算力網絡數據安全風險挑戰與安全應對思路分析

綜合來看， 算力網絡基礎設施層、編排管理層、運營服務層面臨如下數據安全風 險：

一、算力網絡數據安全風險挑戰

在算網融合的架構下，異構節點數量龐大、網絡互聯程度升級、 資源調度智能自動，安全邊界隨之打破，數據安全與網絡安全、新技 術安全相互滲透、相互影響，單點風險可能產生全局影響。綜合來看， 算力網絡基礎設施層、編排管理層、運營服務層面臨如下數據安全風 險：基礎設施層面，異構算力節點的接入和網絡新技術的引入增加了 數據安全防護的難度。編排管理層面，算力網絡特有的資源數據和智 能化編排方式使得數據安全與網絡安全、新技術安全相互交織。運營 服務層面，算網交易信息、算網用戶數據都面臨較大安全風險。

（一）基礎設施層數據安全風險挑戰 1.數據跨節點跨主體跨域流轉，暴露面增大 算力需求場景日益復雜，算力的泛在協同需求持續增多，算力節 點靈活接入，存在廣泛的、動態的數據調度，數據跨主體、跨系統、 跨域甚至跨境場景增加，頻繁的資源鏈接將導致數據暴露面增大，數 據資產遭受攻擊的概率也將大幅增加。一是分布式計算增加了數據被 截獲或篡改的風險。算力網絡通常涉及多個節點和設備進行分布式計 算，數據在不同的節點之間傳輸和處理，分散的架構使得數據在傳輸 過程中可能會經過多個不安全的環節，被截取或篡改的風險。二是遠 程數據使用增加了數據惡意訪問風險。算力網絡包含云計算、邊緣計 算、端計算，這使得數據存儲和處理不再局限于本地設備。云服務提 供商和邊緣設備可能成為潛在的攻擊目標，增加了數據被惡意訪問的 風險。三是多方參與增加了泄露的可能性。算力網絡中，通常有多個 參與方（如用戶、服務提供商、第三方服務等）共同處理數據。這種 多方協作雖然提高了計算效率，但也意味著數據在多個參與方之間流 動，增加了數據泄露的可能性。

2.異構節點復雜多樣，帶來數據安全挑戰 算力網絡基礎設施層算力來源多樣，涉及云數據中心、邊緣計算 設施、終端設備等異構、泛在的算力節點，每個節點貢獻其處理能力 來共同完成復雜的計算任務，然而，這種網絡結構由于節點之間的差 異性可能會帶來一些數據安全風險。一是弱算力節點易被攻破，引發 全局風險。算力網絡邊緣節點、端節點受限于資源和成本，往往安全防護能力較弱，易成為安全短板被外部攻擊者攻破。如果一個節點被 攻破，它可能會成為攻擊者進入整個網絡的入口，作為跳板向算力網 絡發動橫向或縱向攻擊，造成單點風險向全局擴散。二是節點安全性 不統一，易降低系統整體安全水平。不同的節點可能運行在不同安全 級別的操作系統上，有的可能使用了較弱的安全措施。例如，在節點 間傳輸數據時，若某節點沒有采用足夠強度的加密技術，就會迫使系 統選擇低級別的加密技術，敏感數據就有可能被截獲，如果節點密鑰 管理不當也可能導致數據泄露。三是異構節點的接入增加了節點管理 的復雜性，可能導致安全漏洞的出現，例如未及時更新安全補丁或配 置不當。

