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前言

說起地理信息安全與保密，老百姓或許感覺有些遙遠(yuǎn)，跟自身關(guān)系不太緊密。但實(shí)際上，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，地理信息廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展產(chǎn)生了巨大推動作用，已成為不可或缺的重要基礎(chǔ)保障?；谖恢玫姆?wù)(Location Based Services, LBS)與各類生活服務(wù)不斷融合，支撐了地理信息行業(yè)的大發(fā)展大繁榮，成為依賴程度越 來越高的公共服務(wù)資源。

地理信息是國家重要的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源[1]，直接關(guān)系到國家主權(quán)、安全和利益，承載著資源、環(huán)境、人口等經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展;地理信息還是軍事斗爭的重要組成部分[2]，保障著軍事活動和國防安全。與日益繁榮的地理信息行業(yè)應(yīng)用相伴而生的，是地理信息安全與保密始終面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

高精度位置服務(wù)暗藏風(fēng)險(xiǎn)

首先，覆蓋面最廣的是各類移動終端和APP的位置服務(wù)。很多應(yīng)用在使用前，都會詢問用戶是否“允許使用位置服務(wù)和定位功能”。據(jù)騰訊位置服務(wù)官網(wǎng)[3]顯示，其定位服務(wù)日均請求次數(shù)達(dá)1100億次，覆蓋終端超10億，室內(nèi)定位精度達(dá)到米級。而這僅僅是騰訊公司一家(包含微信、QQ、地圖等產(chǎn)品)的數(shù)據(jù)，足以可見當(dāng)前社會高精度位置服務(wù)需求量的巨大。人們常用的社交、出行、旅游、購物、健康等眾多移動應(yīng)用均必須開啟或記錄位置信息，嚴(yán)重依賴室內(nèi)外高精度位置服務(wù)[4]。如果不做好安全防范，可能暗藏一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，輕則隱私泄露，重則失密泄密。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)[5](簡稱“北斗”)是我國自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)，其結(jié)合分布在地面的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站(Continuously Operating Reference Stations，CORS)，為用戶提供亞米級、厘米級甚至事后靜態(tài)毫米級的高精度定位。隨著“北斗”的逐步全球化，其高精度數(shù)據(jù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)充：在智能交通領(lǐng)域?yàn)檐囕v提供精確的導(dǎo)航定位，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行精準(zhǔn)播種，在水利設(shè)施監(jiān)測領(lǐng)域?yàn)闃蛄哼吰逻M(jìn)行變形監(jiān)測等。但由于北斗短報(bào)文數(shù)據(jù)通常以明文方式進(jìn)行“空天地”一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸(如圖1)，存在數(shù)據(jù)泄露、非法篡改、身份仿冒、權(quán)限濫用等方面的安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 “空天地”一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)圖

目前，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，自動駕駛、無人機(jī)快遞等業(yè)務(wù)對高精度地圖和導(dǎo)航定位的需求愈加旺盛[7]。普通地圖精度為數(shù)米以內(nèi)，而高精地圖則可以精確到厘米級別，基于高精地圖的高精定位成為支撐自動駕駛、無人機(jī)快遞等業(yè)務(wù)位置與導(dǎo)航服務(wù)的關(guān)鍵[8]。高精地圖和高精度定位涉及國家安全，目前其數(shù)據(jù)產(chǎn)品按照涉密測繪成果進(jìn)行監(jiān)管，而在實(shí)際應(yīng)用過程中存在著一定的泄露風(fēng)險(xiǎn)[9]。

“問題地圖”威脅國家安全

國家版圖[10]是一個國家行使主權(quán)和管轄權(quán)的疆域，也指反映國家疆域的地圖。國家版圖體現(xiàn)了國家主權(quán)意志和在國際社會中的政治、外交立場，同國旗、國徽、國歌一樣，是國家的象征。隨著社會各界對各類地圖使用量的增加，錯繪國界線、漏繪我國重要島嶼、錯誤標(biāo)注等“問題地圖”層出不窮，部分地圖甚至登載了涉密內(nèi)容，嚴(yán)重?fù)p害了國家主權(quán)、安全和利益。

