GBT 47689-2026 网络安全技术 嵌入式操作系统安全技术规范标准立项发展报告

网络安全技术嵌入式操作系统安全技术规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationSecurityTechnology—SecurityTechnicalSpecificationforEmbeddedOperatingSystems摘要随着物联网、工业控制、智能终端及关键信息基础设施的规模化部署，嵌入式操作系统作为各类数字化系统的核心基础软件，其安全性直接关系到国家安全、经济社会稳定和公民个人信息安全。当前，嵌入式操作系统面临固件逆向、权限提升、供应链投毒、侧信道攻击等多维安全威胁，而我国在该领域尚无统一的国家级安全技术标准，相关产品研发、测试评估和合规监管缺乏权威依据。本报告基于标准立项的背景与必要性，系统梳理了国内外嵌入式操作系统安全标准的现状与差异，明确了本标准的适用范围、主要技术内容和编制原则，提出标准的核心架构涵盖安全功能要求、安全保障要求及安全测试评价方法三大维度，并阐述了主要起草单位的业务基础与协作机制。本标准的制定与实施将填补我国嵌入式操作系统安全领域的国家标准空白，为产品研发、系统集成和安全监管提供统一技术依据，预期将在关键基础设施保护、物联网安全治理及信创产业链成熟等方面发挥重要支撑作用。关键词：嵌入式操作系统；网络安全技术；安全技术规范；信息安全标准；物联网安全；等级保护一、引言1.1研究背景嵌入式操作系统是运行在嵌入式设备上的系统软件，负责管理硬件资源、调度任务并为上层应用提供运行环境，广泛存在于工业控制系统、智能汽车、医疗设备、航空航天、智能家居、可穿戴设备及各类物联网终端之中。与通用操作系统相比，嵌入式操作系统通常受限于计算资源、内存容量和功耗约束，且多采用实时调度策略，其安全机制的设计与实现具有显著的独特性。近年来，针对嵌入式系统的网络攻击呈现出高度组织化、复杂化和产业化的趋势。从攻击对象来看，涉及工控主机、路由器、摄像头、车载终端、医疗器械等；从攻击方式来看，包括固件逆向分析、调试接口滥用、签名绕过、缓冲区溢出、命令注入以及针对实时操作系统的任务劫持等。2023年以来，多起APT组织攻击活动均涉及嵌入式设备的初始入侵或横向移动。1.2编制必要性（一）填补标准空白，完善网络安全标准体系我国已发布GB/T20272《信息安全技术操作系统安全技术要求》、GB/T22239《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》等通用标准，适用于常规服务器和桌面操作系统。然而，嵌入式操作系统在多任务调度机制、中断处理、内存管理、外设驱动及通信协议栈等方面存在显著差异，通用标准难以直接覆盖其安全需求。专门针对嵌入式操作系统的国家标准长期处于空白状态，亟需立项编制。（二）应对新型安全威胁的现实需要嵌入式系统面临的侧信道分析、物理攻击、异常固件注入及伪终端接入等风险，在传统通用标准中均缺乏明确的安全要求和检测方法。由于嵌入式设备的长时间在线运行、难以频繁升级、多样化部署环境等特点，其安全事件的影响范围和持续时间往往更为严重。（三）支撑网络强国和信创战略实施自主可控的嵌入式操作系统是国产基础软硬件体系的重要组成部分。近年来，国内涌现出多个面向航空航天、轨道交通、电力监控等领域的国产嵌入式实时操作系统产品，但由于缺少统一安全标准，产品安全能力参差不齐，用户选型和行业监管缺乏依据。二、标准立项背景与编制过程2.1国内外标准现状在国际标准化领域，国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）已发布ISO/IEC11889（可信平台模块相关标准）及ISO/IEC15408（信息技术安全评估准则，CC标准），从通用安全功能与保障层面为嵌入式操作系统的安全评估提供了框架性参考。国际电工委员会（IEC）在功能安全领域发布了IEC61508系列标准（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）。此外，欧洲电信标准化协会（ETSI）针对物联网安全发布了EN303645标准，为消费类物联网设备提出了基础安全要求。在国内标准化工作方面，全国信息安全标准化技术委员会（TC260）组织制定了多项涉及操作系统安全的国家标准，如GB/T20272-2019《信息安全技术操作系统安全技术要求》和GB/T28448-2019《信息安全技术网络安全等级保护测评要求》等。就嵌入式操作系统而言，已有的部分行业标准和团体标准覆盖了特定领域（如汽车电子、工控设备），但在术语体系、安全等级划分和测试方法上尚未形成统一的国家层面规范。本标准的编制旨在弥合上述缺口。2.2编制原则与技术路线本标准的编制遵循以下原则：-科学性：充分吸收国内外先进标准成果和最新安全研究成果，确保技术内容的科学性与前瞻性；-适用性：充分考虑嵌入式操作系统的资源约束和应用场景差异，确保标准的可实施性；-协调性：与GB/T22239、GB/T20272、GB/T18336（等同采用ISO/IEC15408）等现有标准有机衔接，避免交叉冲突；-自主性：立足我国网络安全国情和产业发展实际，体现自主可控要求。