教育新基建下網絡安全產教融合探討

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教育新基建下網絡安全產教融合探討

摘要:教育新基建是立足新發展階段,以信息化為主導,推進教育現代化的重要新型基礎設施體系,是信息化時代教育變革的牽引力量,在此背景模式下,結合網絡空間安全領域人才特點,提出“教—賽—產—研”四位一體的人才培養模式,以深化產教融合為途徑,圍繞網絡強國戰略部署,以教育改革為創新動力,不斷探索協同育人模式新切入點,加強高校產學研協同創新再上新臺階。

關鍵詞:教育新基建;網絡空間安全;產教融合

1教育新基建背景

2021年7月,教育部等六部門發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》,首次提出教育新型基礎設施建設(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,是加快推進教育現代化、建設教育強國的戰略舉措。教育新基建是在國家推進新型基礎設施建設框架下提出的,要全面建設社會主義現代化國家,必須加快推進教育信息化。教育新基建相對于以往教育信息化建設新在哪里?一是與以往的多媒體技術與教學相結合的模式有了新的內涵,通過引入5G、云計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能以及區塊鏈等新一代信息技術,充分發揮數據作為新型生產要素的作用,推動教育數字轉型。二是教育新基建已成為教育信息化的重要組成部分,是教育信息化發展的重要技術力量,促進線上線下教育融合發展,以科技變革促進教育變革,創新人才培養機制,進而構建高質量教育支撐體系。三是更加側重統籌安全和發展的關系,確保教育信息化和網絡安全同步謀劃、同步推進,以安全保發展,以發展促安全。教育新基建對促進高等學校教育事業持續健康發展、提高人才培養質量、增強支撐國家戰略的能力具有重大意義,探索基于教育新基建的人才培養教育改革,服務“雙一流”建設,為推動高等教育高質量內涵式發展建言獻策。

2網絡空間安全現狀

網絡空間是繼海、陸、空、天之外的第五空間,網絡互聯已經從單純的局域網、廣域網、城域網等擴展到移動互聯網、物聯網等泛在互聯網絡。2015年國務院學位委員會、教育部在“工學”門類下增設“網絡空間安全”一級學科,學科代碼為“0839”,授予“工學”學位,要求各培養單位做好網絡安全領域人才培養工作。2016年中央網信辦等六部委聯合發布《關于加強網絡安全學科建設和人才培養的意見》,提出加快網絡安全學科專業和院系建設、創新網絡安全人才培養機制、強化網絡安全師資隊伍建設以及推動高等院校與行業企業合作育人協同創新等舉措。同年年底,國家互聯網信息辦公室發布《國家網絡空間安全戰略》,提出了我國目前面臨嚴峻的網絡安全形勢,主要表現為國家政治、經濟、文化、社會、國防安全及公民在網絡空間的合法權益面臨嚴峻風險與挑戰,尊重各國之間的網絡空間主權,維護網絡安全,謀求共治,實現共贏,正在成為國際社會共識。近些年來,網絡安全攻擊具有手段復雜多變、攻擊規模龐大、攻擊結果嚴重等特點,嚴重時可影響到國家關鍵信息基礎設施的正常穩定運行,安全攻擊已呈現新攻擊態勢,開始出現針對特定目標的高級持續性威脅(AdvancedPersistentThreat,APT),和傳統的網絡安全攻擊不同,APT攻擊具有持續時間長、目的性強、隱蔽性強及危害性大等特點,在發起正式攻擊前,會持續性滲透收集目標各類關聯信息,而APT攻擊對象一般類似關鍵信息基礎設施之類的重要系統,并非通過一次攻擊就能達到目的,往往利用目標系統的某一脆弱點進而橫向滲透,摸清目標系統整個運轉機制,最終獲取核心系統的最高權限,整個攻擊過程在網絡層面一般沒有任何明顯的異常行為,可以繞過很多網絡安全檢測與防護設備,這對技術層面的分析提出了更高的要求。網絡空間安全領域的對抗本質上是人與人之間的對抗,高素質的網絡安全人才培養及隊伍建設是目前亟須解決的問題,加強網絡空間安全領域人才培養、開展人才技能選拔、提升人才保障水平,通過高校、企業以及政府等多方協同合作,深入推進產教融合,建立網絡安全人才聯合培養機制,為網絡強國建設提供有力的技術人才支撐。目前我國各類信息技術底層軟硬件命脈短板明顯、生態脆弱等問題依然突出,教育新基建是構建高質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新理念及技術,加強與網絡安全技術人才培養相結合,提高網絡空間安全領域人才培養質量,亟須加強產教合作,建設特色化高素質人才隊伍,支撐網絡安全產業持續高質量發展。