3.網絡新技術引入新的安全風險 算力網絡應用 SRv6、網絡切片、網絡感知、確定性網絡等新技 術來實現算力資源的連接與靈活調度，但新技術的引入也帶來了新的 安全風險。例如，SRv6 作為一種基于 IPv6 的源路由技術，雖然帶來 了網絡靈活性和可編程性的提升，但也帶來了數據流被截取、數據被 篡改、數據被偽造等風險。一是 SRv6 使用顯式路徑編碼，這增加了 路徑的可見性，但也可能暴露路徑信息給潛在的攻擊者，攻擊者可能 通過修改數據包中的路徑信息，以重定向流量到惡意節點，截取正常 數據流。也可能通過中間人攻擊等方式篡改 SRv6 數據包的內容或路 徑信息，影響通信的完整性和可用性。攻擊者還可以偽造 SRv6 數據 包，冒充合法用戶或服務向目標發送虛假信息，造成服務中斷、數據 丟失等問題。二是 SRv6 允許數據包的發送方指定數據包在網絡中的傳輸路徑，如果路徑信息被攔截，攻擊者可能了解到網絡拓撲的敏感 細節。如果攻擊者控制路徑上的某個節點，則可能截獲并監聽經過該 節點的數據流，導致敏感信息泄露。

（二）編排管理層數據安全風險挑戰 1.算網特有數據資源將成為新的攻擊目標 算力編排層作為算力網絡體系架構中的關鍵組成部分，承擔著對 算網資源的統一管理、統一編排、智能調度和全局優化等重要職責。 一方面，作為算網資源與運營服務間的樞紐，編排管理層匯聚了大量 算力資源數據、編排數據、調度數據等特有敏感數據。這些數據會成 為新的攻擊目標，一旦這些數據被竊取，可能會導致算力網絡的非法 利用；若這些數據被篡改，將影響運營服務的正常開展，甚至會造成 算力網絡運行事故。另一方面，算網編排層通過對高復雜度的算網環 境進行通用化數學建模，利用智能核心算法，實現一系列智能控制和 自動決策。其中涉及大量的 AI 模型算法，針對這些算法的數據投毒、 模型竊取等攻擊，將影響算法的結果走向，從而影響算力網絡的運行 調度。

2.數據流轉路徑復雜，審計溯源困難 算力網絡的分布式計算環境、動態資源調度、數據分割與并行處 理等因素使得算力網絡的數據流轉路徑異常復雜，數據流轉存證困難， 數據流轉過程中若發生數據泄露，難以對泄露點進行追溯。一是算力 網絡數據流轉路徑復雜。首先，算力網絡通常由多個計算節點組成， 這些節點可以是數據中心、云服務、邊緣設備等，數據可能需要在這些節點之間多次傳輸和處理，數據流轉路徑復雜。其次，算力網絡根 據實時的工作負載智能化調整計算資源，每次的數據處理路徑都可能 不同，這種動態的變化使得數據流轉路徑難以固定。而且，為了提高 處理速度，大數據集可能會被分割成多個部分，分別在不同的節點上 并行處理，每個部分的數據路徑可能不同，并行處理后，中間結果需 要重新合并，這個過程涉及多個節點之間的通信和協調，進一步增加 了數據路徑的復雜性。二是復雜環境下存證困難。為了實現有效的存 證和溯源，需要詳細記錄數據的每一次操作和流轉，在算力網絡高度 分布式和動態的環境中記錄整個數據流轉路徑中的每一個環節是一 項巨大的挑戰，大量的日志記錄會占用大量存儲資源，并增加系統處 理負擔，對大量分散節點的協作行為進行審計追蹤也是一個極其復雜 的過程。

（三）運營服務層數據安全風險挑戰 1.用戶數據與算網交易信息面臨新風險 算力網絡運營服務層作為算力網絡的運營門戶，涉及大量數據的 用戶數據和算網交易信息，這些信息一旦遭到泄露或被篡改，將造成 嚴重后果。一是用戶數據可能被竊取和損壞。算力網絡運營服務層往 往提供外包計算服務，即用戶將數據交給算力網絡進行計算分析。在 這個過程中，數據從用戶端傳輸到計算節點，再返回結果給用戶。這 個過程中存在多個安全風險點，如數據在傳輸過程中被截獲、計算過 程中被篡改或計算結果不可信等。二是算網交易信息泄露可能影響算 網業務正常開展。運營服務層面向海量用戶及節點輸出算力服務，如果交易數據訪問權限管理不當，將會面臨交易數據泄露、交易信息篡 改等數據安全風險，引發惡意計費、逃避計費等問題，擾亂算力交易 正常秩序，甚至引起用戶信任危機。

