前言

网络空间是继陆、海、空、天之后的第五维空间。DDoS、APT等方式的网络安全事件、数据泄露日益增多，黑客、有组织犯罪团体等可谓无处不在，网络安全问题日益突出。西方国家在20世纪90年代就提出了网络战的概念，网络空间安全技术正向更大覆盖面、更高速率、更广应用的方向发展，网络空间安全的战略地位日益突出，成为支撑国家安全的重要基础之一。

人工智能从本质上看是一种理念，指的是通过加载智能算法、程序、模型的机器实体来模拟、延伸和扩展人类的五官和肢体能力，打破人类在生理、心理等方面的局限，在一些重、难、险、害等环境中替代或辅助人类工作。从1942年提出的“机器人三定律”开始，经过机器人、模式识别、专家系统等发展阶段，尤其是2012年以来，人工智能在海量数据的加持下，模型、算法、算力的理论、技术等得到了快速发展和突破，数据分析、知识提取、智能决策等优势明显，已经成为当前最热门、最前沿的技术。2020—2022年，人工智能连续3年出现在政府工作报告中，人工智能在国内快速发展，未来与各行业的紧密融合和应用落地将成为发展常态。在网络空间领域，越来越多的攻击者（攻击端）利用人工智能技术有效躲避、绕过防御端的检测发动智能攻击，防御端也运用人工智能技术预测、防范、应对各类动态多变、复杂交织的网络安全风险和攻击，攻击端和防御端形成了一种长期的智能、动态、实时的博弈，因此将人工智能技术应用到网络安全领域是未来网络空间安全发展的重要方向。

本书面向国家重大战略需求，全面梳理人工智能网络安全技术特点，提出面向未来的智能网络安全体系，从网络攻击和网络防御两个维度，分别研究了人工智能在网络空间中的物理层、接入层、系统层、网络层、应用层、管理层的具体安全技术，基于这些智能技术，对当前的主流人工智能网络安全产品进行了系统总结和归纳，不仅论述了人工智能在网络空间中的攻防应用，也详尽剖析了其在关键基础设施领域中的安全应用，且在分析人工智能的风险、局限性等的基础上，提出了对人工智能的哲学思考与安全治理路径。全书分为6篇，共13章。

第1篇（第1、2章）为导论篇。本篇围绕人工智能和网络空间安全，重点介绍两者的历史演进过程，国内外相关政策、市场、技术、产业等的发展现状，同时解析相关概念和内涵，分析人工智能与创新技术的融合情况。

第2篇（第3、4章）为体系篇。本篇从智能安全框架入手，梳理国内外智能安全标准，结合现有研究给出智能网络安全的架构和技术体系。

第3篇（第5、6章）为攻击篇。本篇首先以攻击者的视角研究传统网络攻击技术的工作机理和优劣势，进而构建物理层、接入层、系统层、网络层、应用层、管理层的智能网络攻击技术体系，详尽论述所涉及的技术实现原理；最后给出对抗人工智能的攻击方法，为防御端更好地防御奠定基础，做到知己知彼，防患于未然。

第4篇（第7、8章）为防御篇。本篇的结构与攻击篇类似，在掌握现有传统和智能攻击技术的基础上，首先研究传统网络防御技术的工作机理和优劣势；进而构建物理层、接入层、系统层、网络层、应用层、管理层的智能网络防御技术体系，详尽论述所涉及的技术实现原理；最后给出对抗人工智能的防御方法，虽然防御总是滞后于攻击，但也可借助人工智能实现主动、全局、系统化的防御。

第5篇（第9～11章）为应用篇。本篇构建人工智能基础产品和人工智能网络安全产品体系，对人工智能在网络空间中的攻击和防御应用进行分析，结合具体场景，全面研究人工智能在政务、能源、交通、金融、医疗、教育等关键基础设施领域的安全应用。

第6篇（第12、13章）为思考篇。本篇解读人工智能带来的各种问题，主要包括当前网络空间存在的安全风险挑战、人工智能的局限性、人工智能网络攻击和网络防御的局限性、人工智能本身的安全性和衍生安全性，给出一些对人工智能的哲学思考和对人工智能安全治理路径的探讨。

全书由申志伟进行顶层设计、模式编排、系统论证和组织编写，负责第2篇、第6篇、其他篇部分内容的编写，以及全书的调整、优化、完善工作；张尼负责总体指导；王翔负责第4篇的主体内容编写；朱肖曼负责第1篇、第5篇的主体内容编写，于运涛提供了这部分的相关素材；张弛负责第3篇的主体内容编写，张大松提供了这部分的相关素材；郭烁、李玲负责校对工作。

本书从构思到出版历时3年，可以说是全体作者历经波折、不懈坚持、团结一致的结果。2019年10月，我们在研究中发现人工智能和网络安全虽然都属于快速发展的技术领域，已有大量的论文、专利、标准和报告等，但基本放在具体的应用场景和研究点上，缺乏将两者相结合的全面系统研究，当时市场上也没有这方面的图书，因此初步构思了本书的总体框架，并着手编写了第1篇的部分内容，计划2020年完成出版。2020年上半年，编写团队成员忙于各自的项目工程，本书的编写几乎处于停滞状态，同时人工智能与网络安全相结合内容的图书陆续出版，为了避免重复，我们终止了本书的出版计划。但2021年，在电子工业出版社首席策划编辑李树林的指导下，我们认真阅读了同类图书，并重新思考、设计了本书架构，在和出版社达成共识后，组织了全新的编写团队，克服工作和编写中的重重困难，充分利用业余和节假时间，在2022年3月底顺利完成了初稿，之后又进行不断完善，得以正式出版。

非常感谢邬贺铨院士在为《卫星互联网——构建天地一体化网络新时代》作序之后，又在百忙之中拨冗为本书作序，同时给出非常中肯又极具价值的指导意见，这对于我们的努力是极大的鼓励与肯定，也为我们指出了未来进步的方向。

本书在编写过程中，得到了电子六所副所长丰大军博士、人工智能安全专家淮晓永博士给予的指导和宝贵建议，在此表示由衷的感谢。除此之外，我们还查阅和参考了大量相关政策、现状、应用等的报道，以及相关研究者的阶段性想法和成果、技术性文章等，在这里对相关作者一并表示感谢。最后，再次感谢电子工业出版社首席策划编辑李树林，没有他的坚持，本书就不会与广大读者见面；同时，在他的积极申报下，《卫星互联网——构建天地一体化网络新时代》荣获“‘十四五’时期国家重点出版物出版专项规划项目”。

本书是我们对人工智能应用于网络安全领域的研究、实践和思考，部分技术是受到一些研究者的启发后加工提炼而成的，并没有进行具体的算法推演，这也为我们未来的工作指明了方向，其他部分的分析、归纳、总结也难免有欠周全之处，敬请读者谅解，并给予宝贵意见。

编著者

2022年9月10日