數字經濟時代的智慧城市與信息安全（簡體書）

隨著信息技術的迅猛發展，信息技術與經濟社會的交匯融合，引發了數據的爆發式增長，人類正本書是編者團隊在智慧城市信息安全領域的第四部作品，本書在總結智慧城市與信息安全相關知識和新技術的基礎上，融入了數字經濟的相關內容。本書適合參與智慧城市規劃建設運營的管理人員和信息化從業人員閱讀，也可作為智慧城市與信息安全相關專業的重要參考書，廣大對智慧城市與信息安全等知識感興趣的讀者也可以選擇本書。

范淵，現任杭州安恒信息技術股份有限公司董事長兼總裁。曾在美國矽谷國際著名安全公司從事多年核心技術研發，是第一個登上黑帽子大會（Black Hat）演講的中國人。對物聯網安全、工業互聯網安全、雲安全、大數據安全、智慧城市安全等領域有深入的研究，《智慧城市與信息安全》等書主編，《發電廠控制與管理系統信息安全》副主編，多次承擔國家級重大科技專項。擔任並入選浙江省政協常委，浙江省科協副主席，國家信息安全標準化委員會委員，中國網絡空間安全協會常務理事，中國計算機學會安全專業委員會常務委員，國家百千萬人才工程“有突出貢獻中青年專家”，科技部“科技創新創業人才”，中國科協“全國優秀科技工作者”，中國互聯網發展基金會首屆“網絡安全優秀人才獎”，中華國際科學交流基金會“傑出工程師青年獎”，世界浙商大會創業創新獎，科技新浙商，浙江省傑出青年，杭州市傑出人才，2016年度十大風雲浙商等。

序言
中國科學院院士 何積豐

在G20杭州峰會上，習近平總書記提出“世界經濟在深度調整中曲折復蘇，正處於新舊增長動能轉換的關鍵時期。上一輪科技和產業革命提供的動能面臨消退，新一輪增長動能尚在孕育”，這個判斷引起了與會各國的強烈共鳴。而作為中國方案中的重要內容，《二十國集團數字經濟發展與合作倡議》的出爐，讓數字經濟成為與會各國創新增長方式並注入經濟新動力的共識。
數字經濟是指以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。發展數字經濟，就是要抓好大數據、互聯網、雲計算、人工智能等新一代信息技術與傳統產業的深度融合，從而催生一系列的新技術、新產品、新產業、新業態和新模式，促進經濟的發展。為此，習近平總書記在十九大報告中專門指出“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟的深入融合”，提出了建設數字中國和智慧社會的國家戰略。
建設新型智慧城市是實現數字中國和智慧社會的有效途徑，是經濟發展的內生動力。智慧化發展是當前及未來城市建設及轉型發展的主旋律，是“利政、強企、惠民”等城市發展需求的必然選擇，必須認真貫徹這一城市可持續發展的重要路徑。然而安全問題一直伴隨著信息技術的發展，特別是智慧城市這個複雜而龐大的系統工程，更是面臨諸多的安全風險與挑戰。一旦智慧城市的信息安全防護不當，就可能造成城市管理局部混亂、個人隱私遭到惡意洩露、政府管理應急決策失誤，甚至引發社會局部動盪，因此，有效管控與防範安全風險是智慧城市建設中非常重要的一環。特別是隨著國家大數據戰略的實行，數字經濟時代的到來，數據成為新的生產資料，數據的共享、交易和流通成為了一種新的常態。由此帶來比傳統數據應用更複雜的應用場景，給數據安全防護帶來了全新的挑戰。而智慧城市建設本身就是一個信息系統和數據資源不斷融合共享利用的過程，如何確保這些城市數據資源在共享使用過程中的安全性是城市管理者必須要面對的挑戰。
范淵同志率領的信息安全團隊近年來一直關注著智慧城市的發展，積極參與各地的智慧城市信息化安全建設，取得了可喜的成績。更難得可貴的是將這些寶貴的實踐經驗進行了總結並奉獻給了社會，從2014年開始，先後推出了三本系統性介紹智慧城市建設與信息安全保障的專業書籍，廣受業界的好評。本次出版的《數字經濟時代的智慧城市與信息安全》是作者團隊編寫的第四本書，其中記錄了範淵團隊對數字經濟和智慧城市建設的客觀認識，介紹了數字經濟時代智慧城市建設如何促進經濟、社會和產業的發展。並重點圍繞城市數字化、數字產業化和產業數字化過程中的安全問題，提供了團隊的思考和防護實踐。相信本書一定會給廣大智慧城市從業人員和讀者帶來啟發和收益。


