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电子政务中政府云计算战略研究
来源:一起赢论文网     日期:2015-09-15     浏览数:1103     【 字体:

*王鹏** 陈涛华中科技大学公共管理学院 湖北武汉 430074摘 要:关键词:概述了云计算的发展历程和基本定义,阐述了世界各国政府的云计算发展战略;分析了将云计算运用于电子政务的战略意义及其带给电子政务的经济效益;论述了电子政务系统在向云端迁移过程中可能出现的数字鸿沟加剧、数据主权失控和系统安全等风险。电子政务;云计算;政府云;政务云;智慧城市;信息安全学术篇* 基金项目:国家自然科学基金课题“电子政务环境下信息技术外包的风险治理模型研究”(项目批准号70801031)支持。**通讯作者    收稿日期:2012-05-25在信息化时代,电子政务能有效提升政府的行政效率和行政能力,因而受到国内外各级政府的重视和推崇,世界各国都把电子政务作为一项改进传统政府工作的重要举措而不遗余力地推进。中国电子政务从开始部署实施以来,经过稳步发展,现在已进入快速发展阶段,并在不断探索促进电子政务发展的新模式和新方法,以推进电子政务的深入发展。云计算这一概念自诞生以来就以其按需索取的服务模式受到世界各国的关注,如何将其有效应用于电子政务领域已经成为电子政务研究的新方向。一、政府云计算综述(一)云计算综述现代计算技术经历了大型机、小型机、集群计算、网格计算等历程,目前云计算被认为是网络计算转型的下一个趋势,因为它能使计算变得有求必应。[1]云计算技术颠覆了传统计算理论并改变了传统运行模式——数据存储和软件运行都分散于本地设备,诸如台式电脑或者本地服务器,相反,应用程序和数据中心被移到共享的数据中心[2],即是我们称作的“云”,一种能进行远程数据存储和数据运算的强大计算平台。目前对于云计算还没有一种公认的定义,其中被引用最广泛的是美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义:云计算是一种可以方便按需使用的共享计算资源池(例如网络、服务器、存储、应用以及服务等),并且可以较小的管理成本或与服务商的互动迅速提供和释放计算资源的运行模式。这个定义由五个特征构成:①作为一种按需索取的服务,用户可以在需求变动的情况下单方面使用计算能力;②云服务能通过宽带网络和标准协议支持不同的客户端和用户设备;③资源通过池化满足多用户对物理和虚拟资源的需求,包括存储、处理、网络带宽以及虚拟设备等;④可快速和弹性提供计算资源以满足用户需要的资源高低峰;⑤使用的这些服务能通过单位进行计量(例如存储、处理和带宽),并在此基础上对服务进行付费。(二)政府云计算的发展现状云计算以其按需索取、快速弹性的服务模式吸引了世界各国和地区的眼球,包括中国在内的世界各国和82 电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期)王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究地区都开始将云计算纳入国家发展计划(参见表1)。美国联邦政府CIO委员会于201128颁布了《联邦政府云战略》,该战略旨在解决美国联邦政府电子政务基础设施使用率低、资源需求分散、系统重复建设严重、工程建设难于管理及建设周期过长等问题,以提高政府的公信力;韩国政府推出了《政府信息资源整合计划》,并计划在2014年以前完成《云计算全面振兴计划》;北京、中国香港、中国台湾等城市在内的多数国内一线城市也发布了云计算实施计划,开始将云计算应用于电子政务。