國產(chǎn)商用密碼在城鄉(xiāng)建設領域的應用

文｜全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會 樊靜靜 張永剛 尚治宇 王鑫

密碼技術是保障網(wǎng)絡安全的核心技術，密碼算法和密碼產(chǎn)品的自主可控是確保我國信息安全的重中之重?！皼]有網(wǎng)絡安全就沒有國家安全”，商用密碼技術作為實現(xiàn)網(wǎng)絡安全的核心技術，在網(wǎng)絡安全防護工作中發(fā)揮著重要的基礎支撐作用。聚焦住房和城鄉(xiāng)建設領域，圍繞商用密碼的應用現(xiàn)狀、應用需求等內容進行研究，提出相應的發(fā)展建議與舉措。

1.商用密碼發(fā)展背景

隨著我國改革開放的不斷深入和社會主義市場經(jīng)濟體制的逐步建立，國家信息化進程不斷加快，國家經(jīng)濟、管理、社會事務以及公民個人信息在存儲和傳輸過程中的安全問題日益突出，使用商用密碼保護非國家秘密信息的需求越來越強烈。尤其是黨的十八大以來，在習近平總書記網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略思想指引下，商用密碼實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，管理體制逐漸建立健全、標準體系逐步完善、科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)、商用密碼產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

2020年1月1日起，《密碼法》正式施行，標志著密碼成為國家的重要戰(zhàn)略資源，直接關系國家政治安全、經(jīng)濟安全、國防安全和信息安全。密碼是國家重要戰(zhàn)略資源，是保障網(wǎng)絡與信息安全的核心技術和基礎支撐。

2021年9月1日起，《關鍵信息基礎設施安全保護條例》正式施行，該條例從關鍵信息基礎設施的認定、完善監(jiān)督管理體系、運營者責任義務、保障和促進措施與法律責任等多個方面提出總體監(jiān)管要求，在關鍵信息基礎設施保護法律體系建設中起到提綱挈領的作用。

2.城鄉(xiāng)建設領域密碼應用現(xiàn)狀及分析

2.1 行業(yè)信息化現(xiàn)狀

按照行業(yè)主管部門業(yè)務職能，相關業(yè)務板塊信息系統(tǒng)建設初顯成效，主要包括住房保障與房地產(chǎn)、建筑業(yè)、城鄉(xiāng)建設與管理等方面。

2.1.1 住房保障與房地產(chǎn)——智慧社區(qū)

在智慧社區(qū)中，包含水氣熱、小區(qū)門禁、攝像頭、進出道閘等多類智能化終端設備和社區(qū)管理平臺，通過對終端設備的控制使用和各類信息的采集，面向小區(qū)居民提供便捷、自動化的社區(qū)服務以及對社區(qū)公共安全的管理。在智慧社區(qū)建設過程中需要廣泛運用信息技術，導致信息安全風險積聚升高，對此物聯(lián)網(wǎng)信息安全架構的設計將為智慧社區(qū)建設與運行期間產(chǎn)生和處理的海量信息數(shù)據(jù)提供安全保障，通過規(guī)劃設計物聯(lián)網(wǎng)安全構架，對相關安全風險進行規(guī)避、預防和控制。

2.1.2 建筑業(yè)——智能建筑

智能建筑的基礎環(huán)境的安全風險因人員的非法闖入將可能成為更大風險的誘因，建筑群設計中若未合理的規(guī)劃外部通信接入等將導致通信線路無法接入的風險；由于建筑群的外部通信的接入來自一個局端，系統(tǒng)存在單點運行故障的風險，以及信息主動或被動泄露風險；應用系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)節(jié)能，操作權限設置不當將會導致系統(tǒng)內部信息非法泄露、任意修改或破壞等。

2.1.3 城鄉(xiāng)建設與管理——市政綜合管廊

市政綜合管廊智能化系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、環(huán)境與設備監(jiān)控、預警與報警系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、信息管理平臺等。因采用大量傳感器、攝像頭、工業(yè)控制系統(tǒng)，存在硬件配置的脆弱性風險，對關鍵設備（包括監(jiān)控中心設備、現(xiàn)場設備、便攜設備、移動設備、外存儲設備等）的物理防護措施不充分等。