尤其值得警惕的是，開放地圖標(biāo)注[11]作為眾包應(yīng)用[12]的一種，在豐富地名地址、興趣點(diǎn)(Point of Interest，POI)信息上有著廣泛應(yīng)用。然而，國內(nèi)有些軍事愛好者樂于在Google Earth、Bing Maps等境外地圖網(wǎng)站上標(biāo)注軍事設(shè)施的位置，甚至詳細(xì)到了軍隊(duì)具體駐地、具體坐標(biāo)。也有的地圖愛好者，在標(biāo)注時(shí)不經(jīng)意間泄露了身邊敏感地區(qū)的位置，而相應(yīng)的衛(wèi)星地圖往往會被地圖廠商替換成新的高分辨率影像，繼而引發(fā)更多網(wǎng)友的“更正”熱情。這種行為導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)地圖的作用甚至超過了某些軍事偵察衛(wèi)星，讓人不費(fèi)吹灰之力就能得到一些需要花費(fèi)數(shù)年才能得到的軍事信息，給國家安全帶來極大隱患。

地理數(shù)據(jù)泄露時(shí)有發(fā)生

地理數(shù)據(jù)具有特定的結(jié)構(gòu)特征和精度要求[13]，通常分為矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)、三維模型和實(shí)景數(shù)據(jù)以及導(dǎo)航電子地圖等。地理信息保密處理技術(shù)是保障涉密地理信息安全應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，主要采用特定手段對涉密地理信息的空間位置、精度、屬性、相鄰關(guān)系等進(jìn)行偏移、變形、偽造、隱藏等處理。脫密后的地理信息數(shù)據(jù)仍具有一定的敏感屬性，往往采用以下兩種安全保護(hù)手段：

1、地理數(shù)據(jù)數(shù)字水印技術(shù)

數(shù)字水印技術(shù)[14]是信息隱藏的重要手段，通過將數(shù)據(jù)版權(quán)所有者、領(lǐng)取用戶等信息按照一定數(shù)據(jù)規(guī)則嵌入到數(shù)據(jù)中，使成為數(shù)據(jù)的一部分且不影響原有數(shù)據(jù)的表達(dá)，從而為數(shù)據(jù)的版權(quán)保護(hù)、追根溯源、用戶區(qū)分和完整性認(rèn)證等提供依據(jù)。將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用到地理信息安全保護(hù)中時(shí)，需要針對特定的數(shù)據(jù)考慮不同的數(shù)字水印模型[15]，主要算法分類有：矢量數(shù)據(jù)數(shù)字水印算法[16]從水印嵌入域劃分為基于空間域的水印算法和基于變換域的水印算法;柵格數(shù)據(jù)數(shù)字水印算法[17]按數(shù)據(jù)類型分為遙感影像數(shù)字水印算法和柵格地圖數(shù)字水印算法;DEM數(shù)字水印算法[18]按照數(shù)據(jù)組織方式分為規(guī)則格網(wǎng)DEM數(shù)字水印算法和不規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)字水印算法。通用地理數(shù)據(jù)數(shù)字水印嵌入基本流程如圖2所示。

圖2 通用地理數(shù)據(jù)數(shù)字水印嵌入基本流程圖

2、地理數(shù)據(jù)加密和訪問控制技術(shù)

地理數(shù)據(jù)加密和訪問控制技術(shù)[19]主要包括粒度控制、角色授權(quán)、數(shù)據(jù)空間特征訪問控制等。朱長青等人[20]將地理數(shù)據(jù)訪問控制存在的安全威脅分為涉及空間關(guān)系、時(shí)空尺度、屬性、圖層以及缺少外置程序等5類因素，并構(gòu)建了“STALE”安全威脅模型，其中S、T、A、L、E分別為各類威脅的英文首字母：

S——涉及空間關(guān)系的威脅(spatial relationship)，訪問控制策略無法表達(dá)空間關(guān)系約束，使得用戶獲得更多權(quán)限，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄密。

T——涉及時(shí)空尺度的威脅(temporal and spatial scale)，忽略時(shí)空尺度與地理空間數(shù)據(jù)機(jī)密等級的關(guān)系，導(dǎo)致高密級數(shù)據(jù)泄露。

A——涉及屬性的威脅(attribute)，包含敏感安全語義的屬性數(shù)據(jù)泄密。

L——涉及圖層的威脅(layer)，訪問控制策略未考慮圖層特征，導(dǎo)致涉密圖層數(shù)據(jù)泄密。

E——缺少外置程序的保護(hù)(external protection program)，對于文件形式的地理空間數(shù)據(jù)，由于缺少身份認(rèn)證等訪問控制前提條件，使得訪問控制無法實(shí)施。

毛健等人[21]提出基于中間件技術(shù)的地理數(shù)據(jù)訪問控制策略，從而對地理空間數(shù)據(jù)文件與數(shù)據(jù)庫在訪問控制中存在的安全威脅進(jìn)行有效應(yīng)對，如圖3所示。

圖3 基于中間件的地理數(shù)據(jù)訪問控制系統(tǒng)模塊圖

非法測繪事件頻發(fā)