1 各国和地区政府云计算实施计划国家或地区云计算发展计划主要内容美国联邦政府云战略-开通联邦apps.gov官方网站,整合商业、社交媒体、生产力应用与云端IT服务-建立联邦云计算示范工程(20102011-联邦政府大规模采购云计算服务(2012—)英国数字英国报告-建立统一的政府云,服务于电子政务运行德国云计算行动计划-建立安全可靠的法律框架和标准,为开展国际合作建立统一的云计算服务标准和框架-利用云计算推进行政管理过程标准化,减少行政成本,提高效率日本云计算与日本竞争力研究-已于2010年初设立云计算特区,广泛吸引国内外企业构筑国内最大功能的数据库-拟在2015年前建立一个大规模的云计算基础设施,该云计算基础设施建成后,所有政府的IT应用全部通过该平台实现新加坡电子政府2015-推出新加坡首个访问政府公开数据的一站式门户网站及一站式移动政府客户端等政府信息平台-建立政府私有云(G-Cloud),在中国建设“国际离岸云计算特别管理区”韩国政府信息资源整合计划-2012年以前将全国1600余个政府网站进行整合,数量削减一半,政府信息资源运营预算减少4200亿韩元-使云计算在教育、气象与邮政业务领域起到主导作用,在数字广播、智能手机、智能工作等领域引导企业市场,积极推广企业最佳云计算应用案例中国北京“祥云工程”行动计划-通过建设中国云计算中心服务于电子政务,在“云计算”的三类典型服务——基础设施服务、平台服务及软件服务形成500亿元产业规模,在电子政务、重点行业应用、互联网服务、电子商务等主要应用方向上实施一批不同层次和功能的云计算重大工程中国香港-政府逐渐增加通过云计算来实现电子服务和信息传递的模式,提高政府IT系统的运营效率、服务质量并减少系统完成所需的时间、精力和风险根据IDC中国2011年发布的《中国政府行业IT解决方案市场20112015年预测与分析》报告显示,未来五年是中国电子政务的整合发展期,政府部门在转型过程中将减少行政层级,将管理重心下移,这使得基层政府部门需要更加充足的电子政务资源;同时,信息技术的发展推动云计算技术的不断发展,云计算自身具备的高性能、低成本、高可靠性等特点将使其成为政府部门应对IT挑战的利器。两个方面的共同推动将使中国电子政务的“云化”成为必然趋势。电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期) 83二、政府云计算的战略意义(一)云计算促进信息共享与平台整合随着电子政务的不断发展,越来越多的政务系统被投入使用,电子政务在政府公务过程中已经占有越来越重要的地位,政府在使用政务系统的过程中需要存储和处理的数据越来越多,而传统的部门层级和区位理论使得不同部门不同地方政府的数据标准不统一、不准确、不完整,重复建设和重复录入[3]的情况大量存在。在传统电子政务的运行过程中,由于政府部门之间的相互独立、信息不共享以及业务流程和应用相脱节等问题,会形成彼此之间相互闭塞的信息孤岛(参见图1)。电子政务的发展需要消除信息孤岛,政府机构之间需要互联互通、资源共享,最终实现网上政务协同,使社会大众真正享受到一站式办公服务,政府与民众之间也亟需加强信息沟通,社会信息资源需要公开,政府公共信息需要透明。同时,新公共管理运动的兴起促使政府跨部门的合作模式产生,政府云服务能满足跨部门合作模式的需要,通过建立政府云计算中心,对政府部门的所有数据进行集中存储并能很好地解决信息孤岛问题(参见图2)。政府云计算中心的建立可以降低政府部门信息共享的成本,提高信息共享的效率。传统的分散式数据存储模式导致政府部门之间的数据相互闭塞,数据共享十分图1 传统电子政务过程数据中心模式图2 政府云计算数据中心数据共享模式困难,在云计算模式中,用户可以将用户端的设备和技术精简到最低限度,充分利用云计算中心提供的硬件和软件,以最小的成本获取自己所需的信息,从而降低共享成本[4]。政府云计算中心的建立可使数据集中存储,有助于降低各部门进行单独数据存储的安全风险。政府数据的安全要求一般较高,在传统分散式的数据存储方式中各台计算机都必须具备极高的安全性是不大现实的,而政府云计算中心则可以通过专业数据管理团队在云端对数据进行统一的安全管理,能很好地解决这一问题。数据集中存储还有利于提高政府部门的数据存储能力。随着信息技术和网络带宽的不断发展,政府部门需要存储和处理的数据量和数据规模也日益加大,政府云计算中心为用户提供了几乎无限的存储空间,使政府数据的大量、长期存储成为可能。政府云计算中心的建立还可以减少数据的重复录入,节省存储资源。分散式的数据存储方式使各部门之间的数据都分散录入,数据存储和录入相互独立,导致数据重复录入经常发生,存储资源浪费严重。政府云计算中心的建立可以使传统的分散式数据录入方式转变为集中录入,减少数据的重复录入和存储资源的浪费。