2024年十大数字技术趋势与其安全挑战

©2023云安全联盟大中华区版权所有1 @2023云安全联盟大中华区－保留所有权利。你可以在你的电脑上下载.储存.展示.查看及打印，或者访问云安全联盟大中华区官网（https://www.c-csa.cn）。须遵守以下：（a）本文只可作个人.信息获取.非商业用途；（b）本文内容不得篡改；（c）本文不得转发；（d）该商标.版权或其他声明不得删除。在遵循中华人民共和国著作权法相关条款情况下合理使用本文内容，使用时请注明引用于云安全联盟大中华区。 ©2023云安全联盟大中华区版权所有2 ©2023云安全联盟大中华区版权所有3 致谢 《2024年十大数字技术与其安全挑战》由云安全联盟大中华区专家撰写，感谢以下专家的贡献： 项目组组长：张淼 主要贡献者： 郭春梅余晓光闫新成邢海韬刘广坤初江高振宇宗良李卓嘉林艺芳贺志生任永攀王曦光何伊圣许冠行 项目评审组： 张淼郭鹏程杨天识姚凯研究协调员： 罗智杰卜宋博闭俊林贡献单位： 华为技术有限公司 中兴通讯股份有限公司 北京沃东天骏信息技术有限公司 北京启明星辰信息安全技术有限公司 ©2023云安全联盟大中华区版权所有4 上海缔安科技股份有限公司 （以上排名不分先后） 关于研究工作组的更多介绍，请在CSA大中华区官网（https://c-csa.cn/research/）上查看。在此感谢以上专家及单位。 如此文有不妥当之处，敬请读者联系CSAGCR秘书处给与雅正!联系邮箱 research@c-csa.cn；国际云安全联盟CSA公众号 ©2023云安全联盟大中华区版权所有5 序言 随着数字技术的迅猛发展，越来越多的组织和个人在数字化环境中开展业务和活动，享受着数字技术带来的便利和创新。在这个数字化时代，各种技术如量子计算、6G通讯技术、人工智能、数字孪生等技术带给世界新的生产方式的同时也带来了很多的安全挑战。 本报告旨在针对数字技术，详细梳理数字技术发展产生的安全挑战，并通过与相关的CSA研究对应，将这些安全挑战一一列举出来。本文包含十个与数字技术相关的安全挑战，涵盖了组织和个人等方面的安全应对策略。 通过全面分析数字技术发展趋势及随之产生的安全挑战，组织可以预测可能出现的新型攻击方式和漏洞，从而及时采取必要的安全措施。同时可以更好地评估其现有安全措施的有效性，并进行必要的改进，以提高整体的安全性。 相信通过阅读本报告，组织可以深入了解数字技术发展趋势及相关的安全挑战，组织可以更好地应对当前和未来的安全威胁，并采取相应的措施来保护数字资产。我们希望本报告对于提高数字技术安全意识、加强防御措施以及规避潜在威胁带来积极的促进作用。 李雨航YaleLi CSA大中华区主席兼研究院院长 ©2023云安全联盟大中华区版权所有6 目录 致谢4 序言6 1数字技术的发展现状10 1.1数字技术的概述10 1.2数字技术带来的机会和安全挑战11 1.3数字技术的迅猛进步和广泛应用深刻影响社会、经济和科技12 22024年十大数字技术趋势13 2.1量子计算13 2.1.1量子计算的定义13 2.1.2量子计算的应用14 2.1.3量子计算的未来预测15 2.26G通信技术16 2.2.16G通信的定义16 2.2.26G通信当前应用17 2.2.36G通信未来预测18 2.3人工智能18 2.3.1人工智能的定义18 2.3.2人工智能的应用20 2.3.3人工智能的未来预测21 2.4云原生22 2.4.1云原生的定义22 2.4.2云原生的应用24 2.4.3云原生的未来趋势25 2.5数字孪生26 2.5.1数字孪生的定义26 2.5.2数字孪生的应用26 2.5.3数字孪生的趋势29 2.6隐私保护31 2.6.1隐私保护技术的定义31 2.6.2隐私保护技术应用31 2.6.3隐私保护未来预测32 2.7Web4.034 2.7.1WEB4.0技术的定义34 2.7.2WEB4.0技术应用34 