3“教—賽—產—研”人才培養模式

網絡空間安全領域人才培養是一項艱巨復雜的工程,主要包括兩個方面,首先,網絡安全對學生動手實踐能力要求很高,這對教師本身的理論和技能要求較高,尤其是網絡安全領域攻防對抗技能日益提升。其次,網絡安全涉及知識面非常廣,教學課程不限于高等數學、計算機網絡、操作系統、程序語言設計、密碼學、數據庫、硬件通信等,課程知識體系龐雜,需要系統性的規劃,更需要計算機領域綜合素質能力強的教師進行教授,這對傳統的計算機人才培養是一大挑戰,基于目前高校網絡安全存在的人才培養共識,本文提出“教—賽—產—研”人才培養模式,并以東北林業大學為例,實踐表明該人才培養模式有效促進產教融合,提高網絡安全領域學生實踐技能,同時為網絡安全產業發展賦能。

3.1網絡安全課程技能教學———“教”

高校網絡安全相關系統化課程起步較晚,相關課程培訓較為簡單且缺乏豐富的實戰經驗,目前我國網絡安全相關專業畢業生數量在每年有1萬人,而網絡空間安全領域的人才缺口高達140萬人,另有高端人才的流失,在一段時間內我國將進入網絡空間安全領域人才短缺的狀況。本文以東北林業大學網絡空間安全領域人才模式為例,學校深入推進人才培養機制改革,主動對接國家戰略型人才、高端人才需求,源源不斷地培養大批網絡安全方向優秀人才,為國家發展建設提供強有力的人才支撐。在網絡安全人才技能教學方面,學校網絡信息中心組建網絡安全研究室,日常負責學校網絡安全體系研究、網絡安全科研及網絡安全保障工作,每天面對海量的、真實的網絡安全攻擊場景,網絡信息中心有著攻防實戰一線的技術隊伍力量,這與傳統的本科教學模擬攻擊實驗環境有著本質區別。同時,學校信息與計算機工程學院教師隊伍通過講授計算機公共基礎課程,夯實專業課基礎,充分挖掘教育新基建提出的“新網絡、新平臺、新安全”理念,將網絡信息中心的實戰化攻防技術培訓結合信息與計算機工程學院的扎實理論教學,使得學生在掌握基礎理論之后進行攻防實戰對抗練習,達到沉浸式教與學的目的。在學校網絡安全技術隊伍力量建設中,實戰一線的技術隊伍與學院的教學隊伍密切配合,學校堅持“引進—培育—穩定—激勵”四位一體的人才隊伍建設機制,帶動和激勵技術隊伍聚焦“雙一流”建設想事謀事干事,在人才隊伍建設上下大力氣,根據新形勢新任務新要求,進一步加強學校人才隊伍建設,努力實現高水平大學建設目標。

3.2以賽促學、以賽促教、以賽代練———“賽”

近些年來,網絡安全方向各類競賽開始出現,其中奪旗賽(CaptureTheFlag,CTF)是近年來網絡安全領域比較火熱的一種技術競賽模式,已成為安全領域選拔人才的重要標準之一。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攻防,目前已在全球范圍內網絡空間安全比賽領域廣泛傳播。CTF比賽分為解題模式、網絡攻防模式以及由這兩種結合的混合賽制,CTF涉及的知識點包括Web安全、二進制、逆向工程、漏洞挖掘、密碼學、隱寫術以及取證分析等,因涉及方向及知識點廣泛,通常以團隊模式參賽,隊員根據個人自身特點分工解題,最終以團隊成績總分高者取勝。隨著各類網絡安全比賽形式更具多樣化,開始出現“CTF+”模式的競賽,如AWD(AttackWithDefence)模式,該模式兼顧網絡安全攻擊與防護,更偏向于考察競賽選手的攻防實戰能力。傳統的網絡安全課程教學注重理論知識的傳授,由傳統的計算機純理論課程教學轉向實戰結合、網絡安全競賽結合的培養方式,借鑒CTF比賽在電信、金融、公安行業的成功經驗,將CTF比賽引入高校網絡安全人才培養中來,達到以賽促學、以賽促教、以賽代練的目的,通過搭建安全在線學習平臺和CTF練習平臺,有效促進學生攻防實踐動手能力,同時也補充了學校教育信息化部門的安全力量。