三、标准主要技术内容3.1标准的范围与定位本标准规定了嵌入式操作系统的安全功能要求、安全保障要求及安全测试评价方法，适用于嵌入式操作系统的设计、开发、测试、评估与选购，也可为嵌入式操作系统的安全运维提供参考。3.2术语与定义本章界定了嵌入式操作系统相关的核心术语，包括：嵌入式操作系统（embeddedoperatingsystem）、实时性（real-timecapability）、内核安全（kernelsecurity）、安全启动（secureboot）、可信执行环境（trustedexecutionenvironment）、固件安全（firmwaresecurity）、安全补丁管理（securitypatchmanagement）等，为标准的后续章节提供统一的语义基础。3.3嵌入式操作系统安全等级划分本标准参考GB/T20272的安全等级划分思路，结合嵌入式系统特点，将嵌入式操作系统的安全能力划分为基本安全级、增强安全级和可信安全级三个等级。各等级在安全功能覆盖范围、安全保障力度和抗渗透能力方面逐级增强，为用户按需选用提供依据。3.4安全功能要求（一）身份鉴别与访问控制要求嵌入式操作系统实现用户/进程级的身份标识与鉴别机制，支持基于角色的访问控制（RBAC）或强制访问控制（MAC），并满足最小权限原则。对于资源受限设备，允许采用轻量级鉴别机制，但需具备防暴力破解和重放攻击能力。（二）安全审计具备记录安全相关事件的能力，包括登录行为、权限变更、异常中断、配置修改等。审计日志应进行完整性保护和加密存储，防止被本地或远程篡改。在无外部存储条件下，应支持日志的远程同步。（三）内存保护与进程隔离针对嵌入式系统缺少MMU或少MMU的特征，要求提供内存区域访问保护、栈溢出检测、堆完整性校验能力；对于具备MMU的系统，应实现进程地址空间隔离与特权级隔离。（四）安全通信支持对通信数据的加密与完整性校验，具备抵御中间人攻击、重放攻击的能力，支持安全通信协议的安全配置。（五）安全启动与固件完整性验证建立从引导程序到操作系统内核、再到关键应用程序的分级可信链校验机制。使用公钥密码技术验证固件签名，阻止未授权固件的加载执行并支持防回滚机制。（六）安全更新与补丁管理支持安全补丁的鉴别、验证、可靠安装与失败回退机制，防止被降级或不完整更新导致系统异常。（七）异常监测与安全响应要求具备运行时的异常行为监测能力，包括：检测堆栈溢出、越权访问、非法系统调用及已知攻击特征，并具备预设安全响应机制（如任务终止、系统重启、告警上报等）。3.5安全保障要求安全保障要求覆盖开发生命周期管理，包括：开发过程安全、交付安全、文档安全、漏洞管理、配置管理等方面。此外，参考GB/T18336的保障分级思路，按安全等级提出了与之对应的保障要求级别。3.6安全测试与评价方法本章规定了针对嵌入式操作系统安全功能的测试方法及评价准则，包括：测试环境要求、测试工具要求、渗透测试方法、代码审计方法及安全功能符合性判定准则，为标准实施方与检测机构提供执行依据。四、主要起草单位与标准协作机制本标准由全国网络安全标准化技术委员会归口管理，主要由国内网络安全龙头企业主导起草。下文以其中一家主要起草单位为例进行介绍。北京奇虎科技有限公司（360集团）360集团是中国领先的网络安全企业，长期专注于互联网和物联网安全核心技术研发，在漏洞挖掘、APT检测、威胁情报和大数据安全分析方面具有深厚积累，是国家级网络安全保障的核心支撑力量之一。360集团设立了专门从事操作系统安全研究的实验室团队，在嵌入式系统安全分析、固件逆向、内核安全防护等领域沉淀了多项自主知识产权成果。公司积极参与国家和行业标准的编制工作，多次承担网络安全国家标准和行业标准的牵头研制任务，在安全技术标准化的组织协调与技术验证方面积累了丰富经验。在本标准的编制过程中，360集团承担了以下工作：（1）牵头起草标准的整体框架与技术内容；（2）组织多轮专家研讨会，邀请高校、科研院所、行业用户及相关企业共同参加；（3）开展针对典型嵌入式操作系统（包括开源的Linux衍生系统、国产RTOS）的安全功能验证实验；（4）收集整理各行业应用中的嵌入式安全需求，确保标准的适用性。同时，标准编制组由多家产学研用单位组成，覆盖了标准归口单位、科研机构、测评机构、设备制造商和用户单位，形成了“需求分析—技术研究—实验验证—标准编制”的一体化协同机制。五、标准实施预期与未来展望本标准的发布与实施，将在以下方面产生重要影响：（一）统一技术基线，提高产品安全水平为嵌入式操作系统的研制方提供明确的安全设计目标，引导厂商在需求分析阶段引入安全设计，在开发阶段落实安全编码规范，在测试阶段开展安全验证，全面提升产品的内在安全能力。（二）支持检测评估，促进产业良性发展为第三方检测机构和测评实验室提供统一依据与评价尺度，有助于建立公平、透明的市场准入机制。在等保合规、关键信息基础设施安全保护及专用设备安全审查中均可发挥支持作用。（三）助力关键行业与信创战略在电力、交通、石油石化等重要行业，以及国防科技装备与信创产品替代进程中，该标准将作为产品选型和验收的技术依据，支撑嵌入式操作系统国产化替代工程的安全性与可靠性验证。六、结论本标准编制组将充分吸纳社会各方意见，不断优化标准技术内容，致力于编制一份科学、适用、协调且具有前瞻性的国家标准，为我国网络安全保障体系建设提供有力支撑。标准的正式发布标志着我国在嵌入式操作系统安全标准化方向迈出关键一步，随着标准的影响力扩展和技术生态的进一步成熟