人工智能时代高校网络安全体系构建研究

作者: 毕红棋 王小辉

[摘 要] 本研究聚焦于人工智能背景下高校网络安全保障体系的构建,遵循国家网络安全相关法律法规,探讨在新兴技术环境下如何提升高校网络安全管理的效率。通过分析国内外网络安全发展现状,识别当前高校网络安全面临的主要问题,并提出一系列建设性措施,包括加强顶层设计、完善基础设施、提升安全意识、强化技术应用和运行维护能力。研究强调网络安全教育的重要性,并提出基于人工智能技术的创新解决方案,旨在为高校网络安全提供策略参考,以应对日益复杂的网络安全挑战。

[关键词] 人工智能;网络安全;保障体系;信息素养

信息技术迅猛发展,特别是在人工智能领域,其应用已渗透至社会的多个方面。作为人才培养的摇篮和文化传承的高地,高校在这一背景下对网络安全体系的建设尤为关键。研究显示,人工智能技术能够及早发现网络威胁、预测并预防网络攻击,从而提高网络安全防护的效率。人工智能的生成技术在网络空间安全研究中扮演着关键角色,对提升高校网络安全管理水平具有显著的作用。

一、研究现状

(一)国内网络安全发展态势

自2017年《中华人民共和国网络安全法》实施以来,国内对网络安全的关注度显著提高。同年5月“永恒之蓝”勒索病毒事件后,国内安全企业如360、深信服等迅速响应,提供解决方案。随后,网络安全企业如雨后春笋般涌现,形成了较为完整的产业链。特别是2020年,奇安信开始在产品中集成人工智能技术。到了2023年,深信服推出的“安全GPT”模型,更是将安全实战经验和先进的大模型技术紧密结合,通过自然语言交互,快速提供有效的安全响应建议,大幅提高了安全运营效率。这标志着我国网络安全产业在技术应用和产业发展上迈出了坚实的步伐。

(二)国外人工智能技术应用

自1956年达特茅斯会议提出人工智能概念以来,该技术在海外经历了快速发展,并在网络安全领域展现出显著优势。这种优势不仅体现在技术研发上,更体现在对AI技术的深刻理解和广泛应用上。

在实际应用层面,国外企业的研究尤为深入。Gartner在2023年强调,AI技术在攻击检测中通常涵盖机器学习(ML)或深度学习(DL)。同年,微软推出了Security Copilot,这是一款专门辅助网络安全专业人士的人工智能助手。它以OpenAI的GPT-4和微软的安全专用模型为基础,旨在帮助防御者更有效地识别网络入侵并理解海量数据。Google Cloud也推出了由Sec-PaLM大语言模型驱动的Google Cloud Security AI Workbench,一个行业领先的可扩展平台。Palo Alto Networks的Kumar Ramachandran在RSAC2023上提出,随着威胁格局的演变,机器学习技术成为阻止未知威胁的关键。这些进展表明,人工智能在网络安全领域的应用正在不断深化,为防御未知威胁提供了新的解决方案。

二、高校智慧校园网络安全存在的问题

(一)网络安全设施不完善

网络安全工作是一项系统工程,顶层设计至关重要。信息技术的迅猛发展极大地推动了教育信息化的进程,智慧校园作为这一进程中的重要基础设施,其发展经历了从校园网到校园信息化,再到数字化校园、智慧校园,以及新一代智慧校园五个阶段。智慧校园的发展不仅标志着校园网络的进步,也反映了网络安全建设的演变。

网络安全的建设需要同时满足政策法规的要求,并结合各学校的具体情况以确保有效实施。然而,由于不同层次和规模的院校在发展上存在不平衡,这导致网络安全建设水平参差不齐。尽管高校应当根据网络安全的标准拓扑进行部署,但目前仍有部分高校的网络安全设施存在不合理之处,亟须进行完善。