前言
隨著信息通信技術的快速發展和跨界融合，數字經濟成為發展最快、創新最活躍和輻射最廣的經濟活動，正在成為全球經濟復蘇和增長的重要驅動力，對於擴展新的經濟發展空間、推動傳統產業轉型升級、促進經濟可持續發展、提升社會管理和服務水平，以及帶動創新具有極為重要的意義。2016年G20杭州峰會上通過了由我國倡導的《G20數字經濟發展與合作倡議》，這是全球首個由多國領導人共同簽署的數字經濟政策文件。該倡議敏銳地把握了數字化帶來的歷史性機遇，為世界經濟擺脫低迷、重煥生機指明了新方向。並且提供了新方案，帶來了新希望，數字經濟已經成為全球發展的熱點議題。
數字經濟時代面臨“數字產業化”和“產業數字化”兩大挑戰，並伴隨數據安全和隱私保護兩大問題。在這一過程中，以工業互聯網為代表的產業升級轉型和新舊動能轉換，致使數字化與安全、新技術與安全加速融合。過去，業務、性能和安全常常是相互分離的，但在數字經濟時代，隨著安全技術和數字經濟的綜合發展，這個難以交匯的三角會逐漸走向融合。
在數字經濟時代，安全正在發生重大變革。這種變革有兩大關鍵詞需要特別關注，即融合與賦能。如果說第一代互聯網以連接和共享為特徵，那麼在數字經濟時代，帶信任的連接，以及帶數據和安全的賦能就會成為數字經濟時代的顯著標簽和巨大驅動的一輪，推動數字經濟的發展。
2014年，我們編寫了《智慧城市和信息安全》一書，至2018年出版了我們編寫的第三本書《大數據時代的智慧城市與信息安全》，如果說在編寫第一本的時候，有很多內容還是理念和框架，那麼到第三本的時候，隨著產業數字化和安全的融合、新技術和安全的融合，以及頂層規劃開始映入眼簾，圖書的內容開始從關注技術本身到關注技術與產業的融合，從關注安全自身的實現到安全帶給產業的價值和賦能，因此我們的讀者群體也在不斷擴大。本書在講述大數據時代的智慧城市與信息安全的基礎上，又融入了數字經濟的相關內容和升級，其中講述了大數據給城市發展和經濟社會帶來的機遇與挑戰，提出了在全球數字化的大背景下智慧城市建設如何促進經濟、社會和產業的發展，以及如何為數字經濟發展提供基礎支撐。書中重點圍繞城市數字化、數字產業化和產業數字化過程中的安全問題，提出可行的解決方案，切實保障城市的安全運行。
在本書的編寫過程中特別要感謝一些行業專家和技術專家的參與和支持，其中包括中國科學院院士何積豐、中央網信辦網絡安全協調局局長趙澤良、公安部十一局總工程師郭啟全、國家工業信息安全發展研究中心主任尹麗波、中國計算機學會計算機安全專業委員會主任嚴明、浙江工商大學信息學院教授邵俊等。
智慧城市信息安全建設是一個任重而道遠的過程，需要全行業人土的共同參與。在對本書的編寫過程中也有很多行業專家和技術專家參與其中給予了諸多指導與幫助，我們對此表示十分感謝。與此同時我們也希望通過這本書籍，在表達我們的見解的同時，能有更多的行業專家來和我們交流探討，以共同推動我國的智慧城市安全建設。在此附上我們編寫團隊的微信二維碼，希望讀者朋友在閱讀此書後，將您寶貴的意見和建議反饋給我們團隊，當然，如果您對書中的某些內容和實踐案例感興趣，也歡迎前來諮詢。

