网络空间安全：用“0”和“1”构建起网络长城

王欣洲

一说到网络空间安全这个专业名称，想必各位同学的第一反应是“你们该不会是做黑客的吧”，这句话不能说错，但也不完全对。这个专业究竟是什么样的，对我们的生活和社会的发展又起到了什么作用呢？下面就让我和大家分享一下我在学习中的一些心得体会。

一、我们是黑客吗？

首先，我要为“黑客”一词正名。也许大部分人对黑客的理解就是用计算机远程窃取他人的信息，或者通过一台笔记本潜入某重要机构窃取机密和搞破坏的人。其实不然。

现在业内所说的黑客，通常是指对计算机科学、编程和程序设计方面具有高度理解的人。黑客们可以利用电脑干自己想干的事情，这既包括刚才提到的窃取信息，也包括对于重要信息的保护等。换句话说，黑客中有好人也有坏人，只是在早些年，一些黑客确实以搞破坏而为大众所知，在这一点上“好黑客”们还真是冤枉呐。

那么，我们是黑客吗？是，因为与网络空间安全专业相关的大部分职业，都可以划分到黑客的工作范围里面去。

二、研究内容大揭秘

说了半天，网络空间安全专业到底是在研究什么呢？具體说来，网络空间安全可分成三个部分：通信安全、系统安全、网络安全。

（一）通信安全

所谓通信安全，顾名思义，是指通信的双方不受第三者的窃听或者干扰。比如我们平时用QQ聊天的时候，如何让发送的消息只有自己和对方知道，而不在传输过程中被其他人知道？这就是通信安全需要研究的课题之一。

通信安全主要包括密码学和通信协议。密码学是研究如何使用数学工具将我们传递的信息进行加密（即隐藏内容，其他人即使得到了信息也读不懂），并且让通信对方能在特定的条件下解密（即恢复加密的内容，使之变得可以读懂）;而通信协议则是在密码学的基础上研究安全的通信方法（通信的双方在通信过程中每一步应该做什么），使通信过程变得高效，并且让他人偷看我们的通信内容变得十分困难。

（二）系统安全

系统安全主要是指计算机系统的安全，我们主要研究如何保护计算机里面的资源（包括重要的数据等）不被窃取。由于计算机能够“读得懂”的只有二进制数据，而系统安全最终操作的也是这些二进制数据，因此系统安全被业内“大佬”们称为“二进制方向”。

举一个例子，相信大家都听说过计算机病毒，其实它就是一个特别的程序，你运行它的时候，它就会偷偷地修改你正在运行的其他程序。比如它附着在你的word文档上，当你做它预先设置好的操作时，它就会把你的文档删除，导致你白忙活一场。

（三）网络安全

互联网作为20世纪最伟大的发明之一，现在已经进入到我们生活的方方面面，网络安全也变得愈加重要，甚至有人把它和军事安全相提并论。

网络安全指的是互联网环境中的信息安全。举个例子，现在我们上的网站，玩的网络游戏，大部分是“用户—服务器结构”，即许多用户连接到一个特定的主机（即服务器），由这个主机为用户提供相应的服务，试想一下，如果服务器被不法分子控制了，那么你在网站、网络游戏上的账号就会处于危险之中。对于银行网站来说网络安全尤为重要，一旦服务器被控制，那么在服务器中存放的用户数据，包括银行卡密码甚至存款的数额，都可能会被篡改。网络安全的主要任务就是防止这样的事情发生。我们可以通过运行一些保护性程序（如防火墙）来控制访问服务器的用户，防止他们做出一些危险的举动。

·学长总结·

虽然我们平时经常使用计算机，但是对它的了解可能很少。计算机其实就是一个由各种电路构成的系统，我们在上面实现的各种操作，最终都会转化成电信号输入到电脑的中央处理器（CPU）中，完成相应的运算，再以电信号输出，并且“翻译”成我们看得懂的形式。比如，在屏幕上显示出你正在玩的电脑游戏的界面，或是将你打的字保存在word文档中。

当然，我们不是专门研究电路的，只是利用电信号的特点将其转换为“0”和“1”，对这两个二进制数

做文章。通信安全中的密码学涉及数学知识，其中的一些重要的数学模型是与二进制息息相关的，而系统安全和网络安全则是直接对二进制数据进行操作。可以说，网络空间安全专业是一门“与‘0和‘1打交道的艺术”。

三、黑客的生涯，从这里开始

“新手黑客”们在大学里会上什么样的课，课外又有什么活动呢？

首先，学习一门工科专业，数学基础是必须要打好的，像微积分、线性代数、概率论，以及密码学的基础——近世代数等都是十分重要的课程。此外，包括通识课程在内的素质课、大学英语课等，也是当代大学生培养基本素质的必修课程。

编程能力是专业课的基础，我们会学习C/C++语言程序设计以及汇编语言。同时，我们对计算机网络、数字逻辑、计算机组成原理、操作系统、编译原理等也要深入了解，还要学习通信安全中的密码学、信息论与编码等课程。这些专业课知识是我们未来深造和工作中经常要用到的。

由于我比较喜欢数学，因此我在课余时间参加了大学生数学竞赛和建模竞赛。大学里也有很多我们这个专业专属的竞赛，如全国大学生信息安全竞赛等。我们学校还有学生创办的工作室可以供同学们锻炼能力，其中就有国内顶尖的黑客团队“凝聚工作室”。如果你发现自己对网络空间安全相关研究感兴趣，欢迎加入工作室来挑战一下自己。另外，到了高年级，把专业知识学得更透了以后，就可以跟随导师做一些科研项目，对于想要深造的同学来说十分有帮助。

四、保卫网络空间，安全永无止境

网络空间安全作为一个新兴专业，有着很大的发展空间。除在已有的技术上进行突破以外，量子计算机的研究也是一个重要的新方向。量子加密、量子通信的出现虽然颠覆了传统安全技术理念，但是现在还处在早期研究阶段，未来发展量子技术的重任就落到我们这代人的肩上了。安全永无止境，我们要学好网络空间安全专业，为保护我们国家的重要网络信息资源做出贡献，用“0”和“1”构建起一座坚固的网络长城！