2.服務關系多級嵌套，安全責任邊界難厘清 算力網絡中涉及基礎通信網、云、IDC 等多種網絡和系統，涉及 運營商、云服務商、設備商、超算中心、用戶等諸多主體，具有規模 龐大、結構復雜、角色嵌套等特點，安全邊界難以厘清，安全責任落 實難度大。一是服務關系和服務路徑動態變化，安全責任的確定隨之 變得異常復雜。一方面，算力網絡中的資源可以根據實時的工作負載 自動調整，這種動態的變化使得服務關系不斷變化，增加了安全責任 邊界的確定難度。另一方面，系統使用智能算法來調度任務和數據， 使得服務路徑不可預測，進一步增加了安全責任確定的復雜性。二是 算力網絡跨層依賴的特點增加了安全責任劃分的難度，算力網絡每一 層服務都依賴于其他層的服務，形成依賴關系，這種跨層依賴增加了 安全管理的難度，任何一層的安全問題都可能影響到整個系統的安全 性，相應地增加了安全責任劃分的難度。例如，算力網絡中的服務通 常涉及多個層次和多個服務提供商。一個企業可能使用云服務提供商 的基礎架構服務（如 IaaS），而該云服務提供商又依賴于其他第三方 的服務（如存儲、網絡等），這種多級嵌套的服務關系使得責任劃分 的難度大大增加。

2.算力網絡數據安全應對思路

建設算力網絡，必須重視安全保障，從多個維度構建算力網絡安全保障體系，實現算網建設和安全保障一體化推進。

（一）算力網絡數據安全保護框架 算力網絡作為新型基礎設施，其具有資源范圍廣、參與主體多、 數據對象雜、技術架構新等特點，為應對上述數據安全風險與挑戰， 本報告參考業界主流的算力網絡安全保護方法，從管理和技術兩方面 出發，提出了“三橫一縱”的算力網絡安全保護體系框架。技術方面， 針對基礎設施層、編排管理層、運營服務層的數據安全需求和技術特 點，提出相應的保護要求；管理方面，從全局角度建立縱貫各層安全 需求的管理體系，旨在厘清算力網絡數據安全工作范疇和工作重點， 為搭建算力網絡數據安全保護體系提供參考。 算力網絡數據安全保護框架包括安全管理和安全技術兩個方面。 安全管理方面，包括組織機構、人員管理、數據分類分級、權限管理 等制度機制，建立算力網絡數據安全管理體系。安全技術方面，針對 算力網絡基礎設施層、編排管理層、運營服務層的數據安全風險，提 出各層級的主要數據安全技術措施，建立算力網絡數據安全技術防護 體系。

1.算力網絡數據安全管理要求 算力網絡數據安全保護框架的安全管理部分主要從算力網絡運 營主體的角度出發，結合數據安全管理的通用元素和算力網絡業務自 身特點，提出構建算力網絡數據安全管理體系的框架和思路。 在組織機構方面，算力網絡運營主體需要建立數據安全責任制， 并明確數據安全責任部門。依據《數據安全法》《工業和信息化領域 數據安全管理辦法（試行）》等法律法規及相關標準要求，算力網絡 運營主體作為電信數據處理者，需要指定數據安全管理的主要負責人 和責任部門，并明確責任部門具體職責，包括但不限于組織制定數據 安全管理規劃、制度和標準，牽頭組織開展數據分類分級，統籌負責 數據處理活動安全監督管理，組織開展數據安全宣貫培訓等。