2.7.3WEB4.0的技术预测35 2.8卫星通讯35 2.8.1卫星通讯的定义35 2.8.2卫星通讯的应用36 2.8.3卫星通讯的趋势37 2.9算力网络38 2.9.1算力网络的定义38 2.9.2算力网络当前应用38 2.9.3算力网络未来预测40 2.10物联网技术41 2.10.1物联网技术的定义41 2.10.2物联网技术当前应用43 2.10.3物联网技术未来预测43 32024数字技术的安全挑战45 3.1量子计算的安全挑战45 3.26G通信技术的安全挑战46 3.3人工智能的安全挑战47 3.4云原生的安全挑战49 3.5数字孪生的安全挑战51 3.6隐私保护的安全挑战52 3.7Web4.0的安全挑战53 3.8卫星通讯的安全挑战55 3.9算力网络的安全挑战57 3.10物联网技术的安全挑战58 4应对策略与案例研究59 4.1量子计算的安全应对策略及案例59 4.26G通信技术的安全应对策略及案例62 4.3人工智能的安全应对策略及案例64 4.4云原生的安全应对策略及案例66 4.5数字孪生的安全应对策略及案例69 4.6隐私保护的安全应对策略及案例72 4.7Web4.0的安全应对策略及案例74 4.8卫星通讯的安全应对策略及案例75 4.9算力网络的安全应对策略及案例78 4.10物联网技术的安全应对策略及案例81 5总结84 1数字技术的发展现状 1.1数字技术的概述 “数字技术”并不是凭空创造而出，而是随着互联网的迭代与发展，在市场需求中应运而生出来的一门技术。它是指组织在处理或存储数据和完成许多其他功能时所应用的电子工具、设备、系统和资源，目的在于提高组织与员工的生产力和效率。 此外，数字技术包含传统意义上的信息化技术、互联网技术等较为耳熟能详、广为认知的概念与领域，也包含诸如大语言、数字孪生、虚拟仿真、量子计算等新兴或尚处于实验室，甚至理论阶段的技术。 目前，谈到数字技术时候，涉及的重点范畴主要包括但不局限于： 商业技术：帮助企业提升运营，如数字营销、数据管理等。 IT—信息技术：涵盖硬件、软件等，使得数据收集、存储和传输更加高效。 通信技术：如5G、6G、Wi-Fi、蓝牙等，支持数字化通信。 IOT—物联网技术：提升工业网络智能化和效率。 自适应人工智能/超级智能：如聊天机器人、自动驾驶汽车等，基于AI的技术应用。 教育技术：基于计算机的教学和在线资源，改变传统教学模式。 区块链技术：安全的网络加密系统，适用于多种业务场景。 在过去的数十年中，企业越来越依赖各种各样的数字技术实现降本增效，更新换代，从激烈的商业竞争中脱颖而出。从使用芯片和PIN阅读器的街角小店，到推出DAP以辅助超级应用程序的复杂系统的大型企业，数字技术是诸多企业成 功的关键。它帮助企业简化运营，提高生产力，改善客户体验。通过应用各类与企业商业模式、业务逻辑相吻合的数字技术，企业可以在其行业中获得竞争优势，并取得更大的成功。数字技术使公司能够以越来越低的成本提供更好的产品或服务，从而保持领先地位。 1.2数字技术带来的机会和安全挑战 随着数字技术的迅猛发展，所面临的安全挑战日益增多且变得复杂。个人信息泄露、企业数据安全威胁、网络攻击以及数字诈骗的频发，均是数字化环境中不容忽视的安全风险。数字化进程不仅代表着技术的创新，也意味着安全挑战的不断升级。 国家的数字化战略、企业的数字化转型、个人的数字生活等，已深入渗透至社会的各个方面。伴随而来的安全问题不再仅限于传统网络安全的范畴，而是拓展至数据安全、智能设备安全及与数字身份相关的安全问题。数字化发展的快速与广泛性，直接加剧了安全风险的严重性，使得数字安全成为亟待解决的重要问题。 历史上，技术变革与社会变迁紧密相关。从Schumpeter的创新理论到创造性破坏理论，均揭示了技术变革与社会经济、军事、文化和政治的深刻联系。每次工业革命，从蒸汽机、内燃机、信息科技到当今的人工智能、清洁能源等，均引领了社会变迁的潮流。