1 概述

多年來，公司圍繞自主研發(fā)的 ML-FSNT^?TM?數(shù)據(jù)粒子化技術(shù)，開展了多鏈路智能化組網(wǎng)和多介質(zhì)分布式存儲技術(shù)的設(shè)備開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用工作。其中：

（1）數(shù)據(jù)粒子化技術(shù)采用“加密算法 + 粒子化算法 + 物理拆分”的三合一方式對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行保護，為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供更穩(wěn)定、更可靠的計算安全保證；

（2）多鏈路智能組網(wǎng)技術(shù)是利用用戶或國家已建的多體制、多信道通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)粒子的多信道并行分發(fā)，充分發(fā)揮多信道融合優(yōu)勢，提高數(shù)據(jù)傳輸效率；

（3）多介質(zhì)分布式存儲技術(shù)是將粒子化后的數(shù)據(jù)分別存儲在多個存儲介質(zhì)中，每個介質(zhì)中的數(shù)據(jù)均不完整，通過將介質(zhì)“異地”存放，保證用戶數(shù)據(jù)的應(yīng)用安全。

2? 國內(nèi)外發(fā)展情況

目前，國內(nèi)在信息安全通信和安全存儲領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)安全普遍采用計算安全和信道鏈路優(yōu)選方式實現(xiàn)。

在安全通信方面，為確?？煽總鬏?，通信系統(tǒng)一般配置有多條信道，包括光纖、被復線、衛(wèi)星、北斗短報文、寬帶無線自組網(wǎng)、LTE專網(wǎng)、公網(wǎng)3G/4G等，通信控制設(shè)備根據(jù)使用場景、使用要求、信道優(yōu)劣情況，采用“主用、備份、應(yīng)急”順序選擇信道使用，安全傳輸一般通過信道加密方式解決。為拓展通信速率，將多條3G/4G信道、多條光纖E1信道捆綁后傳輸高清視頻等高速數(shù)據(jù),也有一定的市場應(yīng)用。

在安全存儲方面，一般將數(shù)據(jù)加密后存儲在硬盤或光盤中，或者不加密數(shù)據(jù)，將存儲不加密數(shù)據(jù)的介質(zhì)存放在有安全措施的環(huán)境中來保證數(shù)據(jù)的存儲安全。

在信息加密方面，隨著量子計算、云計算、超級計算機等計算能力的飛速發(fā)展，通常采用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加密體制正面臨著巨大挑戰(zhàn)和實質(zhì)性威脅，由計算安全提供的安全性保證只能通過算法優(yōu)化、密碼空間擴充等措施來加以提升，亟需探索研究新的方法、手段提升安全性。

3 技術(shù)原理及應(yīng)用效能

3.1 技術(shù)原理

（1）數(shù)據(jù)粒子化技術(shù)

數(shù)據(jù)粒子化技術(shù)通過隨機置換、數(shù)據(jù)破碎將明文業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)破碎成具備計算安全特性和信息論安全特性的數(shù)據(jù)碎片。粒子化處理流程如圖所示：

（2）多鏈路智能組網(wǎng)技術(shù)

多鏈路智能組網(wǎng)技術(shù)是智能感知鏈路狀態(tài)、自動選擇可用鏈路，將多條可用鏈路融合為一條虛擬鏈路，并在虛擬鏈路內(nèi)實現(xiàn)多信道并發(fā)傳輸?shù)倪^程。該技術(shù)以數(shù)據(jù)粒子化算法提供的數(shù)據(jù)粒子為輸入，由透明代理、多信道連接管理、多信道并行分發(fā)等環(huán)節(jié)組成如圖所示：

（3）多介質(zhì)分布式存儲技術(shù)

多介質(zhì)分布式存儲技術(shù)是借鑒和利用現(xiàn)代“碎紙機”和古代“虎符印”的理念，將破碎粒子化后的數(shù)據(jù)，通過設(shè)定自動分配到幾個不同的介質(zhì)中，例如多個硬盤或光盤中，分別放置在不同地點，或者多人攜帶，使靜態(tài)數(shù)據(jù)安全從“算法 – 密鑰”的二維平面提升到“算法 – 密鑰 -數(shù)據(jù)碎片”的三維立體結(jié)構(gòu)，確保存儲數(shù)據(jù)的安全可靠。