範 淵
2019年2月

第1部分 數字經濟時代的智慧城市
第1章 大數據賦能城市建設和經濟發展 3
1.1 城市病與信息化機遇 3
1.1.1 城市化帶來的挑戰 3
1.1.2 智慧城市的應運而生 4
1.1.3 大數據是城市發展的新引擎 6
1.2 大數據哺育未來產業的戰略資源 7
1.2.1 大數據的再認識 7
1.2.2 我國的大數據戰略佈局 8
1.3 大數據引領未來經濟社會創新發展 9
1.3.1 大數據推動數字經濟高速發展 9
1.3.2 大數據促進城市治理能力現代化 11
1.3.3 大數據構建民生服務新體系 13
1.3.4 大數據讓城市生活更加智能 14
第2章 數字經濟時代的智慧城市建設 16
2.1 數字基礎設施成為城市新的基礎設施 16
2.1.1 城市傳統基礎設施的數字化 16
2.1.2 信息基礎設施的不斷完善升級 18
2.1.3 基於雲計算的城市中樞系統建設 19
2.1.4 智慧城市的數字基礎設施建設 20
2.2 助力數字產業化和產業數字化發展 21
2.2.1 促進數字技術產業蓬勃發展 21
2.2.1 促進產業的數字化轉型升級 23
2.3 構築網絡安全的堅強防線 23
2.3.1 信息化發展與網絡安全的博弈 24
2.3.2 愈演愈烈的網絡違法犯罪 25
2.3.3 網絡安全是智慧城市健康發展的基石 27
第2部分 構建城市大腦，完善城市數字基礎設施
第3章 構建城市的感覺神經系統 33
3.1 構建物理世界的數字孿生城市 33
3.1.1 數字孿生城市所需的數據類型 34
3.1.2 數字孿生城市的數據特性 35
3.1.3 構建數字孿生城市所需的核心技術 37
3.1.4 構建數字城市在交通、能源、居民生活等多方面的應用 39
3.1.5 多源城市數據的緊耦合，數字世界與物理世界的交互 45
3.2 智慧物聯終端安全感知與應用實踐 46
3.2.1 城市終端系統安全感知與周邊安全感知 47
3.2.2 城市終端系統層與網絡層安全感知 48
3.2.3 構建安全可信的物聯終端網絡體系 49
3.2.4 物聯網終端安全在視頻網與車聯網領域中的應用實踐 50
第4章 構建城市中樞神經系統 53
4.1 雲計算是城市大腦的核心 53
4.2 雲計算的安全威脅與挑戰 54
4.2.1 雲計算安全威脅 54
4.2.2 雲計算平臺側面臨的威脅 56
4.2.3 雲計算租戶側面臨的威脅 58
4.3 雲計算的安全防護實踐 59
4.3.1 雲安全總體防護目標與原則 59
4.3.2 雲安全總體防護設計思路 61
4.3.3 面向雲平臺側安全體系 66
4.3.4 面向雲租戶側安全體系 72
第5章 構建城市運動神經系統 76
5.1 工業互聯網是城市的動力保障 76
5.1.1 工業互聯網基本情況 76
5.1.2 工業互聯網發展現狀 78
5.1.3 工業互聯網與智慧城市 81
5.2 工業互聯網的安全威脅與挑戰 83
5.2.1 工業互聯網面臨的安全問題 83
5.2.2 工業互聯網帶來的全新挑戰 86
5.3 工業互聯網安全防護體系與實踐 88
5.3.1 國外安全防護實踐 88
5.3.2 安全防護整體方案 90
第6章 加強城市免疫系統建設 94
6.1 安全是城市健康發展的保障 94
6.1.1 智慧城市面臨的安全問題 94
6.1.2 政府集約化推廣趨勢 95
6.2 城市安全防護體系建設目標和思路 96
6.2.1 加強城市監測預警感知能力 96
6.2.2 加強城市級集約化安全防護能力 96
6.2.3 加強城市級應急響應能力 97
6.2.4 加強經濟風險監測和管理能力 97
6.2.5 建設安全運營中心 97
6.3 城市安全防護體系建設內容 97
6.3.1 城市安全防護體系整體架構 97
6.3.2 城市安全監測預警體系 98
6.3.3 網絡空間五水共治防護體系 101
6.3.4 安全數據分析體系 106
6.3.5 城市威脅情報體系 106
6.3.6 金融風險監測體系 111
6.3.7 城市安全運營中心 118
第3部分 釋放數字紅利，助推數字產業化發展
第7章 大數據構建企業新的核心競爭力 123
7.1 大數據及其分析 123
7.1.1 數據采集是一切的食糧 123
7.1.2 小數據是試驗田 125
7.1.3 秒級實時分析大數據是否真實 127
7.1.4 分布式計算不是簡單的1+1=2 130
7.2 機器學習和人工智能 134
7.2.1 深度學習有多深 134
7.2.2 大數據技術助推人工智能 141
7.3 大數據賦能信息安全數字化升級 145
7.3.1 大數據分析是手段不是目的 146
7.3.2 大數據讓安全“未來已來” 148