然而，这些变革在创造新机遇的同时，也带来了金融泡沫、经济衰退和社会危机等破坏性后果。 特别是在数字时代，自2002年以来，全球数据信息的存储方式从模拟转向数字，信息传输与存储能力呈指数级增长。伴随着这一发展，数字技术带来的安全挑战日益突出，例如CIH病毒、震网病毒等重大网络安全事件，以及斯诺登事件暴露的全球监视网络问题，均反映了网络空间安全的重要性。 近年来，受国际政治局势影响，众多国家加强网络安全建设，出台战略规划，推动零信任、量子技术等新兴技术研发，同时完善网络安全机构体系。例如，美 国发布了《首席信息官战略》、《云计划》和《零信任战略》，旨在通过信息技术和资源共享降低研发成本，抢占未来网络空间作战的制高点。 此外，量子通信和量子计算等新兴技术正逐渐成为未来安全通信的关键基础设施。然而，这些技术的发展也对现有的密码体系构成挑战。 面对这些挑战，中国可以借鉴西方国家的发展思路，加强产学研用的协调合作，在网络安全新兴技术领域加速技术升级，利用零信任、量子、5G、云计算等技术提升网络安全防御能力。同时，应合理布局新兴技术，关注技术交叉融合带来的安全机遇，并推行零信任防护理念，实施以数据为中心的网络安全策略。 1.3数字技术的迅猛进步和广泛应用深刻影响社会、经济和科技 数字技术涵盖计算机硬件、软件开发、互联网和通信技术等领域。在硬件方面，计算机性能飞速提升，从超级计算机到智能设备都在改进。软件开发方面，开源软件、云计算和分布式系统提高了效率。互联网和5G技术的普及加速信息传输速度。 数字技术已渗透医疗、金融、制造业、教育、交通、娱乐等领域。医疗领域数字技术使医疗记录电子化、诊断更准确，促进了远程医疗。金融领域数字支付和区块链改变了交易和金融体系。这种迅猛发展不仅仅是技术领域，也深刻影响社会、经济和科技生态系统。在社会层面，改变了社交、媒体消费和信息获取方式；经济上推动创新、提高生产力，催生新商业模式如共享经济和电子商务；科技上推动人工智能、大数据分析、机器学习等技术出现。 22024年十大数字技术趋势 2.1量子计算 2.1.1量子计算的定义 传统计算机采用二进制的数字电子方式进行运算，仅能够表示0和1两种状态。量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式，它以量子比特为基本单元，利用量子叠加和量子纠缠的特性，能够同时表示多个量子态的叠加。量子计算机的架构与传统计算机完全不同，它主要包含两个部分，一个是量子芯片支持系统，用于提供量子芯片所必需的运行环境；另一个是量子计算机控制系统，用于实现对量子芯片的控制，以完成运算过程并获得运算结果。与此同时量子计算机在计算性能、适用性、信息携带量等方面有巨大突破，可以作为CPU的协处理器，对很多重大的数学难题进行指数级加速和破解常见的公钥私钥密码系统。目前所说的量子计算机并非一个可独立完成计算任务的设备，而是一个可以对特定问题有指数级别加速的协处理器，本质上来说是一种异构运算，即在经典计算机执行计算任务的同时，将需要加速的程序在量子芯片上执行。 图1量子计算流程图 2.1.2量子计算的应用 量子计算作为一种新兴的计算领域，具有许多强大的潜在应用。未来的主要应用包括以下几个方面： 1.大规模数据处理：量子计算的快速计算能力将使其能够处理海量的数据，有效解决大数据分析、模拟和优化等领域的问题。例如，在金融领域，量子计算可以用于优化投资组合、风险管理和交易策略的决策。 2.优化问题求解：量子计算可以在优化问题上提供更快速和高效的解决方案。例如在物流和运输领域，量子计算可以优化路径规划、货物分配和交通流量控制等问题，提高各种系统的运行效率。 3.高性能模拟：量子计算不仅可以模拟分子和材料的行为，还可以模拟量子系统本身，这对于量子化学、材料科学、生物学和药物研发等领域来说具有重要意义。通过利用量子计算的优势，人们可以更好地理解分子结构、反应机制和材料性