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信息通信技术产业发展视角下保障我国网络空间安全研究

2018-01-15苑朋朋王常青

网络空间安全 2018年6期
关键词:信息通信技术操作系统芯片

苑朋朋 王常青

摘 要:信息通信技术是网络空间安全的基础和保障。文章首先简要回顾了党的十八大以来我国信息通信技术产业的发展成就,以芯片和操作系统面临的突出问题为例说明我国ICT技术发展面临的困难,分析了我国ICT技术发展面临的机遇和挑战,并从技术、产业发展、政策引导等方面提出了发展措施。

关键词:信息通信技术;芯片;操作系统;网络空间安全

中图分类号:TP393 文献标识码:A

Abstract: Information and communication technology is the foundation and guarantee of cyberspace security. This paper firstly reviews the development achievements of China's information and communication technology industry since the 18th National Congress of the Communist Party of China. Taking the outstanding problems faced by chips and operating systems as an example to illustrate the difficulties faced by China's ICT technology development, and analyzing the opportunities and challenges faced by China's ICT technology development. And from the aspects of technology, industrial development and policy guidance, proposed the measures to ensure the security of China's cyberspace are put forward.Key words: Information and communication technology; chip; operating system; cyber space security

1 引言

党的十八大以来,习近平总书记关于“核心技术不能脱离产业链、价值链、生态系统”,要“注重补齐核心技术短板”“组建高端芯片联盟”“加强协同创新攻关”等一系列新论断为我国网信领域核心技术突破指明了方向。同时,在科技重大专项和产业政策的支持下,我国网信领域多项核心技术开发取得了可喜的成绩,填补了多项空白。在核心芯片领域,形成了处理器、交换芯片、显示芯片等国产芯片产品,部分产品性能接近近年国外主流產品水平。国内芯片制造企业逐步缩小与国际领先企业的技术差距。操作系统等基础软件自主研发取得积极进展。以4G、5G为代表的网络技术自主创新能力突飞猛进[1]。云计算、大数据、人工智能、量子信息等创新取得重要进展。

2 我国信息通信技术产业发展面临的主要问题

虽然我国已经在集成电路、网络通信、智能手机、软件等行业的核心技术水平取得长足进步,但面向未来的原始创新能力、体系化创新能力、协同创新能力没有整体性和实质性改变。云计算、大数据、人工智能等新兴产业生态体系依然由美国等少数先进国家主导,CPU、存储芯片、通信设备芯片、操作系统、数据库等产业链上游关键环节对外依存度高,这些都成为保障我国网络空间安全的制约因素。仅以芯片和操作系统为例。

我国CPU等核心芯片与世界先进水平仍有很大差距。经过十几年的努力,国内已经形成龙芯、申威、飞腾等为代表的自主可控芯片品牌,实现国际主流X86、MIPS、Power、ARM四大架构全面部署,部分CPU性能不断接近国际先进水平[2]。飞腾FT-1500A系列集成16个通用处理器核,主频达2.0GHz。但相比国际巨头Intel,国产厂商在技术实力和生态环境等方面仍然相对薄弱,国产CPU总体水平仍然落后国际主流3到5年,并且国产自主CPU支持厂商较少、应用开发不活跃、基础软件升级更新缓慢。目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢,极大地制约了CPU的发展。

国内芯片制造企业与国际龙头相比仍有较大差距,后续工艺升级压力较大。我国在CPU先进工艺方面不断取得突破,中芯国际40nm工艺技术已规模量产多年,高版本的28nm HKMG工艺也已研制成功进入量产阶段。但从具体工艺技术掌握方面来看,因后期工艺升级对技术的要求越来越高,我国在先进晶体管技术上多处于研发阶段,若再考虑IP等生态能力的不足,实际上差距更为明显[3]。从发展规律看,芯片工艺的升级不仅对企业的技术研发有着极大要求,对资金投入的需求也越来越大。工艺迭代加快带来成本投入的急剧提升,国内企业持续发展的压力巨大。中芯国际营收和研发投入远远落后于Intel、台积电等技术领先企业。

我国移动操作系统对安卓依赖仍然严重。移动OS领域,安卓和苹果占据主导,合计占据95%以上份额[4]。我国大部分移动OS都基于安卓二次开发,相关专利和核心技术都掌握在国外企业手里,无法自主掌控演进方向,甚至底层安全无法保障。虽然谷歌近期不会闭源,但对企业的要求越来越严苛。近年,我国厂商阿里自研阿里云OS通过多种方式取得了一定的成绩,应用于智能机、智能机顶盒、互联网电视等多种智能终端,但与安卓竞争机会仍然不是特别大。物联网OS目前仍处于起步发展阶段,成熟产品不多。

我国OS在产业关键环节上与国际主流OS相比均存在较大差距。一是缺乏规模化的用户基础,市场牵引力不强;试点、示范应用带动的用户规模不大;自主生态实战验证少,成熟度低。二是工具链、产品体系不完备,缺乏面向不同业务领域的解决方案;开发工具不易用、运行环境不统一,软件及应用开发难度大、产品少。三是从事自主生态建设的产业力量小散弱,自主软硬件厂商企业最大规模不超过500人;第三方机构对自主产品掌握不深,标准建立、测试验证能力有待加强。