2.2 商用密碼應用現(xiàn)狀

從城鄉(xiāng)建設領域信息化建設情況看，網(wǎng)站和系統(tǒng)涉及業(yè)務范圍廣、人員規(guī)模大，系統(tǒng)大部分部署在物理機或云平臺上。機房配備了防火墻、WAF、堡壘機、IDS、SSL VPN、IPS、安全審計、上網(wǎng)行為管理、態(tài)勢感知等安全設備。從密碼應用情況看，雖然部分領域應用有一定的密碼基礎，但整體密碼基礎建設比較薄弱。部分系統(tǒng)采用了MD5 或SHA-1 作為身份認證方式，未采用國產(chǎn)密碼算法或更高安全性的認證方式。另一方面，行業(yè)對于密碼應用與網(wǎng)絡安全的關系認識不清，行業(yè)密碼應用的頂層規(guī)劃和統(tǒng)籌推進有待加強，行業(yè)密碼應用推進工作切實有效的體制機制亟需建立。

2.3 商用密碼應用整體需求

城鄉(xiāng)建設領域信息化工作取得較好發(fā)展，國產(chǎn)密碼技術已有初步應用，但仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)，需要進一步開展工作，提升行業(yè)密碼應用水平。密碼應用建設需求匯總如下：

2.3.1 密碼管理效能的需求

住建行業(yè)部分系統(tǒng)雖然已采用密碼技術，但數(shù)字認證等依賴于第三方，其他密碼基礎資源幾乎空白，迫切的密碼應用需求與滯后的密碼應用支撐環(huán)境矛盾突出，亟需從頂層統(tǒng)一規(guī)劃，優(yōu)化密碼應用支撐模式，滿足蓬勃發(fā)展的住建信息化建設對于密碼技術的需求。

2.3.2 數(shù)據(jù)安全的需求

“十四五”信息化規(guī)劃總體任務中，建設住房和城鄉(xiāng)建設大數(shù)據(jù)中心，加快推進住房和城鄉(xiāng)建設信息系統(tǒng)整合。部、省、市（縣）各級行業(yè)大數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)籌建設，使信息化的維護管理成本大大節(jié)約，信息數(shù)據(jù)互聯(lián)共享程度穩(wěn)步提高，但數(shù)據(jù)共享的同時對數(shù)據(jù)安全提出更高的要求，特別是敏感數(shù)據(jù)、隱私數(shù)據(jù)在傳輸、存儲的安全性問題。以密碼技術為支撐，構建統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一門戶管理、統(tǒng)一電子證照、數(shù)據(jù)共享交換、集中運維管理的基礎平臺。

2.3.3 “新城建”安全的需求

開展“新城建”，要系統(tǒng)推進各領域的感知體系建設，充分運用5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡體系，新城建領域不是單一的智能系統(tǒng)，而是泛在多智能系統(tǒng)的協(xié)同融合，算力受控使用、算法受控執(zhí)行、系統(tǒng)受控協(xié)同等方面的安全需求激增。物物融合互聯(lián)為攻擊傳導提供了途徑，導致系統(tǒng)攻擊面成指數(shù)級擴大，并且任何一處風險威脅都可能迅速傳導到全網(wǎng)，直接危害現(xiàn)實物理世界，甚至危害到人的生命。

3.行業(yè)密碼平臺應用架構

3.1 總體框架

結合城鄉(xiāng)建設領域的密碼應用整體需求，規(guī)劃了行業(yè)密碼平臺，密碼應用總體框架。

3.2 功能介紹

（1）密碼資源

密碼資源主要構件密碼資源池，包括各類密碼機，為住建行業(yè)密碼應用和服務提供底層的密鑰安全存儲、密碼運算支撐，為上層其他密碼設備和應用系統(tǒng)提供基礎性的密碼運算服務支撐。