(二)网络安全保障体系缺失

信息技术的持续进步加深了高校对网络的依赖,随之也是网络安全任务日益繁重。当前,高校网络中心面临人员紧缺的挑战,尤其是在编人员不足和校聘人员流动性大的情况下。随着技术的迭代更新,对团队专业能力的要求不断提升,迫切需要构建一个全面的网络安全保障体系。

在硬件资源管理方面,一些院校因顶层设计不足和资金缺乏,面临硬件更新缓慢的问题,难以满足信息化和智能化的需求。软件资源管理同样关键,高校信息系统众多,数据种类繁杂,其中不乏敏感信息。软件安全隐患普遍存在,若管理不当,例如授权不分层、安全漏洞修补不及时,可能导致严重后果。实际上,一些院校因缺乏严格的网络安全管理体系,已经遭受网络安全事件的影响。

(三)网络安全意识淡薄

在信息时代,计算机和智能设备的普及极大提高了信息获取与处理能力,同时对公众信息素养提出了更高要求。然而,网络安全挑战随之而来,高校师生虽然网络操作熟练,但安全意识培养却相对不足,在面对风险时可能缺乏必要的警觉性,例如处理敏感数据不够谨慎,或对网络威胁的防范不足。

信息泄露事件频发,凸显了加强网络安全教育的紧迫性。高校肩负培养人才的使命,因此需要通过教育和培训来提高师生的网络安全认识,并掌握个人信息保护的方法。这不仅关乎技术防范,更需要培育安全文化,使网络安全意识融入师生的日常生活,从而逐步构建一个更安全、可靠的网络环境。

(四)网络安全设备安全策略不严谨

在网络设备架构中,防火墙起着核心作用,其安全策略的设置至关重要。倘若安全策略设置不当或不够严谨,可能会为网络安全埋下隐患。在部署网络安全策略时,若已采纳态势感知系统,务必将探针安装在关键位置,并确保其与防火墙设备协同工作。结合根据DMZ(隔离区)的布局,可以为VPN(遵循零信任原则)配置校外访问校内资源的策略。鉴于各高校网络环境及需求的差异性,网络安全设备的策略配置也需因地制宜,实现个性定制。

当前,高校网络安全的构建普遍依赖于各种安全设备,这些设备为校园网络环境提供了必要的防护。然而,一些策略配置上的疏漏仍然值得关注。例如,部分高校的服务器尚未采取关闭多余端口的预防措施,这可能为网络安全带来潜在风险。

(五)网络安全运行维护能力薄弱

校园网络规模随着学校办学规模的扩大而日益增长,这带来了设备多样性和管理复杂性的提升。服务器、防火墙、路由器以及交换机等关键组件不仅数量庞大,品牌和型号也是五花八门,这无疑增加了维护工作的难度。维护团队面临的挑战不仅包括日常设备管理,还涉及技术的持续升级和设备的更新。在维护人员数量有限、技术水平参差不齐的情况下,高校网络安全的运行和维护显得格外吃力。这种状况凸显了高校网络安全维护能力亟待增强的现实需求,需要通过增加投入、提高技能和优化流程来加以解决。

三、高校智慧校园网络安全保障体系建设措施

(一)提高政治站位压实责任

高校智慧校园网络安全保障体系的建设,首要的是提高政治站位,深刻认识到网络安全对于学校乃至国家安全的重要性。这不仅是一项技术任务,更是一个政治责任,关系到学校的长远发展和社会的稳定。因此,必须坚定不移地贯彻党委理论学习中心组学习制度,深入学习和领会习近平总书记关于网络强国的重要思想,确保网络安全工作与党管互联网的重要指示精神相一致。

在此基础上,学校应建立和完善网络安全责任体系,明确党委书记和校长作为网络安全工作的第一责任人,并通过签订网络安全责任书,确保责任明确、层层落实。同时,成立学校层面的网络安全领导小组,下设办公室,加强网络安全的过程管理和考核,确保网络安全措施得到有效执行,从而织密织牢学校网络安全的“保护网”。