(二)云计算基础设施有利于智慧城市建设随着现代信息通信技术的发展和城市化进程的加王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究84 电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期)速,城市在社会发展中的主体地位凸显,智慧城市作为城市治理领域的一种新途径已被世界上许多国家和地区所接受,并开始逐步推进“智慧城市”建设的发展战略[5]。智慧城市是以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体,多个应用系统之间存在信息共享、交互的需求。各个不同的应用系统需要共同抽取数据进行计算和呈现综合结果,如此众多复杂的系统需要强大的信息处理中心进行信息处理。借助政府云平台的虚拟化基础结构,可以对资源进行有效的切割、调配和整合,实现效能最优化。有了云计算的基础设施作为支持,可以实现平台的统一和高效能,从而可以直接在高层次进行智慧城市建设,使云计算基础设施助力于智慧城市建设。(三)云计算有利于社会管理效率提升作为一种电子政务的新型技术,云计算有利于提高现代民主社会的透明度。在美国首席信息官昆德拉看来,云平台是一个政府使数据大众化以及在全社会共享数据的理想平台。通过数据的共享,利益相关者们能够追踪整个政策过程并对政策规划作出贡献,从而提高公共部门的协商能力,使整个管理过程能变得更加透明和更具包容性。通过云计算还能提高政府部门的创新能力,在追求效率的过程中也简化了很多政府电脑化运作的操作。云计算平台的协同特征如果能被充分理解执行,就能促进政府部门之间的合作与协作,而这也可能形成一种创新能力的新来源。云计算将使政府更加高效、灵活和富于创新。技术创新可以改变政府部门的运作和管理模式,以高效、便捷的服务带给公民良好的用户体验。云计算平台可以整合信息资源,形成全面覆盖、高效灵敏的社会管理信息网络,增强社会的综合治理能力。云计算平台能满足政府部门职能转变过程中政务流程变更的需要,有助于提高政府的运行效率,以更快地响应公众的需求。三、政府云计算的经济学效应云计算改变了关于计算和存储的基本经济理论,通过计算资源的规模效应可使电子政务数据中心的运营成本显著降低。云计算全部的经济前景取决于其真正能达到的规模以及能否进行超越传统政治和经济界限的全球性服务。各国和地区在发展电子政务的过程中,普遍存在着许多分散的满足不同部门特定需求的数据中心重复储存着同样数据的现象,此外,服务器的利用率极低,有时甚至低至7%。为了满足偶然的大量需求进行慷慨投入的结果必然产生大量的资源未被利用。通过云服务,政府可以对数据进行集中存储以有效利用存储空间来解决这些问题。根据I D C中国的《中国政府行业I T解决方案市场20112015年预测与分析》报告显示,2011年中国政府行业IT市场规模达到623.8亿元,到2015年则将增至881亿元,2010年至2015年的复合增长率为9%。云计算产生的经济效益如果能在电子政务过程中有效体现,其带来的收益无疑是十分巨大的。(一)政府云计算的硬件效益电子政务的深入发展和应用对电子政务系统的可靠性提出了更高要求,为此,政府部门的基础设施支出巨大,业界普遍通过设备采购以保证各项业务峰值为依据,导致用户往往采购设备过量。而在电子政务系统的实际运行过程中,设备负载普遍较低,通常仅在20%左右;特别是在低负载时段,服务器的负载率更低,长期的低负载率造成了大量资源的浪费和能源的无谓损耗。王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期) 85云计算以其需求导向的服务和计费模式使政府部门对基础设施的使用随需而变。同时,政府云计算中心可以通过业务/资源调度管理实现资源的多租户应用,从而有效提高基础设施的负载率。在典型应用中,采用节能技术的云计算数据中心可以将资源负载提高到80%,除去资源调度过程中的损耗,可以将资源的有效负载提高两倍。当前中国的服务器保有量在200余万台,如果能够较为普遍地采用云计算节能技术,则可以降低65%左右的能源损耗[6]。如图3所示,资源容量为政府部门应付业务峰值需准备的计算资源,而实际的计算需求会随时间不同表现为高低起伏的曲线,图中阴影部分即为使用云计算后所节省的计算资源。