在人員管理方面，算力網絡運營主體需要建立數據安全人員管理 體系，將數據安全管理要求納入入職、定崗、離職等人力資源管理流 程中，明確擔任數據安全責任部門以及其他數據安全相關崗位的專業 資質；定期進行數據安全培訓與考核；明確數據安全關鍵崗位及人員，并與其簽署保密協議或數據安全責任書。 在數據分類分級管理方面，算力網絡運營主體需依據行業主管部 門相關要求及分類分級配套行業標準建立數據分類分級管理制度，對 本機構的數據資產進行盤點，形成資產清單，識別重要數據和核心數 據，制定重要數據目錄并定期更新，采取措施開展數據分級防護，對 重要數據和核心數據進行重點保護。 在數據處理權限管理方面，算力網絡運營主體需要建立數據訪問 操作權限審批管理制度，重點關注超級管理員權限、默認賬號、離職 人員賬號的權限管理，定期審計賬號授權情況，及時回收過期賬號或 權限。

在算力交易主體管理方面，算力網絡運營主體需要建立針對算力 交易主體的管理制度。參與算力交易的主體通常具有多樣性，算力網 絡運營主體需要對接入算力交易平臺的交易主體建立準入、審計、退 出等管理機制，從機構基本情況、業務經營情況、數據安全能力等方 面審核交易主體，并建立交易行為監測機制，對存在違規交易行為的 交易主體，或機構發生重大變化導致不再符合準入條件的交易主體， 及時做好處置或清退。 在數據安全風險管理方面，算力網絡運營主體需要建立數據安全 風險監測預警工作機制，對數據處理活動、內外部數據流動等實施監 測巡查，對異常數據操作行為進行排查預警和處置。 在應急響應和處理方面，算力網絡運營主體需要建立數據安全事 件應急響應工作機制，制定數據安全事件應急預案，定期開展數據安全事件應急演練。 在安全評估方面，算力網絡運營主體應當依據法律法規及相關行 業標準，定期開展數據安全風險評估，形成評估報告，對評估中發現 的安全風險或問題及時整改，對整改措施的有效性進行復核。

2.算力網絡數據安全技術要求 算力網絡數據安全保護框架的安全技術部分主要結合算力網絡 自身的技術架構，針對基礎設施層、編排管理層、運營服務層分別面 臨的數據安全風險，提出相應的數據安全保護技術措施。 基礎設施層需要保障算力節點數據安全、網絡基礎設施數據安全 和算網融合數據安全。其中算力節點數據安全包括云計算、邊緣計算、 端計算等設備的訪問權限管理、數據采集監控、數據隔離、數據存儲 等安全。網絡基礎設施安全主要包括防止 SRv6 報文被篡改、被竊聽、 被泄露等。算網融合數據安全是保障基礎設施層設備之間、基礎設施 層與編排管理層之間算力度量、算力標識、算力感知、算力路由等算 網信息的數據交互安全。

編排管理層需要保障算力網絡編排數據安全和智能編排算法安 全。其中編排數據安全包括對編排數據的安全監控、安全審計，還包 括算力監控和編排安全檢測等技術手段，旨在防止編排數據被泄露、 篡改或惡意使用，加強對算力資源、編排、調度等敏感數據的保護。 智能編排算法安全包括數據質量檢測和攻擊防御，數據質量檢測是采 用數據清洗、轉換、驗證、異常檢測等方法提升整體數據質量水平， 防止污染數據對算法計算結果的操控。攻擊防御是根據算網環境下投毒攻擊、對抗樣本攻擊等攻擊特征，部署相應技術防護手段。 運營服務層需要保障用戶數據安全和算網運營數據安全。其中用 戶數據安全包括用戶身份管理、訪問權限管理和用戶數據安全技術支 持。通過身份管理、訪問權限管理，可以保障計算節點和用戶身份可 識別、可驗證，數據訪問行為可管可控。用戶數據安全技術支持是算 網運營者為算網用戶提供脫敏、加密、溯源、隱私計算等技術手段， 供用戶選擇，根據算網數據安全責任劃分規則，落實運營者和用戶雙 方的數據安全責任，保障算網用戶數據安全。算網運營數據安全包括 運營數據訪問權限管理、交易信息安全、安全監控審計等，保障算網 服務相關數據的安全，進而保障算力交易安全、算網運營安全。