3.2 應(yīng)用效能

（1）信息論安全和計算安全結(jié)合，有效提升信息安全及抗截獲能力

基于數(shù)據(jù)粒子化的多鏈路智能組網(wǎng)、多介質(zhì)分布存儲技術(shù)將信息存儲和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全由計算安全提升到數(shù)據(jù)安全與信息論安全相結(jié)合的水平，多鏈路并發(fā)傳輸 / 分布式存儲，在數(shù)據(jù)粒子被部分截獲時，可實現(xiàn)比傳統(tǒng)分組加密高出數(shù)千萬億倍的安全性提升，即使數(shù)據(jù)粒子被全部截獲并被重組恢復，其安全性也與傳統(tǒng)分組加密方式強度相同，大大增加了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)截獲、破解難度，有效提高了信息的安全性。

另外，多鏈路粒子化智能組網(wǎng)技術(shù)將不同信道連接的多個節(jié)點構(gòu)建成一個安全的虛擬專網(wǎng)，所有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)對物理通信鏈路不可見、不可達，使業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)成為了隱藏在虛擬專網(wǎng)后的暗網(wǎng)，可為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供安全接入屏障。

（2）通過多鏈路融合、智能組網(wǎng)，有效提高通信效能和環(huán)境適應(yīng)能力

通過多鏈路聚合，可以充分發(fā)揮現(xiàn)有通信系統(tǒng)多信道特性，提高通信效能，避免通信資源浪費。采用鏈路探測感知和負載均衡，無需人工干預，自動調(diào)整適應(yīng)各個信道的傳輸情況，實時調(diào)整分配到各條鏈路上的數(shù)據(jù)比例，確保信息在復雜電磁對抗條件下實時、高效、不間斷傳遞。

鏈路融合效率方面，多鏈路粒子化智能組網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的虛擬鏈路帶寬與物理信道的數(shù)量存產(chǎn)品體系及應(yīng)用文件匯編在一定相關(guān)性。通過 3G/4G 鏈路實測，每條鏈路帶寬計為 1 時，兩條物理信道融合后虛擬鏈路帶寬為 1.7 ～ 1.8；三條物理信道融合后虛擬鏈路帶寬為 2.4 ～ 2.5。

和透明傳輸不同，所有協(xié)議在進行鏈路傳輸時均會產(chǎn)生鏈路開銷，需要在正常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上增加協(xié)議字段和糾錯冗余編碼，另外，數(shù)據(jù)在加解密過程中也會產(chǎn)生密鑰共享開銷。多鏈路粒子化智能組網(wǎng)技術(shù)在多信道融合過程中產(chǎn)生的總鏈路開銷不大于 10%，包括數(shù)據(jù)擴展開銷和智能組網(wǎng)開銷。其中，數(shù)據(jù)擴展開銷僅在密鑰共享處理過程中產(chǎn)生，擴展開銷低于 4.68%，和傳統(tǒng)加密帶來的開銷基本相同；智能組網(wǎng)開銷在多信道并行分發(fā)過程中產(chǎn)生，經(jīng)測算組網(wǎng)開銷約為 5.21%，比傳統(tǒng) TCP/IP 協(xié)議開銷略大。

（3）充分利用民用移動通信資源，實現(xiàn)大跨距機動安全通信應(yīng)用

利用國土內(nèi)廣域覆蓋的民用移動通信網(wǎng)絡(luò)，通過將多路 3G/4G/5G 進行粒子化破碎聚合，解決敏感信息的安全應(yīng)用問題，同時實現(xiàn)用戶大跨距機動應(yīng)用，解決 “動中通”通信保障，配合其他通信手段，確保通信“隨時可用，隨時能用”，確保通信實時不間斷。

另外，利用民用資源覆蓋廣、速率高、容量大特點，可以實現(xiàn)話音調(diào)度、高速數(shù)據(jù)、高清視頻、導航定位等多業(yè)務(wù)直接接入應(yīng)用，也可以通過有 / 無線轉(zhuǎn)換、協(xié)議適配等方式，將傳統(tǒng)有線通信終端（電視電話、自動電話、傳真電報等）利用民用無線信道進行應(yīng)用拓展，解決機動或臨時任務(wù)應(yīng)急使用。