（2）密碼應用支撐

密碼應用支撐主要是基于密碼資源層提供的基礎性服務，增加提供專項密碼服務的密碼設備，向業(yè)務系統(tǒng)提供專項的密碼服務支撐。根據(jù)業(yè)務的需要，主要提供數(shù)字認證系統(tǒng)、密鑰管理等基礎類服務，其中數(shù)字認證系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)字證書全生命周期的管理，密鑰管理主要針對業(yè)務系統(tǒng)所需的密鑰進行統(tǒng)一管理。密碼管理基礎設施部分針對在用的第三方運營數(shù)字證書認證系統(tǒng)進行設計和考慮，保證第三方運營數(shù)字證書認證系統(tǒng)發(fā)放的數(shù)字證書可以在住建行業(yè)應用。

（3）密碼應用服務接口

該層次以密碼資源層、密碼支撐層提供的服務為基礎，采用服務封裝和調度技術，向上層業(yè)務系統(tǒng)提供可信身份、電子證照、電子簽章等服務，同時提供密鑰服務、證書服務、加解密服務、數(shù)字簽驗服務、證書驗證、可信時間等支撐，滿足業(yè)務系統(tǒng)多元化密碼服務的需求。

（4）密碼應用服務

該層次基于基礎密碼服務，根據(jù)業(yè)務的需要，實現(xiàn)電子政務密碼服務、城市物聯(lián)網(wǎng)密碼服務。通過該層的服務為住建具體業(yè)務實現(xiàn)密碼功能和服務提供保障。

（5）密碼運營

密碼運營主要從機構、人員、制度、考核等維度入手，制定相應的規(guī)章制度，實現(xiàn)住建行業(yè)密碼的統(tǒng)一、精細化管控，形成住建密碼管控的抓手。

（6）標準規(guī)范

該層次主要包括建設規(guī)范、管理規(guī)范、接口規(guī)范、入網(wǎng)標準等，牽引住建行業(yè)密碼基礎支撐和服務平臺的設計、建設、管理和應用相關工作。

4.下一步工作建議

4.1 加強技術研發(fā)推廣

建議遵循統(tǒng)一規(guī)劃、頂層設計、分步實施、分級部署方式，采用集約化建設行業(yè)密碼應用體系。技術路線選取充分考慮現(xiàn)有法律法規(guī)標準及已有密碼應用情況，既要保證全行業(yè)一盤棋，實現(xiàn)互聯(lián)互通，又要考慮不同的應用的實際情況，在不影響使用的情況下，可以裁剪不必要的或暫時用不到的模塊，減少系統(tǒng)的復雜度和整體的部署成本，實現(xiàn)最優(yōu)性價比。同時，充分重視標準的牽引作用，做好行業(yè)密碼標準規(guī)范的制定和修編工作，保證整個建設目標一致、推進有序。

4.2 住建行業(yè)密碼研究中心

成立行業(yè)密碼研究中心，開展住建行業(yè)規(guī)劃的編制、規(guī)范的制定、各類平臺的建立、密碼應用的研究、人員的培訓和密碼應用安全性評估等工作，大力推動住建行業(yè)密碼的廣泛和深度應用。

4.3 建立人員和組織保障機制

從人員角度，組建專業(yè)密碼人員隊伍，作為密碼應用、運營管理和測評的人員保障；建立密碼專家?guī)?，作為行業(yè)密碼應用與發(fā)展指導。從組織角度，建議成立密碼工作領導小組，從頂層統(tǒng)一管理部署密碼工作。

4.4 優(yōu)化商用密碼產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境

城鄉(xiāng)建設領域應用國產(chǎn)商用密碼順應國家政策，作為筑牢“新基建”自主、創(chuàng)新、安全底座的基石，從目前來看其發(fā)展不僅能補足我國信息產(chǎn)業(yè)在信息與網(wǎng)絡安全上的短板，更有助于構建國家完整的自主創(chuàng)新技術體系的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)體系。建議以重大工程、重大專項等為牽引，統(tǒng)籌利用政、產(chǎn)、學、研、用等各類資源，實現(xiàn)人才、知識、技術、資本等各類創(chuàng)新要素的優(yōu)勢互補和深度耦合，統(tǒng)籌推動城鄉(xiāng)建設領域商用密碼基礎理論研究、標準化推進、產(chǎn)業(yè)鏈融合、檢測認證同步實施，促進商用密碼產(chǎn)業(yè)多樣化、全覆蓋發(fā)展，打造城鄉(xiāng)建設領域商用密碼發(fā)展新業(yè)態(tài)。