教育新基建背景下網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)教融合研究

李清鋒 王曉明 韓宇 韓群

摘 要：教育新基建是立足新發(fā)展階段，以信息化為主導(dǎo)，推進(jìn)教育現(xiàn)代化的重要新型基礎(chǔ)設(shè)施體系，是信息化時代教育變革的牽引力量，在此背景模式下，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才特點(diǎn)，提出“教—賽—產(chǎn)—研”四位一體的人才培養(yǎng)模式，以深化產(chǎn)教融合為途徑，圍繞網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略部署，以教育改革為創(chuàng)新動力，不斷探索協(xié)同育人模式新切入點(diǎn)，加強(qiáng)高校產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新再上新臺階。

關(guān)鍵詞：教育新基建;網(wǎng)絡(luò)空間安全;產(chǎn)教融合

中圖分類號：TP39 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 教育新基建背景

2021年7月，教育部等六部門發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》，首次提出教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（以下簡稱“教育新基建”）是國家新基建的重要組成部分，是信息化時代教育變革的牽引力量，是加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國的戰(zhàn)略舉措。教育新基建是在國家推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)框架下提出的，要全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家，必須加快推進(jìn)教育信息化。

教育新基建相對于以往教育信息化建設(shè)新在哪里？一是與以往的多媒體技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合的模式有了新的內(nèi)涵，通過引入5G、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能以及區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素的作用，推動教育數(shù)字轉(zhuǎn)型。二是教育新基建已成為教育信息化的重要組成部分，是教育信息化發(fā)展的重要技術(shù)力量，促進(jìn)線上線下教育融合發(fā)展，以科技變革促進(jìn)教育變革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，進(jìn)而構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系。三是更加側(cè)重統(tǒng)籌安全和發(fā)展的關(guān)系，確保教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全同步謀劃、同步推進(jìn)，以安全保發(fā)展，以發(fā)展促安全。教育新基建對促進(jìn)高等學(xué)校教育事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、增強(qiáng)支撐國家戰(zhàn)略的能力具有重大意義，探索基于教育新基建的人才培養(yǎng)教育改革，服務(wù)“雙一流”建設(shè)，為推動高等教育高質(zhì)量內(nèi)涵式發(fā)展建言獻(xiàn)策。

2 網(wǎng)絡(luò)空間安全現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)空間是繼海、陸、空、天之外的第五空間，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)已經(jīng)從單純的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)等擴(kuò)展到移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等泛在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。2015年國務(wù)院學(xué)位委員會、教育部在“工學(xué)”門類下增設(shè)“網(wǎng)絡(luò)空間安全”一級學(xué)科，學(xué)科代碼為“0839”，授予“工學(xué)”學(xué)位，要求各培養(yǎng)單位做好網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)工作。2016年中央網(wǎng)信辦等六部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)的意見》，提出加快網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)科專業(yè)和院系建設(shè)、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)機(jī)制、強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全師資隊伍建設(shè)以及推動高等院校與行業(yè)企業(yè)合作育人協(xié)同創(chuàng)新等舉措。同年年底，國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室發(fā)布《國家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略》，提出了我國目前面臨嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全形勢，主要表現(xiàn)為國家政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會、國防安全及公民在網(wǎng)絡(luò)空間的合法權(quán)益面臨嚴(yán)峻風(fēng)險與挑戰(zhàn)，尊重各國之間的網(wǎng)絡(luò)空間主權(quán)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，謀求共治，實(shí)現(xiàn)共贏，正在成為國際社會共識。

近些年來，網(wǎng)絡(luò)安全攻擊具有手段復(fù)雜多變、攻擊規(guī)模龐大、攻擊結(jié)果嚴(yán)重等特點(diǎn)，嚴(yán)重時可影響到國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的正常穩(wěn)定運(yùn)行，安全攻擊已呈現(xiàn)新攻擊態(tài)勢，開始出現(xiàn)針對特定目標(biāo)的高級持續(xù)性威脅（Advanced Persistent Threat，APT），和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊不同，APT攻擊具有持續(xù)時間長、目的性強(qiáng)、隱蔽性強(qiáng)及危害性大等特點(diǎn)，在發(fā)起正式攻擊前，會持續(xù)性滲透收集目標(biāo)各類關(guān)聯(lián)信息，而APT攻擊對象一般類似關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施之類的重要系統(tǒng)，并非通過一次攻擊就能達(dá)到目的，往往利用目標(biāo)系統(tǒng)的某一脆弱點(diǎn)進(jìn)而橫向滲透，摸清目標(biāo)系統(tǒng)整個運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，最終獲取核心系統(tǒng)的最高權(quán)限，整個攻擊過程在網(wǎng)絡(luò)層面一般沒有任何明顯的異常行為，可以繞過很多網(wǎng)絡(luò)安全檢測與防護(hù)設(shè)備，這對技術(shù)層面的分析提出了更高的要求。

