舒磊教授应邀作“智慧农业信息安全——另一种粮食生产安全保障”学术报告

5月28日,舒磊教授应IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica期刊(SCI, JCR Q1, I.F.:5.129)邀请,在“第13期自动化前沿热点讲堂”作“智慧农业信息安全——另一种粮食生产安全保障”的学术报告。

舒磊教授团队前期在IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica期刊(以下简称为IEEE/CAA JAS)发表了关于智慧农业发展模式、技术以及安全与隐私挑战State-of-the-Art的论文。该论文引起了相关领域研究者的广泛关注,并分别被IEEE/CAA JAS 期刊以及IEEE SPECTRUM报道。其中关于IEEE/CAA JAS 期刊的报道被置于该期刊的首页。

基于此,IEEE/CAA JAS 期刊邀请舒磊教授作此次的线上学术报告,同时在科创中国、科技工作者之家、腾讯会议、bilibili网站、小鹅通等平台同步直播。

 

以下为学术报告部分内容:

从20世纪起,世界人口就处于急速上升阶段。据联合国人口基金会预测,2050年世界人口将达到 90 亿之多。与此同时,耕地减少、自然灾害频发、疫情蔓延也对粮食生产安全有着显著的影响。在如此严苛的条件下,中国如何用仅占世界 9%的耕地与 6%的水资源,养活世界近 20%的人口?面对这样的问题,习近平总书记提出了“确保谷物基本自给、口粮绝对安全”的新粮食安全观,确立了“以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的国家战略。在2021年中央一号文件中也指出:“发展智慧农业,建立农业农村大数据体系,推动新一代信息技术与农业生产经营结合深度融合”。

智慧农业利用现代信息技术,实现农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务等功能,为农业生产无人化、智能化、自动化提供了保障。智慧农业是伴随着工业4.0而发展的,而在工业4.0中备受关注的信息安全问题在智慧农业中却没有得到相应的重视。

智慧农业作为农业未来的主要生产模式,其高度依赖可靠的农业物联网设备、通信策略和智能决策系统,是我国未来解决农业生产力不足、保障国家粮食生产安全的重要方式。但是,在中美博弈的时代背景下,我国的智慧农业信息安全面临更多挑战。

该报告从5个具体案例出发,围绕特有的农业设备和场景,讲述了GPS坐标欺骗、控制系统入侵、数据篡改、干扰数据质量这些攻击手段对智慧农业生产的影响及可能造成的严重后果,总结了信息安全在工业(城市)场景与农业场景上的区别。如表1所示:

表1

 

最后,舒磊教授从两个层面上提出了智慧农业信息安全展望。

  1. 技术层面上:
  • 现有的信息安全开源数据集都不是基于农业场景的。研究人员很难找到全面有效的农业信息安全数据集来测试和评估模型。因此,需要构建并共享智慧农业信息安全数据集,推动智慧农业信息安全的研究;
  • 现有的入侵检测系统不适用于网络异构、低采集频次、计算与存储能力有限和现场巡检难度大的农业生产场景。因此,需要挖掘农业场景下入侵检测系统的特征,构建符合入侵检测规则的模型。
  1. 战略层面上:
  • 智慧农业领域研究人员需高度重视信息安全问题;
  • 国内顶尖的涉农高校应及早地关注智慧农业信息安全领域,借鉴国内其他高校建设网络空间安全学院的经验,加强信息安全领域的人才队伍和学科建设,从而:
    • 推动信息安全与农业电气与自动化、农业人工智能、农业机械工程、植物表型组学等相关学科的交叉研究;
    • 为我国培养智慧农业信息安全领域的高级研究、技术人才。
    • 主流媒体加强对智慧农业信息安全相关案例和新闻的报道,培育全民粮食生产安全意识;
    • 国家应将智慧农业信息安全提升到国家发展战略规划中,确保智慧农业相关产业健康发展,在农业4.0中建立国际领先优势,从而保障我国的粮食生产安全。

    1. 报告直播/回放链接:

     

    1. 论文链接:

     

    1. 论文信息:

    Xing Yang, Lei Shu, Jianing Chen, Mohamed Amine Ferrag, Jun Wu, Edmond Nurellari and Kai Huang, “A Survey on Smart Agriculture: Development Modes, Technologies, and Security and Privacy Challenges,” IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 8, no. 2, pp. 273-302, Feb. 2021.