3 我国ICT技术突破的机遇和挑战

当前,我国信息通信技术处于从跟跑并跑到并跑领跑的关键时期。一方面我国在信息产业核心技术方面已取得明显进步,产业体系健全,同时具备全世界最大的市场,另一方面国外政府阻挠我国ICT技术崛起,国际巨头用生态系统构建核心竞争力,掌控核心技术,欲形成强者恒强的垄断局面。我国应抓住机遇弯道超车,实现从跟随到超越。

3.1 我国正处于特殊历史机遇期

(1)国内市场需求旺盛。我国拥有着全球最大的信息通信市场,截至2018年6月,我国网民数量达到8.02亿[5],1.9亿电话及互联网宽带用户、移动电话用户超过13.4亿 。在传统ICT领域,我国服务器市场仍保持快速增长,远高于全球增速。存储系统的国内市场增速在接近10%,而全球仍是下滑态势。全球运营商网络设备市场同比下滑,而我国市场相比全球仍然保持3%的增长速度。与此同时,以“一带一路”为代表的国际建设规划包含了跨境骨干光缆建设、信息丝绸之路和国家通信畅通等内容,例如“中巴跨国光缆”及“中俄电力信道规划建设或升级改造”等一系列通信网络建设项目将极大地促进信息化相关需求。

(2)国际巨头以多种方式与国内厂商合作,逐步开放技术[6]。随着全球信息技术产业竞争加速,为进一步加强自身实力,各大厂商纷纷看好中国市场,以开放技术换取广阔市场。ARM聚焦指令集维护和基础架构研发环节,自身不生产和销售芯片,通过授权指令集获取收益,该种模式下,ARM公司与被授权公司是同生共存的合作伙伴关系,共同建设ARM社区。近年来,ARM逐渐加强对中国的重视力度,华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权模式,可进行自主基础架构研发。2015年10月,思科宣布与浪潮合作,在国内成立合资公司,浪潮与思科合作,构建在云计算、IT基础设施和物联网等方面竞争力。2016年,AMD与天津海光先进技术投资公司成立合资公司,合作公司获取X86技术授权,可开发自主可控服务器芯片。

(3)多项重大技术处于变革节点。在端设备体系中,以VR/AR终端设备为代表的新兴技术促进产业技术升级和革新,智能可穿戴、智能家居、智能车载等多样化新型终端形态层出不穷、蓬勃发展。云设备体系中,虚拟化、分布式等云计算核心技术对整个ICT产业体系产生革命性的冲击和影响。在管设备体系中,随着通信网络的宽带化和泛在化发展,以SDN和NFV为代表的IT技术应用加速向通信领域融合渗透[7],引发通信设备产业重大变革。

与此同时,更多的前沿高新技术也在快速发展,基础物理、材料、生物、脑认知等前沿科学技术与信息通信技术的交叉渗透日益深化,带来新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。石墨烯、量子通信、神经网络芯片、人工智能等新兴技术不断发展,众多前沿领域提供了我国实现弯道超车的机遇。

3.2 全球经济发展环境不稳定对保障网络空间安全基础构成挑战

(1)全球经济下行压力长期存在。世界经济回暖趋势依然不明朗,国际贸易和大宗商品价格波动,国际金融市场震荡加剧,对我国经济造成直接冲击和影响。今年以来,美国挑起的对我国贸易摩擦也使我国经济发展的外部环境恶化。同时,我国经济发展国内深层次矛盾凸显,经济下行压力加大。而全球及国内的经济压力将直接对信息通信产业产生相应影响[8]。

(2)我国面临新兴国家与发达国家双向挤压。与发达国家相比,我国信息产业呈现出“应用强、技术弱、市场厚、利润薄”的倒三角式产业结构。与此同时,美国、日本等企业的制造工厂出现回迁现象。与发展中国家相比,新劳动法的出台和劳动力人口数量的下降导致的劳动力成本上升,优惠政策的退出和土地价格的骤升等因素都在导致企業经营成本上升和利润率下降。同时,印度和东南亚等国家可以提供更为低廉的经营成本,全球制造业经历转型升级带来更高效率的智能制造,都在加速中国制造既有优势的丧失。

(3)国际巨头用生态系统构建核心竞争力,对核心技术掌控,以期强者恒强。一方面,国际巨头公司仍在不断延伸生态势力范围,加强对核心技术的掌控,如ARM公司向服务器领域发展,三星构建VR/AR生态体系。另一方面,国外政府对核心技术的出口管制日益严格。瓦森纳协定仍然对我国高技术出口有着严格限定,其限制领域如新一代信息通信材料及器件、新一代宽带无线移动通信、智能感知技术、大型飞机等。2014年和2018年美国对中兴实施的禁运令再次暴露出我国网络空间安全基础严重不牢的弱点[9]。