網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的對抗本質(zhì)上是人與人之間的對抗，高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)及隊伍建設(shè)是目前亟須解決的問題，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)、開展人才技能選拔、提升人才保障水平，通過高校、企業(yè)以及政府等多方協(xié)同合作，深入推進(jìn)產(chǎn)教融合，建立網(wǎng)絡(luò)安全人才聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，為網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)提供有力的技術(shù)人才支撐。目前我國各類信息技術(shù)底層軟硬件命脈短板明顯、生態(tài)脆弱等問題依然突出，教育新基建是構(gòu)建高質(zhì)量教育體系的重要支撐力量，基于教育新基建提出的一些創(chuàng)新理念及技術(shù)，加強(qiáng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人才培養(yǎng)相結(jié)合，提高網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)質(zhì)量，亟須加強(qiáng)產(chǎn)教合作，建設(shè)特色化高素質(zhì)人才隊伍，支撐網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

3 “教—賽—產(chǎn)—研”人才培養(yǎng)模式

網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)是一項艱巨復(fù)雜的工程，主要包括兩個方面，首先，網(wǎng)絡(luò)安全對學(xué)生動手實(shí)踐能力要求很高，這對教師本身的理論和技能要求較高，尤其是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域攻防對抗技能日益提升。其次，網(wǎng)絡(luò)安全涉及知識面非常廣，教學(xué)課程不限于高等數(shù)學(xué)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、程序語言設(shè)計、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)庫、硬件通信等，課程知識體系龐雜，需要系統(tǒng)性的規(guī)劃，更需要計算機(jī)領(lǐng)域綜合素質(zhì)能力強(qiáng)的教師進(jìn)行教授，這對傳統(tǒng)的計算機(jī)人才培養(yǎng)是一大挑戰(zhàn)，基于目前高校網(wǎng)絡(luò)安全存在的人才培養(yǎng)共識，本文提出“教—賽—產(chǎn)—研”人才培養(yǎng)模式，并以東北林業(yè)大學(xué)為例，實(shí)踐表明該人才培養(yǎng)模式有效促進(jìn)產(chǎn)教融合，提高網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域?qū)W生實(shí)踐技能，同時為網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能。

3.1 網(wǎng)絡(luò)安全課程技能教學(xué)——“教”

高校網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)系統(tǒng)化課程起步較晚，相關(guān)課程培訓(xùn)較為簡單且缺乏豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，目前我國網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量在每年有1萬人，而網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的人才缺口高達(dá)140萬人，另有高端人才的流失，在一段時間內(nèi)我國將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才短缺的狀況。

本文以東北林業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才模式為例，學(xué)校深入推進(jìn)人才培養(yǎng)機(jī)制改革，主動對接國家戰(zhàn)略型人才、高端人才需求，源源不斷地培養(yǎng)大批網(wǎng)絡(luò)安全方向優(yōu)秀人才，為國家發(fā)展建設(shè)提供強(qiáng)有力的人才支撐。在網(wǎng)絡(luò)安全人才技能教學(xué)方面，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息中心組建網(wǎng)絡(luò)安全研究室，日常負(fù)責(zé)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全體系研究、網(wǎng)絡(luò)安全科研及網(wǎng)絡(luò)安全保障工作，每天面對海量的、真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊場景，網(wǎng)絡(luò)信息中心有著攻防實(shí)戰(zhàn)一線的技術(shù)隊伍力量，這與傳統(tǒng)的本科教學(xué)模擬攻擊實(shí)驗(yàn)環(huán)境有著本質(zhì)區(qū)別。同時，學(xué)校信息與計算機(jī)工程學(xué)院教師隊伍通過講授計算機(jī)公共基礎(chǔ)課程，夯實(shí)專業(yè)課基礎(chǔ)，充分挖掘教育新基建提出的“新網(wǎng)絡(luò)、新平臺、新安全”理念，將網(wǎng)絡(luò)信息中心的實(shí)戰(zhàn)化攻防技術(shù)培訓(xùn)結(jié)合信息與計算機(jī)工程學(xué)院的扎實(shí)理論教學(xué)，使得學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論之后進(jìn)行攻防實(shí)戰(zhàn)對抗練習(xí)，達(dá)到沉浸式教與學(xué)的目的。在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)隊伍力量建設(shè)中，實(shí)戰(zhàn)一線的技術(shù)隊伍與學(xué)院的教學(xué)隊伍密切配合，學(xué)校堅持“引進(jìn)—培育—穩(wěn)定—激勵”四位一體的人才隊伍建設(shè)機(jī)制，帶動和激勵技術(shù)隊伍聚焦“雙一流”建設(shè)想事謀事干事，在人才隊伍建設(shè)上下大力氣，根據(jù)新形勢新任務(wù)新要求，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)校人才隊伍建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)高水平大學(xué)建設(shè)目標(biāo)。