图3 电子政务向云端迁移的硬件效益图4 传统电子政务模式与云计算模式成本比较大,集中政府的计算需求能产生显著的规模经济。规模化的电子政务服务模式不仅可以降低运维资源运营费用,也可以减少电子政务业务系统产生的资源浪费。当计算资源被集中后,计算资源的分时共享或者分区共享使得同样的资源可以发挥更大的作用,加上迅捷的沟通方式和智能化的资源调配,整个电子政务业务系统的运行过程可以极大地降低人力投入。在传统电子政务服务模式中,单位计算成本会随着计算需求规模的增加而增加,计算量的增加意味着需要付出更多的代价进行资源的调度和使用;而在按需付费的云计算模式中,用户的单位成本是恒定的,用户只需要为单位计算资源付出对应的费用。另外,在传统电子政务模式中,政府部门必须在前期使用大量资金进行基础设施的一次性投资,从而产生了大量沉没成本(参见图4)。(三)运维长尾效应的消除所谓长尾效应是指所有非主流的需求累加起来就会形成一个比主流需求还大的市场,这些少量的需求会在需求曲线上面形成一条长长的“尾巴”,在一个较长的时间周期里,会实现小众的极大数量。中国电子政务工作的重点已从大规模的系统建设阶段转向以深化应用、提升应用效益为主要特征的运行维护阶段,运行维护的重要性一点不亚于建设的重要性,甚至其重要性更高。为了更好地发挥电子政务的效益,用好电子政务非常关王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究(二)政务云的规模效应在一个国家中,公共部门的信息系统往往非常庞86 电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期)键,而电子政务运维是用好电子政务的重要保障。如何维护日益增多的各类硬、软件设备,保证各种应用系统安全顺畅地运行,为用户提供良好的服务并及时解决用户的问题,这是当前中国电子政务运维过程中首先需要解决的问题。虽然电子政务运维过程相对于前期投入所需的资源较少,但电子政务运维是一个长周期过程,在长期的电子政务运行过程中,会形成电子政务运维的长尾效应(参见图5)。图5 运维长尾效应示意通过将电子政务流程向云端迁移,电子政务的基础设施全部由电子政务云计算中心提供,对这些基础设施的运行维护也都将在云端进行,政府部门不需再进行任何相关的运维工作,电子政务运行过程中的运维长尾效应也将消除。政府使用云服务最直接的目的在于通过云计算技术提高政府行政过程的效率。几乎所有的预测研究都表明,政府云服务能相当可观地控制政府在信息服务领域的预算。美国分析师预测政府通过将公共部门的运转移动至云端每年可节省65%85%的政府信息通信服务方面的预算[7]。通过云服务的经济学效应,可以很大程度地降低政府部门传统电子政务过程的总体成本。四、电子政务系统在向云端迁移过程中的风险根据IBM的一项调查显示,阻碍用户迁移到云端最重要的原因是出于对数据安全性和私密性的担忧[8]IDC中国曾经对244IT部门主管或CIO进行过访问,了解他们对于企业内部署云计算的看法,其结果显示安全性以74.6%的关注率排在第一位,成为他们最关心的问题。从科学哲学角度来说,新技术的发展往往既有所得又有所失,一方面,云计算技术的高效率和低投入是以失去基础设施所有权为代价的。在传统的电子政务过程中,IT服务外包商只提供网络架构和网络,而包括服务器、防火墙、软件和存储设备等都由政府部门自行负责,用户对所有的物理设备和软件系统有完全的控制权,不论是不顾成本自建数据中心还是租用机房,通过物理隔离的方式都可以避免未授权用户接触到自己的服务器和数据;而在云计算环境下,政府部门自身的数据都被存放在云数据中心,而云本身的构架对于用户又是不透明的,从而会产生一种不信任的心理。因此,这不仅仅是一个单纯的技术问题,还涉及到诚信、法律法规等多方面的社会因素。(一)新技术发展产生的新数字鸿沟根据联合国人权发展报告,工业化国家只占15%的世界人口,却占整个因特网用户的88%;南亚国家占世界人口的1/5,而可以上网的人少于1%;非洲拥有7.3亿人口,却只有1400万根电话线,且主要集中在非洲6个国家。中国东西部地区经济发展不平衡,从而导致东部地区信息化程度远高于西部地区,东部地区的信息服务业发展较快,成为“信息富区”;而西部地区由于人均收入较低,人们受教育程度低,在信息技术掌握和运用方面与东部地区形成明显差异,成为“信息贫区”,从而严重制约了西部地区信息服务业的发展[9]。