移动云国产商用密码规模化应用

Posted 2023-01-21 杨治中

前言

为深入贯彻落实《密码法》，推动商用密码技术在工业和信息化行业领域的融合应用，工业和信息化部密码应用研究中心组织开展了“首届全国商用密码应用优秀案例征集”工作，并评审选出15项优秀案例。

同时，为持久发挥本次活动的产业促进效能，现开展“首届全国商用密码应用优秀案例详解”系列宣传，宣传活动将对获评案例进行逐项解析，便于广大从业者参考学习。

本期宣传为第1期，内容为：移动云国产商用密码规模化应用。

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Part.1

案例综述

（一）案例背景

过去十年是云计算突飞猛进的十年，全球云计算市场规模增长数倍，我国云计算市场从最初的十几亿增长到现在的千亿规模，云计算政策环境日趋完善，云计算技术不断发展成熟，云计算安全愈发受到重视。

（二）案例简介

本案例根据《密码法》、《网络安全法》、《个人信息保护法》等法律法规要求，结合云平台自身特色，对商用密码产品在信息系统、云计算平台方面应用的安全性、合规性，以及云计算平台类的关键信息基础设施和租户关键应用系统等开展商用密码应用对标，并针对性提出安全解决方案。移动云是中国移动面向政府机构、企业组织和个人开发者推出的基于云计算技术、采用互联网模式、提供基础资源、平台能力、软件应用等服务的公有云平台。通过商用密码的应用，保证了云平台密码算法、密码设备、密码协议、密钥管理等方面的合规性，确保了云计算平台网络安全服务的自主可控性和安全性。本案例分两方面建设：一是通过对标GB/T 39786-2021《信息安全技术 信息系统密码应用基本要求》等相关标准，积极完善平台自身的密码防护管理手段和技术手段，尤其是对于重要业务系统开展商用密码替换国际算法的改造工作。二是在上述对标、改造工作基础上，统筹规划密码服务建设，向云平台业务应用系统提供快速、合规、安全的密码应用服务。

目前本案例成果已为POS收单、互联网支付、预付费卡支付、P2P，电子病历、电子发票、电子合同、电子保单等业务及应用提供密码安全服务。

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Part.2

行业挑战

尽管云计算有着降低成本、提高生产力、加快中小企业创新和产品进入市场的速度、给用户带来更高的业务灵活性等诸多优势，但云计算的安全性问题也相伴随行。根据 IDC 等研究机构的调研显示，在阻碍中国行业用户上云、用云的因素中，缺乏安全的信任度是其中的重要原因之一。用户信息滥用、隐私泄露等潜在安全风险是政府部门、企业和各类组织机构在选择云计算服务和应用部署云平台的主要阻力。

云计算安全的核心目标是数据安全和隐私保护，密码技术是实现数据安全保护的关键基础技术，合理运用密码技术是提高云计算应用安全、增强云计算使用者使用信息的重要手段。

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Part.3

项目实施情况

（一）总体技术架构图及介绍

总体架构参考OSI七层网络模型思想，自下而上，传递密码基础服务能力的基础上，结合云平台自身特点及密码应用基本要求，使平台基础业务模块能够高效、集约化地调用密码功能。总体架构既体现出密码服务的技术特点，又兼顾了相应的密钥管理和安全管理规范。

图1.1 总体技术架构图

（1）基础支撑层

基础支撑层主要包含云服务器密码机资源池、CA证书认证中心等密码基础设施。其中，云服务器密码机资源池是平台最基础、最关键的资源服务，承担了密码安全重中之重的部分就是密钥的管理和使用，CA认证中心能够安全地解决身份认证、信任管理的问题，安全认证网关可满足通信过程中的信道加密需求。另外，还部署和应用了包括密码芯片、密码模块、密码整机和密码系统类相关产品，集成了密码资源层所需的各类型密码设备，提供电子认证、密钥管理、密码应用等基础功能，由密码资源层统一管理和分配使用。

（2）密码资源层

包含密码资源池和密码资源管理，提供统一的密码设备服务，为云平台租户提供虚拟密码设备和产品的租用服务。

（3）密码服务层

将基础支撑层和密码资源层设备和服务抽象化，通过统一接入平台向云平台、终端、网络接入、监控管理等提供各类型密码安全服务，包含通用密码服务、密钥服务、典型密码应用服务等，承载了业务需要，向云平台用户按需提供弹性的密码服务。以密码服务统一接入平台的中间件形式提供服务，提高各业务应用资源调用密码服务的便捷，也易于进行管理。

（二）应用场景架构图及讲解

密码服务应用场景中使用虚拟密码机密码运算能力，通过标准API接口为业务应用提供加密/解密、签名/验签、杂凑运算、消息鉴别码的产生和验证等通用密码服务。

图1.2应用场景架构图

将密码服务器资源池化，通过虚拟化技术虚拟密码机，实现集中化、透明化、集约化的管理；虚拟密码机提供弹性、按需的服务能力，实现统一密码资源池组内的高可用；通过虚拟机实现算力服务，通过接口封装，提供统一接口能力，实现与物理密码服务器相同接口能力。譬如POS收单、互联网支付、预付费卡支付、P2P等各类第三方支付业务在强监管要求范围内必须采取密码设备保证系统安全性，满足监管合规要求；支付数据在传输、存储过程中需保证完整性、保密性、支付身份的认证、支付过程的不可否认性等，保障业务安全。

图1.3 金融支付应用场景

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Part.4

实施效果

（一）核心技术自主可控，助力新基建

（1）云平台由众多分布式服务器和其上运行的应用构成，面临资源隔离、数据存储、数据共享、多租户、虚拟化等带来的安全问题。

（2）运用商用密码算法和技术建立用户资源隔离机制、数据加密存储和传输机制、统一身份认证机制和虚拟化安全机制，助力国家数字基础设施建设。

（二）创造良好云计算生态，维护云原生安全

（1）为云计算相关法律及标准制定提供借鉴；优化、规范基础设施架构；支持数据开放，构造开源的生态环境；建设优质服务体系，提升用户体验。

（三）发挥云计算规模化优势，降低用户商密改造成本

（1）商密在云计算平台的规模化应用，将充分发挥云平台计算资源管理和技术优势。

（2）协助政府和企业用户快速搭建基于商密基础设施的安全计算环境，快速集成密码计算资源，减少企业投入，降低用户技术门槛和使用成本。

（四）实践效果显著，方案可用可推广

（1）整合改造密码支撑资源，建设合规云上密码服务系统，相关方法和技术高可用、易推广。

（2）通过专业商用密码测评机构的测评，《移动云密钥管理系统》已符合GB/T 39786-2021《信息安全技术 信息系统密码应用基本要求》第三等级要求，获测评单位的高度评价。