空间数据:它是什么?为何网络安全对其如此重要?

Chinese vistors walk on a aerial map of China's capital including the Olympic venues at the National Exhibition Centre in Beijing October 30, 2004: Spatial data underpins logistics, urban planning, disaster response and national security
Spatial data underpins logistics, urban planning, disaster response and national security.Image: REUTERS/Claro Cortes IV CC/FA
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  • 空间数据具有变革性和强大力量,是物流、城市规划、灾害应对和国家安全等关键系统的基础。

  • 空间数据面临的网络风险十分严峻,包括隐私泄露、GPS欺骗以及拒绝服务攻击等。

  • 通过治理、管理、情报和新兴技术,强有力的网络安全至关重要。

在当今世界,几乎一切都互相连接——我们的智能手机和汽车与家庭及周围的服务相连,而这一切的核心正是空间数据。

空间数据是精确定位地理位置的数字足迹。与其他数据不同,它是现代物流、城市规划、气候监测、精准农业、灾害管理和国家安全等关键应用中最有价值的信息类型。

这些敏感信息不仅揭示事物“在哪里”,还能回答相关问题,包括“何时”、“如何”、“谁”以及“为何”。它能揭示隐藏的规律、预测事件并披露各种关联。

那么,空间数据究竟如何改变我们的世界?其面临的网络安全风险是什么,我们又该如何加以缓解?

空间数据的变革力量

研究与咨询公司 Gartner 将空间计算列为最具影响力和变革性的新兴技术之一。空间数据已不再是静态地图,而是一个动态的智能层,正从根本上改变我们与物理世界的互动方式。

这一变革由多项卓越技术推动,包括先进传感器、全球定位系统、无人机、激光雷达(光探测与测距)这一遥感方法、物联网设备和5G网络,这些技术持续收集海量的实时位置数据。

这些原始位置数据随后借助云计算、大数据分析和人工智能(AI)进行处理;三者结合,为检测、预测和解读复杂的空间查询奠定了基础。

技术与先进计算的协同作用,催生了数字孪生等强大应用——即物理环境的虚拟复制体。

由LIDAR(激光雷达,即光探测与测距)系统生成的数字表面模型,可对世界贸易中心建筑残骸及周边区域进行非常精确的三维定位。在本案例中,三维模型有助于定位原始支撑结构、楼梯间、电梯井、地下室等。当这些数据与飞机拍摄的高分辨率航拍影像融合时,将生成相对精度约为三分米的非常精确的图像。Image: 路透社

网络安全对空间数据为何重要

1. 机密性泄露与隐私侵犯

世界经济论坛已广泛强调了日益增长的风险,它们会危及个人和企业的隐私。

未经授权访问位置数据,可能揭露个人的日常行踪、住址、工作地点或前往敏感场所的情况。在企业层面,它可能暴露高管的出行规律、关键资产或设施的位置,或关键供应链路线。

这可能导致有针对性的社会工程攻击、网络间谍活动、人身威胁,甚至是地缘政治层面的隐私侵犯。

2. 欺骗与操纵

比数据泄露或数据丢失更为严重的威胁,是对地理空间数据的恶意篡改,它可能欺骗关键系统和个人,并可能损害其完整性与准确性。

全球定位系统(GPS)欺骗便是一个典型例子:攻击者发送虚假卫星信号,诱使接收器计算出错误的位置。利用这一漏洞的后果十分严重,因为它可能误导飞机、船舶和自动驾驶车辆,从而可能导致灾难性后果。

因此,网络攻击可能波及所有依赖精确位置数据的行业和服务,从全球供应链到应急响应,无所不包。归根结底,这一威胁远不止服务中断,而是对公共安全构成直接且重大的风险。

3. 可用性攻击

针对空间数据可用性的网络攻击可能使现代运营陷入瘫痪。干扰GPS信号可能导致航班停飞、港口作业停摆、基于位置的应急服务失效,甚至更糟——整个网络被切断。

正如近期一篇论坛文章所强调的,一家航天机构因需遏制网络攻击入侵并保护其数据而中断运营长达三天。此类事件迫使该机构断开网络连接并暂停服务。

对于任何依赖地理位置数据的组织或服务而言,拒绝服务攻击都是对其核心运营的直接打击。

如何应对相关风险

1. 数据治理

数据是宝贵的资产,因此我们不能忽视空间信息的主权问题。监管机构必须针对地理位置数据的独特属性,制定稳健的控制措施和政策。此外,组织必须对其空间数据进行分类,认识到并非所有数据都具有相同的风险水平。

例如,零售门店的位置远不如关键基础设施的坐标或人员及物体的实时追踪那样敏感。归根结底,管理此类数据的专业人员需要接受专门培训,以理解空间数据的独特属性,并应用有针对性的网络安全最佳实践。

2. 数据管理

技术和系统如同数据的防护盾。它们使信息免受未经授权的访问、使用、更改或销毁,并为在数据生命周期的每个阶段执行安全政策提供必要基础。

一项基础性措施是采用强加密技术,同时保护数据在传输和存储过程中的安全。在此基础上,精细化的访问控制可确保只有经授权的人员才能查看、更改或分析敏感的空间数据。

此外,必须建立定期完整性检查、篡改检测和恢复计划等机制,以识别任何未经授权的改动,从而确保数据的准确性、可用性、完整性和可靠性。

3. 数据情报

威胁情报在将地理位置数据的安全保障从被动响应转变为基于证据的主动防御方面发挥着关键作用。它提供有关潜在攻击者及其所用手段的清晰、具体的信息,使组织能够更有效地预判和应对威胁。

这些知识有助于优先修补最关键的安全漏洞,利用已知预警信号更快地发现攻击,并制定更有针对性的安全政策。

保护空间数据的新兴趋势

  • AI:AI算法可以分析海量数据,识别可能表明复杂网络攻击的规律和异常情况,从而实现更快速、更主动的威胁检测。

  • 区块链:区块链因支撑加密货币而广为人知,后者提供去中心化且不可篡改的账本。这使得篡改空间信息变得极为困难,从而为交易及其他敏感信息提供高度的数据完整性。

  • 安全数据分析:差分隐私和数据脱敏等技术,使组织能够分析位置信息,而不会泄露个人、关键资产,也不会危及敏感数据。

在全球范围内,我们拥抱空间数据的力量,以构建更具创新性、高效且可持续的社会;稳健的网络安全措施之重要性怎么强调都不为过。

认识到与基于位置的信息相关的独特脆弱性,并积极实施强有力的安全措施,对于释放空间数据的全部潜力、同时守护我们的数字未来至关重要。

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