(二)强化安全意识夯实基础

高校网络安全的基石在于强化安全意识和基础。为此,高校应将网络安全教育纳入核心任务,通过定期组织专业培训和宣传教育活动,例如网络安全宣传周和针对新生的入校教育,系统性地提升师生的安全意识和操作技能。此外,学校的基础设施建设是提升网络安全的关键,需全面分析需求,加强日志审计、态势感知等关键技术设施的建设,实现设备间的有效协同,以技术手段增强网络防护。

同时,学校还应建立全校业务系统的安全评估机制,委托专业机构进行全面定级和评估,确保信息系统的安全性,并根据评估反馈进行整改,避免因未达标而受到相关部门的处罚。通过这些措施,不仅可以提升网络安全的基础设施,还能够夯实网络安全意识,为构建安全的校园网络环境提供坚实的支撑。

(三)分析研判防范网络风险

高校网络安全是教育议程的重中之重,相关部门需要定期向校领导汇报工作进展与安全状况,确保隐患排查和整改措施的及时执行。每季度的网络安全专题会议是关键,旨在快速分析潜在风险并采取应对策略,以防范网络威胁。

在技术层面,高校应积极利用企业级安全平台和人工智能技术,研发并应用大模型预训练技术,以精确分析和研判数据。智能Web流量分析通过大模型的自注意力机制,可以有效识别异常流量,从而显著提升恶意代码检测准确率,减少误报。此外,通过将WAF、IPS、PVS规则与UEBA、AI模型相结合,能够迅速识别并应对复杂威胁。

随着IPv6技术的普及,提高基于IPv6的教学应用能力变得尤为重要。这不仅有利于确保师生顺利访问学校资源,提高校园网络服务的质量,还为学校的信息化教学和科研工作提供了技术支撑。这些综合措施将为高校师生提供一个支持教学、科研和管理工作的稳定网络环境。

(四)开展网络实战演习

网络实战演习是高校网络安全工作的必要环节,旨在通过模拟攻防情景,强化校园网络的防御和应急能力。校领导层审批演习的系列方案,这些方案基于当前安全形势和重点防护需求,旨在提升网络安全团队的专业技能,并促进与外部的交流合作,共同构建校园网络安全的坚实防线。

教育与培训活动对于提升网络安全意识至关重要。通过参与各类知识竞赛和法律知识考试,师生不仅丰富了校园文化生活,也加深了对法律知识的理解,培养了尊重和运用法律的自觉性,为营造知法守法的校园环境打下了基础。

(五)重视网络安全队伍建设

构建一支强大的网络安全队伍是确保校园网络环境安全的关键。专业队伍需持有国家认证资格,例如“网络安全保障专业人员”证书,以证明其专业能力。通过参与网络安全专题培训,这些人员能够及时更新知识,掌握最新趋势,提高应对复杂挑战的能力。

参与行业协会的培训和技术研讨会,可以促进与业界同人的交流,共享最佳实践,增强网络安全领域的合作网络。学校应激励团队成员主动学习其他企业和兄弟院校在网络管理方面的先进经验,通过创新思维和有效解决方案,提高校园网络安全工作的质量。

这些措施有利于共同培养一支既专业又富有创新精神的网络安全团队,为校园网络的稳定运行提供坚实保障。

(六)保障网络安全经费投入

合理分配预算对提升网络安全防护具有重要意义。学校须确保网络安全经费纳入年度财政预算,以支持现有网络基础设施的加固、维护及新兴安全技术的开发。定期进行信息系统的等级保护测评,识别并修补安全漏洞,并至少将信息化建设总经费的5%投入网络安全,体现了学校对信息资产保护和学术研究完整性的承诺。

持续的资金投入对于推动技术进步至关重要,同时也为培养和提升专业人才及团队的能力提供了基础。通过资金支持,学校能够吸引并留住网络安全领域的专家,组建一支专业的团队。这支团队将负责制定和执行网络安全策略,确保网络环境的安全和持续创新。

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