（二）算力網絡關鍵安全措施 1.明確責任劃分，促進責任落實 在算力網絡中，數據在算力消費者、算網運營者與算力供應者之 間多方流轉，安全工作及責任無法僅由一方完全承擔，需明確他們在 整個服務提供過程中各方應做到的安全責任，才能更有效地保障算力 網絡整體的安全可靠。責任共擔可從基礎設施、算力調度、算力應用、 算網數據、身份與訪問管理五個層次考慮算力消費者、算網運營者、 算力供應者三方的安全責任。其中，基礎設施安全包括算力基礎設施 安全以及網絡基礎設施安全；算網數據安全包括算力網絡用戶數據安 全、算力網絡運營數據安全、算力網絡編排數據安全、算力網絡資源 數據安全以及敏感個人信息安全；算力應用安全涉及應用的設計、開 發、測試等全生命周期安全；身份與訪問管理安全包括算力交易平臺安全以及算力網絡運營者內部系統平臺安全。基礎設施安全應由算力 運營者與算力供應者共同承擔，算力調度安全與算力應用安全均應由 算力運營者獨立承擔，算網數據及身份與訪問管理安全則均應由三方 共同承擔。

2.數據安全能力編排與融合調度 數據安全能力編排與調度是解決算力網絡數據安全問題的有效 途徑。數據安全能力編排調度是指，算網編排管理平臺基于對算力節 點的數據安全能力評估、對計算任務的需求解析，在編排管理過程中 綜合考慮，為用戶選擇最優適配的節點，最終實現計算任務的分配與 數據安全能力的融合調度。具體包括如下操作：一是節點數據安全能 力評估登記，當算力節點加入算網中時，對節點開展數據安全能力的 評估，對于節點所處的信任域、可提供的安全計算、安全存儲環境， 以及是否能夠支撐配置安全計算環境等信息進行評估和記錄。二是需 求解析，包括數據安全需求解析和計算需求解析，綜合理解計算任務 類型、網絡需求、數據類別級別、數據機密性、計算結果準確性等要 求。三是基于安全因素的編排管理，同時考慮在網算力節點的安全類 別與級別、計算能力和網絡狀態，為用戶選擇最優適配節點。四是融 合調度，依據調度策略，對計算資源、網絡資源、存儲資源、安全能 力資源進行融合調度。

算力節點數據安全能力評估是算力網絡提供穩定計算服務的基 礎。通過評估，一方面可以明確達到何種安全能力的計算節點能夠接 入算力網絡，另一方面，可以為數據安全能力編排與融合調度提供依據。可以從節點自身安全能力、數據安全處理能力、運行維護安全能 力、數據服務提供能力等方面開展評估。節點自身安全能力評估包括 節點自身具備的安全配置、所處網絡環境安全情況、節點的安全評測 結果、安全級別、安全服務能力等。數據安全處理能力評估是查看節 點是否具備數據脫敏、數據加密、數據水印、數據銷毀、數據追溯、 隱私計算等數據安全處理能力。運行維護安全能力評估是評估節點是 否具備基礎設施提供網絡攻擊防護、安全檢測、安全升級等安全運行 維護能力，如漏洞檢測、病毒掃描等。數據服務提供能力是對數據存 儲持久性、服務可審查性、服務可用性等服務指標進行評估。