3.2 以賽促學(xué)、以賽促教、以賽代練——“賽”

近些年來，網(wǎng)絡(luò)安全方向各類競賽開始出現(xiàn)，其中奪旗賽（Capture The Flag，CTF）是近年來網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域比較火熱的一種技術(shù)競賽模式，已成為安全領(lǐng)域選拔人才的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。CTF比賽模式起源于1996年的DEFCON全球黑客大會，采用虛擬奪旗競賽的模式代替以往極客之間的真實(shí)攻防，目前已在全球范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)空間安全比賽領(lǐng)域廣泛傳播。CTF比賽分為解題模式、網(wǎng)絡(luò)攻防模式以及由這兩種結(jié)合的混合賽制，CTF涉及的知識點(diǎn)包括Web安全、二進(jìn)制、逆向工程、漏洞挖掘、密碼學(xué)、隱寫術(shù)以及取證分析等，因涉及方向及知識點(diǎn)廣泛，通常以團(tuán)隊模式參賽，隊員根據(jù)個人自身特點(diǎn)分工解題，最終以團(tuán)隊成績總分高者取勝。

隨著各類網(wǎng)絡(luò)安全比賽形式更具多樣化，開始出現(xiàn)“CTF+”模式的競賽，如AWD（Attack With Defence）模式，該模式兼顧網(wǎng)絡(luò)安全攻擊與防護(hù)，更偏向于考察競賽選手的攻防實(shí)戰(zhàn)能力。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)注重理論知識的傳授，由傳統(tǒng)的計算機(jī)純理論課程教學(xué)轉(zhuǎn)向?qū)崙?zhàn)結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)安全競賽結(jié)合的培養(yǎng)方式，借鑒CTF比賽在電信、金融、公安行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，將CTF比賽引入高校網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)中來，達(dá)到以賽促學(xué)、以賽促教、以賽代練的目的，通過搭建安全在線學(xué)習(xí)平臺和CTF練習(xí)平臺，有效促進(jìn)學(xué)生攻防實(shí)踐動手能力，同時也補(bǔ)充了學(xué)校教育信息化部門的安全力量。

3.3 強(qiáng)化產(chǎn)教融合——“產(chǎn)”

隨著互聯(lián)網(wǎng)新發(fā)展業(yè)態(tài)催生了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全格局的深刻變革，網(wǎng)絡(luò)黑色產(chǎn)業(yè)多元化升級且呈專業(yè)化、系統(tǒng)化運(yùn)作的趨勢，網(wǎng)絡(luò)空間攻防對抗之間不斷升級。高校作為網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)的第一主力，應(yīng)主動承擔(dān)起安全領(lǐng)域復(fù)合型人才培養(yǎng)的義務(wù)，引入第三方企業(yè)支持力量，探索協(xié)同育人模式實(shí)踐，構(gòu)建政府搭臺、企業(yè)支持、高校對接、共建共享的人才培養(yǎng)平臺，推動網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)模式改革，校企攜手同創(chuàng)教育合作新篇章，為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家提供堅實(shí)人才支撐。

高校應(yīng)主動擁抱新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革所帶來的機(jī)遇，強(qiáng)化科教、產(chǎn)教融合，加強(qiáng)與地市、企業(yè)合作，全面深化教育領(lǐng)域綜合改革、建設(shè)高質(zhì)量教育體系、提高教育質(zhì)量，拓寬網(wǎng)絡(luò)安全方向?qū)W生就業(yè)渠道，隨著國家戰(zhàn)略層面對網(wǎng)絡(luò)安全的逐步重視，產(chǎn)業(yè)、教育等多方聯(lián)合開展了形式多樣的CTF比賽，提升了我國網(wǎng)絡(luò)安全攻防對抗水平，推動了我國網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)和發(fā)展。