由于云计算是一种基于需求的远程访问服务,必须王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期) 87克服其由于区位原因产生的问题:以全球范围或者以一个国家的视角,不同国家或地区可能进行的采购服务水平与经济发展水平相关,那些有适当网络基础设施的国家和地区的政府能通过访问“云”使用最新的计算技术;而那些由于带宽等原因不能使用云服务的国家和地区,会与发达国家和地区之间的数字鸿沟越来越深。政府在电子政务过程中不断采用新技术以提高电子政务效率,其初衷是通过电子政务提高政府的行政能力而不仅仅只有行政效率,如果为了追求行政效率而忽视了新技术发展可能带来的公平问题,则很可能造成政府的缺位。(二)云计算引出的数据主权问题由于云计算具有集中化存储、虚拟化、无国界化的特性,云计算中心高效率的数据存储和计算是以丧失数据主权为代价的。在一个云环境中,用户消耗的资产和信息处理能力都是虚拟的,基础设施的真正所有权并不归用户所有,这使得用户对数据的有效控制手段大为减少,用户能够很方便地使用计算和存储资源。而用户如果想知道数据的运算和存储具体是在哪里进行的,则变得十分困难。在欧洲最近的一项调查中显示,绝大部分用户都表示会担心“自己不再是数据的拥有者”[10]。如果采用“云”储存,数据就存储到了别处,用户就不是那个真正处理数据的人了,用户在云计算实际的使用过程中可能由数据的拥有者变成数据的使用者。虽然在个人领域这一转变的影响可能很小,但在电子政务领域,由于有大量数据可能涉及敏感内容需要保密,这种转变带来的安全风险无疑是十分巨大的。另外,在全球化时代,由于云计算的无国界化,可能产生某一国家或地区的数据被存储在另一国家或地区云计算中心的情况,计算数据可以通过互联网进行存储和交付。由于数据是无法具体掌控的,而每个国家和地区又都有自己的法律和管理要求,一旦产生法律问题,是按照数据所有国还是数据所在国的法律进行处理则变得十分复杂。因此,在20103月的欧洲议会上,欧洲各国网络法律专家和领导人曾呼吁制定一个关于数据保护的全球协议,以解决云计算的数据安全弱点[11]。由于各国在安全标准、隐私策略等方面未达成一致意见,目前还没有一个全球范围内通用的云安全协议,云计算带来的数据主权问题还面临挑战。(三)云计算中心的安全风险云计算的核心理念之一便是资源池化,虽然通过将计算资源集中使计算资源可以按需索取,但在集中数据资源的同时,也集中了云计算中心可能的安全风险。在一个集中的数据中心存储大量政府数据的风险是十分巨大的,业务的可用和连续性、数据的被套牢、数据的保密及审查、数据转换存在的瓶颈、性能的不可预测性、存储的可扩展性、大型分布式系统的病毒、快速扩展性、共享的权威性和软件的使用许可证等问题[12],被认为是云计算中心面临的十大最主要安全风险。这些风险在一定程度上是不可避免的,政府在决定使用云计算时也应该明确使用统一数据中心带来的安全风险,因为一旦数据中心出现问题,影响的可能不是一台主机、一个部门,而很可能是一个地区或者整个国家的政务数据,其带来的损失无疑是十分巨大的。因此,政府在使用云计算实现电子政务的过程中,一定要对可能遇到的安全风险做好充分的准备。五、结语在云计算的推动下,电子政务能在广度上实现跨部门的合作,保证信息的有效和充分共享,在深度上能实现从软件资源到基础设施资源等一切资源的共享。同时,云计算所带来的经济学效应及其战略意义能有效满王鹏 陈涛·电子政务中政府云计算战略研究88 电子政务 E-GOVERNMENT 2012年第10期(总第118期)足电子政务发展的需求,促进电子政务的发展。而看到云计算给电子政务带来诸多效益的同时,也应该注意到云计算可能带来的风险。面对云计算给电子政务带来的诸多风险,一方面应该从技术层面不断深化云计算的研究,缓解云计算这一技术本身带来的安全问题;另一方面应该从经济和政策法规层面出发,及时制定相应的政策法规,为云计算技术在电子政务中的应用提供有效的支持。参考文献:[1]Jaeger P T, Lin J, Grimes J M. 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