内生安全基础理论研究进展蓝皮书

版权声明 本蓝皮书版权属于主编和联合编写发布单位，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本蓝皮书文字或观点的，应注明“来源：邬江兴等，内生安全基础理论研究进展蓝皮书，紫金山实验室，2025年11月”。违反上述声明者，版权方将追究其相关法律责任。 本蓝皮书主要贡献者 邬江兴、季新生、贺磊、金梁、曹玖新、谢宇、曹植纲、周鼎、韩晓鹏、胡晶晶、胡晓言、刘宇、耿进步、牛玉坤、陈平、刘波、桂杰、赵涵韬等。 前言 “程序测试可以用来显示错误的存在，但永远无法证明它们不存在。（Program testing can be used to show the presence of bugs,but never to show their absence!）” ——图灵奖得主：迪克斯特拉Edsger W. Dijkstra “构建软件设计有两种方式：一种是让它如此简单以至于显而易见没有缺陷；另一种是让它如此复杂以至于看不出缺陷。 （There are two ways of constructing a software design: One way isto make it so simple that there are obviously no deficiencies, and theother way is to make it so complicated that there are no obviousdeficiencies. The first method is far more difficult.）” ——图灵奖得主：东尼·霍尔C.A.R. Hoare “网络空间内生安全的基本原理是在问题空间内寻求‘与问题共存’的解法，而不是企图消除内源性问题本身。其核心是利用结构加密/环境加密，阻断内外因相互作用，避免‘基因缺陷’演变成安全事件。” ——邬江兴院士 当前,数智化技术正加速向关键基础设施领域渗透，为经济社会发展注入新动能。但需高度警惕的是，因网络安全的内生脆弱性缺乏有效管控、可信度量，致使数字化系统面临日益严峻的系统性风险。如何破解规模化网络系统“未知威胁防护”世界性难题,在保持系统功能灵活性的前提下，概率管控其“安全边界的不确定度”，达成系统安全“可量化设计”“可验证度量”，这既事关能否保障数字中国战略可持续发展全局问题，又关系到数智化转型能否成为新质生产力助推问题。 回顾网络安全发展历程，国际上先后形成了三个主要范式：基于冗余配置与表决的功能安全范式、基于加密与认证授权的安全范式、基于检测与分析的网络安全范式。然而，这三个范式都 面临着共同挑战——当前网络系统存在本质性的"本因缺陷"：冯·诺依曼架构的"功能灵活性与边界确定性"自在矛盾、哥德尔不完备性定律导致的"软硬件无法自证清白"困境、以及漏洞后门不可穷尽等"根因问题"，使得传统外源性防护方法无法有效应对基于未知漏洞后门的内生安全威胁。运用经典还原论——依赖漏洞发现、特征匹配、边界防护——本质上仍未跳出“补丁摞补丁”的恶性循环。 破解“未知威胁”防御这一世界性难题，需要回归系统工程的科学整体性理念，承认"安全边界不确定"的客观存在性,通过“一体化构造”转化“不可拆分性”矛盾,以“概率化管控”应对安全边界的“不确定性”。在此背景下，中国原创的内生安全范式应运而生，该范式在国际上首次提出一种在不依赖（但不排斥）先验知识条件下对抗不确定性网络威胁的内生安全理论、技术、产品与应用体系。通过动态异构冗余（DHR）架构等创新构造,实现了从“发现已知威胁”转向“管控未知风险”，从“亡羊补牢”转向“未卜先知”的根本性转变，通过“结构化冗余+动态性变换”的一体化设计,将“不确定的安全威胁”转化为“可概率管控的确定性输出”，引领推动数字生态系统底层驱动范式从“亡羊补牢”向“安全设计”的转变，率先提出数智产品安全质量管控的系统性解决方案。 本蓝皮书总结梳理了内生安全基础理论的最新进展：创建能够统一安全计算与可靠通信的结构编码理论，并证明动态多样冗余（DVR）完全交集能够在不确定问题域上创建可靠/可信服务；创建有别于信息加密的“结构编码/环境加密”新体制，并证明DHR构造环境在数学性质上具有与香农完美加密“一次一密”的同构效应；基于攻防博弈理论给出了理想网络安全状态的数学表达，并证明内生安全构造在攻防博弈条件下具备纳什均衡解；提出DHR架构具备控制论意义下的超稳定性，并证明系统在环境广义不确定扰动下的内在鲁棒性。这些共同构成了内生安全理论 突破的关键里程碑，为内生安全从理论研究走向产业应用奠定了科学基础。为推动理论向更广泛领域拓展、与新兴技术深度融合，本蓝皮书进一步提出了内生安全理论发展需要研究的十个开放性问题，旨在抛砖引玉，与学术界和产业界共同探索理论边界的拓展与方法论的深化，为全球网络安全范式转型提供“中国智慧与方案”,为建设更加安全、可信的数字世界贡献力量。 目录 第⼀章数智化变⾰带来⽹络空间系统性安全⻛险.........................................................................8 页61.1数智化社会发展历程与⻛险趋势............................................................................................101.2系统性⻛险特征...........................................................................................................................121.3⽹络安全战略新动向..................................................................................................................141.3.1中国⽹络安全战略与法规发展历程.................................................................................................141.3.2美欧⽹络安全战略与法规发展动向.................................................................................................191.4内⽣安全为范式转型提供新⽅案.............................................................................................24第⼆章内⽣安全理论研究初步进展...................................................................................................272.1内⽣安全结构编码理论..............................................................................................................282.1.1⼴义扰动下的安全新问题...................................................................................................................282.1.2结构编码理论概念体系与基本假设.................................................................................................292.1.3结构编码理论存在性定理及证明.....................................................................................................312.1.4结构编码理论的内涵与前景..............................................................................................................352.2 DHR完美本征功能安全理论....................................................................................................362.2.1完美保密对于DHR架构的启示.......................................................................................................362.2.2基于DHR架构的内⽣安全与完美保密的相似性猜想..............................................................372.2.3完美本征功能安全的定义...................................................................................................................382.2.4DHR架构是PIFS架构的条件及证明..........................................................................................422.2.5完美本征功能安全的内涵与结论...................................................................................................452.3内⽣安全博弈论理论框架..........................................................................................................462.3.1对于内⽣安全构造系统，在攻防博弈上具备纳什均衡解.........................................................462.3.2在随机和对抗环境下，内⽣安全构造系统具备应对未知攻击的适配性.............................492.4 DHR架构超稳定性研究..............................................................................................................532.4.1随机稳定性——在不可预测的切换中保持⻓期稳定..................................................................552.4.2指数稳定性——切换速率适当时系统可快速回稳......................................................................572.4.3超稳定性——持续攻击下系统⾃适应回归稳定.............................................