3.4 戮力同心攻關(guān)科研——“研”

高?？蒲泄ぷ饕恢笔墙虒W(xué)部門的強(qiáng)項，隨著教育新基建的提出，對于負(fù)責(zé)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)保障的網(wǎng)絡(luò)信息中心在科研方向有著天然的數(shù)據(jù)優(yōu)勢，如真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)攻防對抗場景及惡意流量科研數(shù)據(jù)等，通過引入網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)，由網(wǎng)絡(luò)信息中心、教學(xué)部門以及企業(yè)三方共同加強(qiáng)科教融合、產(chǎn)教融合，健全協(xié)同育人機(jī)制研究，深化教育教學(xué)改革，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，共建“網(wǎng)絡(luò)空間安全”實(shí)訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺。科研方面，在網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的重大問題和技術(shù)突破上，進(jìn)行聯(lián)合科研攻關(guān)和融合育人，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程體系建設(shè)、技術(shù)底層理論自主研發(fā)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等條件的建設(shè)，鼓勵企業(yè)力量參與共建協(xié)同育人，同時在底層核心技術(shù)的自主可控方向進(jìn)行深度研發(fā)融合，在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)的同時促進(jìn)科研成果產(chǎn)出，建成培養(yǎng)、科研、就業(yè)三位一體的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)同育人實(shí)踐基地。東北林業(yè)大學(xué)打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)體系機(jī)制，積極為網(wǎng)絡(luò)空間安全的發(fā)展拓展空間，以培養(yǎng)學(xué)生為第一要務(wù)，瞄準(zhǔn)國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略需求，加快培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)領(lǐng)域急需的應(yīng)用型、復(fù)合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

4 總結(jié)展望

本文提出的“教—賽—產(chǎn)—研”網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)模式具有高校普遍適用性，在大部分高校中，網(wǎng)絡(luò)信息中心作為教學(xué)輔助部門，負(fù)責(zé)學(xué)校信息化建設(shè)、教學(xué)信息化技術(shù)支持、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)及管理等工作，并非直接從事學(xué)校教學(xué)活動，但網(wǎng)絡(luò)信息中心作為一個技術(shù)部門，長期實(shí)踐于技術(shù)一線工作，對計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全方向的研究及實(shí)踐一直走在前沿，學(xué)校教學(xué)單位的理論教學(xué)恰恰需要長期技術(shù)實(shí)踐部門的結(jié)合，因此本文提出的教學(xué)單位聯(lián)合學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息中心的協(xié)同育人模式值得推廣應(yīng)用，并且在學(xué)校實(shí)際教學(xué)及人才培養(yǎng)過程中得到全面持續(xù)的改革和探索，從學(xué)生的學(xué)習(xí)培養(yǎng)過程中的技能提升到各類獲獎上都可以反映出來。

新基建背景下的新工科建設(shè)是一個不斷融合、創(chuàng)新的過程，健全新工科人才培養(yǎng)體系，提升師資隊伍質(zhì)量，深化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人，聚焦改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，打造新工科知識體系和課程體系，構(gòu)建新工科建設(shè)體系和標(biāo)準(zhǔn)，推動建立高校聯(lián)盟間的高水平網(wǎng)絡(luò)空間安全協(xié)同育人實(shí)踐平臺，堅持以本為本，特色立“本”，全面推進(jìn)一流本科教育改革，培養(yǎng)具有生態(tài)文明理念的高水平創(chuàng)新人才。積極實(shí)踐面向未來的教育改革發(fā)展路徑范式，探索基于國際新工科背景下的網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)空間安全的技術(shù)發(fā)展日新月異，結(jié)合人工智能技術(shù)，加快培養(yǎng)“網(wǎng)絡(luò)安全+人工智能”式的復(fù)合型人才，培養(yǎng)勇闖“無人區(qū)”的高層次人才。

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基金項目：2020年度東北林業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項目“新工科背景下高校網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)同育人模式的探索與實(shí)踐”（DGY2020-62）;教育部2020年產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“新工科背景下高校網(wǎng)絡(luò)安全人才隊伍建設(shè)研究——以東北林業(yè)大學(xué)為例”（202002054019）

作者簡介：李清鋒（1988— ），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)空間安全、教育信息化。