視6G網(wǎng)絡的彈性、可信等廣義功能安全。

鄔院士建議，我國6G研究應繼續(xù)保持在內(nèi)生安全、多模態(tài)網(wǎng)絡等技術(shù)上的優(yōu)勢，打造6G網(wǎng)絡彈性工程“鋼筋骨架”，構(gòu)建6G內(nèi)生安全可信體系，向世界展示中國智慧、提供中國方案；同時要緊前推進6G技術(shù)的驗證，積極推動6G國際標準化工作，在6G國家戰(zhàn)略競爭中搶占高地。

多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境加速建構(gòu)6G網(wǎng)絡多元化技術(shù)體制新生態(tài)

多樣化的6G網(wǎng)絡業(yè)務需要多元化的6G網(wǎng)絡技術(shù)體制生態(tài)來支撐。鄔院士指出“未來網(wǎng)絡發(fā)展范式的坐標已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S多元共生融合環(huán)境，新的實踐規(guī)范必然圍繞如何用一體化環(huán)境支持多元化或多樣化網(wǎng)絡體制的工程化實現(xiàn)問題展開”。在網(wǎng)絡層需要開發(fā)“網(wǎng)絡之網(wǎng)絡”技術(shù)，建構(gòu)一個能夠支撐各類應用網(wǎng)絡模態(tài)及相關(guān)業(yè)務“快速生長或部署”之上的“開放、透明、統(tǒng)一、彈性、智能、安全隔離”的網(wǎng)絡基礎設施，以及可健康持續(xù)發(fā)展的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，鄔院士稱之為多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境。

與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡發(fā)展范式研究坐標不同，多模態(tài)網(wǎng)絡發(fā)展范式將研究坐標鎖定在“如何為各種類型應用網(wǎng)絡模態(tài)提供一體化、可共享、安全的網(wǎng)絡基礎設施資源環(huán)境”上，因而能充分激發(fā)應用網(wǎng)絡體制及關(guān)聯(lián)服務的“自由”創(chuàng)新活力，加速應用網(wǎng)絡模態(tài)多樣性生態(tài)環(huán)境構(gòu)建。與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)相比，多模態(tài)智慧網(wǎng)絡環(huán)境支持各種網(wǎng)絡模態(tài)（網(wǎng)絡技術(shù)體制）以類似“應用插件”的形式進行快速部署（或撤收），可解決“目前單一技術(shù)體制商業(yè)運營網(wǎng)絡固有性質(zhì)，自然地排斥或拒絕新興網(wǎng)絡體制試驗和示范，而專門建設的新型試驗網(wǎng)又無法獲得真實應用場景驗證”的成熟度壁壘問題，極大地降低新興網(wǎng)絡技術(shù)及應用快速進入市場的門檻，促進形成網(wǎng)絡技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與市場應用“三位一體”協(xié)同發(fā)展格局。從而可從根本上改變擁有先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢的網(wǎng)絡體制和背負龐大先期投資包袱的運營商，無法避免地陷入封閉式自我演進或“穿衣戴帽封裝承載”的同質(zhì)發(fā)展模式，自覺或不自覺地排斥或“矮化”新興應用網(wǎng)絡模態(tài)的導入。更重要的是，以PINE 為基礎可以營造網(wǎng)絡模態(tài)與業(yè)務應用和網(wǎng)絡基礎設施一體化發(fā)展的全新生態(tài)環(huán)境。

多元化的無線空口技術(shù)體制生態(tài)與多元化的網(wǎng)絡體制生態(tài)具有相似性。鄔院士認為在無線側(cè)構(gòu)建一個多模態(tài)無線空口支撐環(huán)境，實現(xiàn)空口技術(shù)體制與支撐環(huán)境相分離，在這個支撐環(huán)境之上兼容、支持多樣化的空口技術(shù)體制的持續(xù)演進是6G無線空口未來可能的發(fā)展方向。多模態(tài)無線空口支撐環(huán)境，以無線環(huán)境的動態(tài)調(diào)控、以空口技術(shù)體制的動態(tài)定義為基礎手段，將無線空口中的自然環(huán)境資源、環(huán)境調(diào)控資源以及空口基線資源等元素化，通過軟件定義的組合方式形成所謂“環(huán)境之環(huán)境”，即自然環(huán)境之上的人工環(huán)境，如同網(wǎng)絡中的切片，可以看作是可自定義的空口切片，來支持面向多樣化應用場景的多樣化無線空口體制模態(tài)的共生與共存、演進與變革兼容并蓄，例如5G/B5G三大空口模態(tài)，以及未來6G空口模態(tài)。