7.3.3 大數據態勢感知保護關鍵網絡應用 150
7.3.4 大數據建模防禦數據洩露和竊取 152
7.3.5 利用大數據分析進行反欺詐 153
7.3.6 借助大數據分析技術保障電子郵件安全 155
第8章 區塊鏈帶著信任的連接和共享 159
8.1 日益興起的新技術――區塊鏈 159
8.1.1 區塊鏈技術的發展 159
8.1.2 區塊鏈的概念 160
8.1.3 區塊鏈技術的特點 161
8.2 目前智慧城市建設中面臨的問題 163
8.3 區塊鏈創造信任，助力智慧城市發展 164
8.3.1 區塊鏈在智慧城市中的基礎應用 164
8.3.2 區塊鏈在智慧城市中應用的最新研究 166
第9章 個人信息保護數字產業化發展的機遇與挑戰 168
9.1 個人信息與隱私 168
9.1.1 個人信息的概念 169
9.1.2 個人信息的分類 170
9.1.3 個人信息示例 171
9.1.4 個人敏感信息判定 172
9.1.5 個人信息、個人數據和隱私的關係 172
9.2 國外個人信息與隱私保護實踐 174
9.2.1 個人信息保護的法律模式 174
9.2.2 個人信息保護的立法原則 174
9.2.3 美國的個人隱私保護 175
9.2.4 歐盟的個人隱私保護 176
9.3 我國網絡安全法與個人信息保護 178
9.3.1 明確了個人信息保護的責任主體 179
9.3.2 與國際先進理念接軌 180
9.3.3 明確信息保護範疇，制定信息公開標準 180
9.3.4 在個人信息保護和利用之間實現有效的平衡 181
9.3.5 規定個人信息安全事件發生後的強制告知和報告 181
第4部分 新舊動能轉換，促進產業數字化轉型
第10章 政府數字化轉型實踐 185
10.1 政府數字化轉型 185
10.1.1 國內外數字政府的發展歷程 185
10.1.2 我國數字政府建設的內涵與意義 186
10.2 數字政府的建設模式和關鍵任務 187
10.2.1 經濟協調數字化 188
10.2.2 市場監管數字化 188
10.2.3 公共服務數字化 189
10.2.4 社會管理數字化 189
10.2.5 生態環境數字化 189
10.2.6 政府自身數字化應用 190
10.3 政務數據的安全保障實踐 190
10.3.1 政府數字化轉型面臨的安全挑戰 191
10.3.2 政務大數據安全保障體系建設 193
第11章 製造業數字化和轉型實踐 204
11.1 製造業是數字經濟主戰場 204
11.2 工業互聯網助力製造業數字化轉型 206
11.2.1 互聯製造 207
11.2.2 互聯產品 209
11.2.3 互聯營銷 210
11.2.4 互聯供應 212
11.2.5 互聯服務 214
11.3 製造業數字化轉型的成效及挑戰 215
11.3.1 製造業數字化轉型帶來的效益 215
11.3.2 製造業數字化轉型的挑戰 216
11.4 安全助力製造業數字化轉型 217
第12章 網絡安全人才培養 221
12.1 數字經濟時代網絡安全人才現狀 221
12.1.1 數字時代的網絡安全人才金字塔 221
12.1.2 學歷教育現狀 223
12.1.3 成人教育和社會培訓發展現狀 224
12.1.4 網絡安全人才培養及認證機制創新迫在眉睫 225
12.2 網絡空間安全人才培養困境 226
12.2.1 數字經濟對網絡安全人才的召喚 226
12.2.2 構建完善的人才培養體系 227
12.2.3 網絡安全普適性教育的措施 228
12.2.4 培養優秀網絡安全人才的導向 229
12.3 數字經濟時代網絡安全人才培養模式 230
12.3.1 高等院校教育：一流網絡安全學院 230
12.3.2 在職教育：技術與實踐融合 232
12.3.3 產教融合：產學研用一體化 234
12.4 數字經濟時代網絡安全人才培養新動能 240
12.4.1 數字經濟時代網絡安全人才特點 240
12.4.2 數字經濟時代網絡安全人才培養目標 240
12.4.3 產學深度合作，多元協同育人 241
12.4.4 數字經濟時代網絡安全人才的選拔與認證 244
第5部分 優 秀 案 例
第13章 優秀案例分享 249
13.1 某城市級“雪亮工程”安全保障案例 249
13.1.1 項目背景 249
13.1.2 雪亮工程建設面臨的安全問題及需求 249
13.1.3 對策與措施 251
13.1.4 項目成效 255
13.2 某省信息網絡安全協調指揮平臺項目案例 256
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