3.3強化產教融合———“產”

隨著互聯網新發展業態催生了傳統網絡安全格局的深刻變革,網絡黑色產業多元化升級且呈專業化、系統化運作的趨勢,網絡空間攻防對抗之間不斷升級。高校作為網絡空間安全領域人才培養的第一主力,應主動承擔起安全領域復合型人才培養的義務,引入第三方企業支持力量,探索協同育人模式實踐,構建政府搭臺、企業支持、高校對接、共建共享的人才培養平臺,推動網絡安全人才培養模式改革,校企攜手同創教育合作新篇章,為全面建設社會主義現代化國家提供堅實人才支撐。高校應主動擁抱新一輪科技革命和產業變革所帶來的機遇,強化科教、產教融合,加強與地市、企業合作,全面深化教育領域綜合改革、建設高質量教育體系、提高教育質量,拓寬網絡安全方向學生就業渠道,隨著國家戰略層面對網絡安全的逐步重視,產業、教育等多方聯合開展了形式多樣的CTF比賽,提升了我國網絡安全攻防對抗水平,推動了我國網絡安全領域專業技術人才的培養和發展。

3.4戮力同心攻關科研———“研”

高??蒲泄ぷ饕恢笔墙虒W部門的強項,隨著教育新基建的提出,對于負責學校網絡安全技術保障的網絡信息中心在科研方向有著天然的數據優勢,如真實的網絡攻防對抗場景及惡意流量科研數據等,通過引入網絡安全企業,由網絡信息中心、教學部門以及企業三方共同加強科教融合、產教融合,健全協同育人機制研究,深化教育教學改革,促進信息技術與教育教學深度融合,共建“網絡空間安全”實訓室、網絡安全產教融合創新平臺??蒲蟹矫?,在網絡空間安全領域的重大問題和技術突破上,進行聯合科研攻關和融合育人,強化網絡安全技術課程體系建設、技術底層理論自主研發、實驗環境等條件的建設,鼓勵企業力量參與共建協同育人,同時在底層核心技術的自主可控方向進行深度研發融合,在實現網絡安全人才培養的同時促進科研成果產出,建成培養、科研、就業三位一體的網絡安全協同育人實踐基地。東北林業大學打破傳統的教學模式,創新網絡空間安全人才培養體系機制,積極為網絡空間安全的發展拓展空間,以培養學生為第一要務,瞄準國家經濟社會發展的戰略需求,加快培養網絡空間安全相關領域急需的應用型、復合型創新創業人才。

4總結展望

本文提出的“教—賽—產—研”網絡安全人才培養模式具有高校普遍適用性,在大部分高校中,網絡信息中心作為教學輔助部門,負責學校信息化建設、教學信息化技術支持、學校網絡安全建設及管理等工作,并非直接從事學校教學活動,但網絡信息中心作為一個技術部門,長期實踐于技術一線工作,對計算機技術、網絡安全方向的研究及實踐一直走在前沿,學校教學單位的理論教學恰恰需要長期技術實踐部門的結合,因此本文提出的教學單位聯合學校網絡信息中心的協同育人模式值得推廣應用,并且在學校實際教學及人才培養過程中得到全面持續的改革和探索,從學生的學習培養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是一個不斷融合、創新的過程,健全新工科人才培養體系,提升師資隊伍質量,深化產教融合、校企合作、協同育人,聚焦改造升級傳統工科專業,打造新工科知識體系和課程體系,構建新工科建設體系和標準,推動建立高校聯盟間的高水平網絡空間安全協同育人實踐平臺,堅持以本為本,特色立“本”,全面推進一流本科教育改革,培養具有生態文明理念的高水平創新人才。積極實踐面向未來的教育改革發展路徑范式,探索基于國際新工科背景下的網絡空間安全學科建設。網絡空間安全的技術發展日新月異,結合人工智能技術,加快培養“網絡安全+人工智能”式的復合型人才,培養勇闖“無人區”的高層次人才。

作者:李清鋒 王曉明 韓宇 韓群 單位:東北林業大學網絡信息中心

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