3.采用隱私計算等技術保障計算過程與結果安全 采用隱私計算等技術保障算力網絡計算過程與結果安全是目前 切實可行的技術方案。算力網絡采用分布式架構和網絡隔離技術，可 以依托多方算力分擔計算任務，利用聯邦學習、安全多方計算等隱私 計算技術，通過密碼學、安全硬件、混淆脫敏等技術手段，實現聯合 計算、數據發布等數據合作場景下的隱私保護，保障數據“可用不可 見、可算不可識”，并可管控數據的用法用量，達到數據最小化使用 的目的。一是保障數據傳輸安全，隱私計算技術中的密碼學方法，如 多方安全計算（MPC）、同態加密等，可以確保數據在傳輸過程中的 安全性，有效防止數據泄露。二是計算過程的安全保護，隱私計算技 術允許多個參與方在不泄露各自數據的情況下，共同完成某項計算任 務。這種技術可以應用于算力網絡中的分布式計算場景，確保計算過 程的安全性和隱私性。三是結果的安全輸出與驗證，隱私計算技術可以通過安全多方計算等技術手段，確保計算結果的準確性并安全地輸 出給相關方。同時，還可以通過零知識證明等技術手段，對計算結果 進行驗證，確保計算過程的正確性和安全性。

4.利用數字水印等技術助力流轉追溯 由于算力網絡中數據流轉過程復雜，流轉路徑難以固定和預期， 中間結果多且分散，數據流轉存證、追溯困難等問題突出。因此，需 要采用能適應復雜環境的數據流轉追溯技術，對數據所經過的流轉路 徑、計算活動進行記錄，當發生數據損壞、泄露等情況時，可對數據 流轉和計算過程的回溯、責任追溯提供支撐。數據水印技術是目前應 用最廣泛的數據溯源技術，可通過在數據的流轉過程中嵌入和更新不 可見的標記記錄數據的來源、處理節點、時間戳等信息實現流轉追溯， 但是也帶來了額外的水印數據計算、存儲和管理開銷等問題，在算力 網絡復雜環境下，可以從兩個方面提升數據水印的可用性。一是研究 輕量級、分布式水印，僅記錄關鍵的流轉信息，相比于詳細的日志記 錄，水印信息更加簡潔，水印信息分布在各個節點上，每個節點只需 記錄與其相關的水印信息，減少了單個節點的存儲壓力。在需要時， 通過分布式查詢和匯總機制獲取完整的水印記錄，以此減輕系統處理 負擔。二是研究多層級水印，為每個數據片段嵌入不同的水印，確保 每個片段的流轉路徑都有跡可循。在數據重新合并時，將各個片段的 水印信息匯總，形成完整的數據流轉路徑記錄，避免數據被分割和并 行處理時普通水印失效的情況。

5.多層次、多策略綜合防御措施 算力網絡作為一種全新的網絡架構，引入了眾多新技術來實現泛 在算力的協同調度與資源共享，要應對新技術帶來的新風險，單一的 安全技術可能無法達到滿意的效果，可考慮通過多層次、多策略的綜 合防御措施來應對。例如針對 SRv6 數據流被截取、數據被篡改、數 據被偽造等風險，可綜合使用路徑加密、認證授權、完整性驗證、網 絡隔離、流量監控等手段來降低。路徑加密包括使用隧道加密（如 IPsec）來保護數據包的路徑信息，防止路徑被攔截或篡改。認證授權 方面可利用多因素身份驗證（MFA）機制，來確保只有授權用戶才可 以發送和接收 SRv6 數據包。完整性驗證包括通過數字簽名或 HMAC （哈希消息認證碼）來驗證數據包的完整性和真實性。網絡隔離是指 使用網絡切片和微分段技術隔離不同類型的流量，來限制攻擊者橫向 移動的能力。另外，使用網絡監控工具實時監控 SRv6 數據流，部署 入侵檢測和入侵防御系統（IDS/IPS）來檢測和響應網絡入侵行為，也 可有效發現威脅，防止數據被截取或篡改。