內(nèi)生安全核心支撐高可用、高可靠、高可信三位一體6G安全新體系

鄔院士認為，作為面向2030年之后的智能網(wǎng)聯(lián)基礎設施重要支撐技術(shù)，6G將實現(xiàn)各種智能化技術(shù)的大規(guī)模應用，其中蘊含了“三重安全風險”，表現(xiàn)為共性安全問題、個性安全問題、廣義功能安全問題，其根源是網(wǎng)絡空間的“漏洞”“后門”等問題向物理空間、認知空間外溢，不但會危及人民群眾生命財產(chǎn)安全，而且還會影響關(guān)鍵基礎設施安全、社會安全穩(wěn)定。6G要實現(xiàn)全球化商用，必須突破廣義功能安全壁壘，只有實現(xiàn)了安全可信，才能推進6G技術(shù)的健康可持續(xù)發(fā)展。如果技術(shù)上不能有效抑制基于“漏洞”“后門”等的網(wǎng)絡攻擊，國家安全問題就會成為6G發(fā)展難以逾越的鴻溝。當前我國在6G安全領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性進展，尤其在內(nèi)生安全領(lǐng)域已獲得全球認同。內(nèi)生安全理論解決了網(wǎng)絡安全無法量化設計、不能量化評估的世界性難題，讓大家對網(wǎng)絡安全性能“心中有底”。以內(nèi)生安全技術(shù)為獨特稟賦的6G，將直面智能化時代“三重安全風險”，以高可信、高可靠、高可用的創(chuàng)新思路沖破壁壘，為全球網(wǎng)絡空間互聯(lián)互通、共享共治貢獻中國智慧和中國方案。

鄔院士指出，6G必須變革依賴少數(shù)標志性接入技術(shù)“裸奔”、網(wǎng)絡與業(yè)務“解耦”、基于先驗知識的“補丁”式安全措施等傳統(tǒng)發(fā)展范式，開辟內(nèi)生安全的新發(fā)展范式。內(nèi)生安全范式的發(fā)展愿景是基于系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)，支撐網(wǎng)絡通信和網(wǎng)絡安全一體兩翼、雙輪驅(qū)動，同時針對數(shù)字物理環(huán)境下功能安全和網(wǎng)絡安全交織引發(fā)的廣義功能安全威脅提供一體化解決方案，形成高可用、高可靠、高可信三位一體的6G實踐規(guī)范。內(nèi)生安全范式自提出以來已得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，6G需兼顧網(wǎng)絡通信和網(wǎng)絡安全、需進行功能安全和網(wǎng)絡安全聯(lián)合設計等理念已得到越來越多的認可。

鄔院士團隊在第二屆內(nèi)生安全發(fā)展大會上發(fā)布了《6G內(nèi)生安全可信技術(shù)白皮書》，提出6G必須內(nèi)置安全基因，基于6G內(nèi)生安全可信技術(shù)體系的結(jié)構(gòu)化、定制化、智能化和自動化等使能因素，發(fā)展擬態(tài)防御、網(wǎng)絡和無線內(nèi)生安全等體系構(gòu)造技術(shù)，加強人工智能安全、抗量子密碼、機密計算、區(qū)塊鏈等安全技術(shù)研究，實現(xiàn)內(nèi)生安全通信、內(nèi)生網(wǎng)絡彈性、協(xié)同隱私保護和多樣化供應鏈安全等四大安全支柱。白皮書首次構(gòu)建了6G內(nèi)生安全可信體系，將網(wǎng)絡安全和網(wǎng)絡彈性等非功能特性和6G的各種功能特性在網(wǎng)絡系統(tǒng)架構(gòu)中一體化設計，探索開辟了應對廣義功能安全威脅的高可用、高可靠、高可信的6G新范式。

內(nèi)生安全賦能6G網(wǎng)絡彈性確保6G服務或者業(yè)務的魯棒性和連續(xù)性

鄔院士認為，當今網(wǎng)絡空間安全問題之所以泛濫成災，既與計算機科學技術(shù)先天構(gòu)造性基因缺陷有關(guān)，也與人類長期以來“選擇性無視”信息系統(tǒng)或數(shù)字產(chǎn)品功能載體網(wǎng)絡安全質(zhì)量有關(guān)。作為底層支撐技術(shù)的6G網(wǎng)絡將實現(xiàn)萬物智能互聯(lián)，一方面是許多數(shù)字基礎設施和智能化設備等直接變身為具有智能網(wǎng)聯(lián)屬性的信息物理系統(tǒng)（CPS）；另一方面是CPS的軟硬件實體總存在顯式副作用或隱式暗功能（包括漏洞、后門和陷門等）。這使得傳統(tǒng)可靠性或功能安全理論與實踐規(guī)范面臨人機物深度融合的智能互聯(lián)時代廣義功能安全新挑戰(zhàn)：既存在因隨機性或自然因素引發(fā)的不確定性擾動而導致的系統(tǒng)功能不可靠表現(xiàn)（功能安全挑戰(zhàn)），也存在智能網(wǎng)聯(lián)人為蓄意攻擊導致的系統(tǒng)非隨機非正常失效（網(wǎng)絡安全挑戰(zhàn)）。6G內(nèi)生網(wǎng)絡彈性需針對功能安全和網(wǎng)絡安全的交織帶來的廣義功能安全問題，既能在軟硬件隨機性失效和不確定攝動條件下，也能在基于已知或未知的網(wǎng)絡人為攻擊擾動下，通過CPS的內(nèi)生構(gòu)造效應保證系統(tǒng)具有“可量化設計、可驗證度量”的穩(wěn)定魯棒性。