4 夯实我国网络空间安全基础的举措

4.1 明确我国信息通信技术发展方向和关键领域

加强基础安全技术能力攻关。加快提升基于基础网络架构、应用协议等的漏洞挖掘、深度渗透检测、攻击检测发现、溯源取证、漏洞修复等基础安全能力。重点建设脆弱性漏洞库、恶意代码库、攻击规则库、协议行为特征库、软件补丁库、标准信息库等安全知识、安全资源库。加快防火墙、入侵检测/防御等网络与边界安全类产品,病毒查杀、身份管理与访问控制、内容安全管理等终端安全类产品的创新和应用[10]。

加强面向云计算、大数据、智能制造等新兴领域的安全技术的研发应用,提升网络威胁的感知、预警和防御能力。在云计算领域,加快虚拟化安全、多用户数据安全、安全中间件、数据备份与恢复等关键技术的研究及产业化,提升对云计算核心软硬件的自主研发能力。在大数据分析领域,加强全局安全态势感知能力[11],及时掌握大规模安全事件进展、影响,并快速处置;突破内容感知、智能沙箱、异常检测等技术,加快APT攻击检测和防御产品的研发。在智能制造等新兴信息网络领域,重点开展对智能设备、工控系统的风险评估,对业务系统协议、业务逻辑、脆弱性进行技术分析,提取安全需求并制定安全框架,加强智能制造领域漏洞扫描工具、防火墙及APT防护类产品的研发。

4.2 加强安全产业政策引导

以政府采购为引导,推动形成产品与服务均衡理念,调整采购中最低价中标规则,以产品的服务质量预算等作为衡量标准,避免“低价中标”引发安全服务市场“劣币驱逐良币”效应。统筹优化安全产品和服务认证管理,确定国家权威认可的安全资质名单池,取消企业导向性资质认证,破除束缚市场发展的制度性瓶颈。开展关键基础设施安全防护示范,发掘行业网络安全优秀实践案例,促进先进技术和经验的推广应用。加强安全政策宣贯,提高政策的实效性,调动安全企业参与各类政策落实项目或工程的积极性。

4.3 优化产业生态发展环境

优化安全产业融资环境。加快构建完整的资本市场融资体系,吸引天使投资、风险投资等投向安全产业,加快安全技术和企业孵化速度,促进创新成果产业化。加大安全企业进入资本市场融资支持力度,鼓励符合条件的企业在创业板、新三板等上市挂牌。

营造公平竞争市场环境。树立底线思维、红线管理理念,营造创新为先、质量为先、信誉为先的发展环境。开展企业网络安全第三方认证,从安全产品和服务使用方角度客观衡量安全保障工作实效,在提升企业网络安全工作的主动性和全面性的同时,加强企业对安全服务采购的重视,提升对安全服务质量的要求。加快安全服务相关标准制定,确立安全服务评价规则,遏制低价竞争。

4.4 加强人才培养

创新人才选拔和培养机制,利用网络教育、技术竞赛、产业与高校、科研院所及其他行业联合等方式,培养创新型、复合型人才,打造多层次的人才梯队。加大人才发展资金投入,设立安全人才奖学金,提升突出人才的薪资水平和待遇,促进人才向安全产业汇聚。促进产业发展与人才培养的良性循环,以产业发展带动人才培养,以人才培养推进产业升级。

5 结束语

信息通信技术是网络空间安全的基础和保障。本文首先简要回顾了党的十八大以来我国信息通信技术产业的发展成就,以芯片和操作系统面临的突出问题为例说明我国ICT技术发展面临的困难,分析了我国ICT技术发展面临的机遇和挑战,并从技术、产业发展、政策引导等方面提出了发展措施。

参考文献

[1] 甘浩,李国顺,朱曦宁.中国移动4G技术的未来发展趋势展望[J].电子世界,2017(12):70.

[2] 霍玉涛.我国CPU产业迎来黄金发展机遇[J].高科技与产业化,2016(11):72-75.

[3] 周哲,付丙磊,王棟.集成电路制造工艺技术现状与发展趋势[J].电子工业专用设备,2017(06):34-38.

[4] 王跃,许志远,严珏玮.移动智能终端操作系统技术发展[J].中兴通讯技术,2014(04):45-48.

[5] 中国互联网络信息中心.第42次中国互联网络发展状况统计报告.

[6] 吴中宝,邱刚.ICT产业发展趋势及国际合作面临的机遇与挑战[J].物联网技术,2014(04):3-7.

[7] 赵明宇,严学强.SDN和NFV在5G移动通信网络架构中的应用研究[J].移动通信,2015(14):64-68.

[8] 谢京辉.对“十三五”经济发展趋势的分析[J].现代经济探讨,2014(09):15-18.

[9] 陈星,齐爱民.美国网络空间安全威胁论对全球贸易秩序的公然挑战与中国应对——从“美国调查华为中兴事件”谈起[J].苏州大学学报(哲学社会科学版),2014(01):81-89.

[10] 中国信息通信研究院.网络与信息安全产业白皮书(2015).

[11] 席荣荣,云晓春,金舒原,等.网络安全态势感知研究综述[J].计算机应用,2012(01):1-4.

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