在現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭中，高精度地理信息至關(guān)重要。雖然有高精度的航空航天遙感技術(shù)，采用地面精確測量手段對有關(guān)重要地物情報(bào)進(jìn)行收集、核實(shí)仍然不可替代，測繪人員通常利用手持GPS進(jìn)行精確地面測量。因此，發(fā)達(dá)國家都將高精度的地面測量作為重要保密內(nèi)容并禁止外國人進(jìn)行精確測量[22]。手持GPS、具有精確測量定位功能的可穿戴設(shè)備，一旦為基于軍事目的的外國人用于“來華非法測繪”，獲取我國重要地理信息并實(shí)時(shí)傳輸境外，將直接危害國家安全。

隨著無人機(jī)設(shè)備越來越小型化和價(jià)格更加低廉，無人機(jī)開始在大地測量、航空攝影、農(nóng)業(yè)遙感、應(yīng)急救災(zāi)等專業(yè)領(lǐng)域大顯身手。很多使用者在不具備測繪資質(zhì)且未申請臨時(shí)空域的情況下，有意無意地進(jìn)行測繪活動，涉嫌非法測繪?！吨腥A人民共和國測繪法》[23]明確規(guī)定，使用測繪型無人機(jī)必須取得相關(guān)資質(zhì)，每次使用起飛前，必須進(jìn)行審批、報(bào)告，向空管部門和測繪主管部門報(bào)告飛行區(qū)域、高度、經(jīng)緯度。如果非法使用無人機(jī)測繪涉及到國家秘密泄露，還會受到保密等相關(guān)部門的依法懲處。

涉密測繪成果監(jiān)管手段單一

針對涉密測繪成果監(jiān)管，我國相繼出臺了《測繪地理信息管理工作國家秘密范圍的規(guī)定》、《基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定》(試行)、《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》、《公開地圖內(nèi)容表示補(bǔ)充規(guī)定》(試行)、《遙感影像公開使用管理規(guī)定》(試行)和《對外提供我國涉密測繪成果審批程序規(guī)定》等[24-28]有關(guān)地理信息安全保密的法律法規(guī)[29]。這一類法律法規(guī)主要明確了哪些地理信息是涉密或不能公開的，屬于事前監(jiān)管[30]，手段較為單一。

隨著地理信息行業(yè)的大發(fā)展大繁榮，現(xiàn)有的事前監(jiān)管手段存在測繪成果秘密范圍過寬、秘密等級過高等阻礙地理數(shù)據(jù)共享利用的弊端。因此，亟需采取多種手段進(jìn)行全流程、動態(tài)、統(tǒng)籌的監(jiān)管，在維護(hù)國家地理信息安全的同時(shí)，促進(jìn)地理信息服務(wù)和應(yīng)用產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)力量薄弱

地理信息系統(tǒng)[31](Geographic Information System ，GIS)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)主要包括網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品與服務(wù)、等級保護(hù)體系建設(shè)和安全運(yùn)維管理等方面。目前，地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)力量較為薄弱，主要表現(xiàn)在缺乏針對地理信息系統(tǒng)的專用網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃，人力、財(cái)力支持程度不足，未建立基于密碼的安全保護(hù)體系，過度依賴網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和系統(tǒng)，安全運(yùn)維功能單一等。

《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》[32]規(guī)定，國家對公共通信和信息服務(wù)、能源、交通、水利、金融、公共服務(wù)、電子政務(wù)等重要行業(yè)和領(lǐng)域，以及其他一旦遭到破壞、喪失功能或者數(shù)據(jù)泄露，可能嚴(yán)重危害國家安全、國計(jì)民生、公共利益的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，必須在網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)制度的基礎(chǔ)上，實(shí)行重點(diǎn)保護(hù)。地理信息系統(tǒng)建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)專用網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃，加大人力、財(cái)力投入力度，建立起基于密碼的地理信息安全保護(hù)體系。同時(shí)，應(yīng)高度重視地理信息服務(wù)安全運(yùn)維工作，建立高效、科學(xué)的安全運(yùn)維管理體系，形成一體化安全運(yùn)維和管理機(jī)制。

結(jié) 語

地理信息已經(jīng)滲透到國家重大決策、航空航天、外交斗爭、導(dǎo)航定位、國土規(guī)劃、公安指揮、資源管理、交通物流、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)等生產(chǎn)生活和社會管理的方方方面，對于維護(hù)國土安全、空間安全、海洋權(quán)益，推動國防事業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。作為國家安全的重要組成部分，地理信息安全與保密比以往任何時(shí)候都顯得更加重要，需要引起人們的高度重視。

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