內(nèi)生安全DHR架構(gòu)正是當前6G網(wǎng)絡彈性亟待尋求的中藥鋪“坐堂神醫(yī)”或“串珠成鏈”的能工巧匠。漏洞后門等內(nèi)源性安全矛盾盡管“無法徹底消除”但仍可以達成對立統(tǒng)一關(guān)系，只要信息物理系統(tǒng)等技術(shù)產(chǎn)品自身具備了內(nèi)生安全的“非特異性免疫功能”，即使數(shù)字產(chǎn)品或系統(tǒng)內(nèi)部仍舊存在“新冠病毒”類似的“抗原”，也可以將諸如“重癥率、致死率”控制在可承受的范圍內(nèi)，這種與“病毒共存”的自體和群體免疫思想，與網(wǎng)絡彈性工程及可信服務試圖對“任何潛在破壞都能關(guān)注對抗性”的目標高度吻合。理論研究與技術(shù)實踐已經(jīng)證明，內(nèi)生安全架構(gòu)賦能作用，完全可以在廣義功能安全矛盾達成對立統(tǒng)一關(guān)系的進程中，發(fā)揮出不可或缺的指導性意義，自然地起到6G網(wǎng)絡彈性工程中亟需的“鋼筋骨架”作用，在相關(guān)技術(shù)加持下使得6G始終保持服務或者業(yè)務的連續(xù)性（使命確保）。

內(nèi)生安全理論與實踐統(tǒng)一為賦能發(fā)展新一代網(wǎng)絡信息技術(shù)提供新動力

鄔院士團隊聚焦網(wǎng)絡空間內(nèi)生安全新范式實踐。2018年，在紫金山實驗室創(chuàng)建了國際上首個永久在線、面向全球開放的網(wǎng)絡內(nèi)生安全試驗場——NEST，開創(chuàng)內(nèi)生安全賦能網(wǎng)絡彈性工程產(chǎn)品眾測新模式，產(chǎn)品是否安全可信、是否具有網(wǎng)絡彈性，讓全球黑客來給出答案。連續(xù)五年組織開展“強網(wǎng)”擬態(tài)防御國際精英挑戰(zhàn)賽，全球首創(chuàng)“BWM”網(wǎng)安競賽新模式。2022年12月第五屆挑戰(zhàn)賽，開辟了5G核心網(wǎng)設備、商用密碼機等多個全新賽道，增加了智能網(wǎng)聯(lián)車T-Box與ADAS級聯(lián)等全新靶標，來自國內(nèi)外的60支精英戰(zhàn)隊對39款內(nèi)生安全擬態(tài)防御設備和41款同等性能的主流商用設備展開了近千萬次高強度攻擊，既暴露出現(xiàn)有商用主流設備令人堪憂的網(wǎng)絡安全現(xiàn)狀，又充分驗證了我國原創(chuàng)的內(nèi)生安全系列擬態(tài)防御設備高可信、高可靠、高可用三位一體的網(wǎng)絡彈性能力，對交流網(wǎng)絡攻防新技術(shù)、科普網(wǎng)絡安全新理論都起到了標桿大賽的示范引領(lǐng)作用！至今還沒有被任何一支戰(zhàn)隊實現(xiàn)了體系化破擊，說明參賽的各型內(nèi)生安全信息物理系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全性能經(jīng)受住了全球范圍、線上線下頂尖高手、群體眾測的嚴格考驗，從理論與實踐的結(jié)合上一再證明網(wǎng)絡空間內(nèi)生安全中國學派的正確性、普適性與引領(lǐng)性。

此外，鄔江興院士團隊在首屆網(wǎng)絡空間內(nèi)生安全發(fā)展大會上發(fā)布了全球首套5G內(nèi)生安全通信系統(tǒng)，在國際上首創(chuàng)基于內(nèi)生安全擬態(tài)防御原理研制的5G基站設備和核心網(wǎng)設備。該系統(tǒng)一方面針對無線信道開放性引發(fā)的主動攻擊與被動竊聽等安全威脅，突破了基于信道特征的加密與認證關(guān)鍵技術(shù)，能夠在空中接口抵御竊聽、假冒、篡改等典型無線攻擊；另一方面針對5GC云化和信令協(xié)議體系互聯(lián)網(wǎng)化引發(fā)的安全威脅，突破了基于擬態(tài)防御思想的內(nèi)生安全網(wǎng)元構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)，能夠抵御對云化核心網(wǎng)的信息竊取、數(shù)據(jù)篡改、功能破壞等網(wǎng)絡攻擊行為。5G內(nèi)生安全通信系統(tǒng)將面向工業(yè)制造、黨政、軍事等5G重要垂直行業(yè)開展高等級安全應用，為催生6G安全領(lǐng)域特有的代際增量效應奠定基礎。

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