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內政部在今年提出「內政資訊服務韌性發展計畫」,展開關鍵民生系統的雲原生轉型,計畫將目前部署於虛擬機器(VM)環境的應用系統,逐步移轉至Kubernetes(K8s)容器環境。內政部資訊服務司司長黃國裕在2026年數位政府高峰會上,進一步揭露這項計畫的轉型時程、技術架構與實作策略。

政府自2021年開始推動重要為民服務系統的雲端化,初期選定29套服務系統,藉此提高服務效能與韌性。2024年時,數位發展部進一步聚焦18套關鍵民生系統的數位韌性,不只建立加密分持備份,還要讓這些關鍵民生系統的核心功能可以上公有雲運作,一旦發生大規模災害時,可以確保政府能維持社會運作的基本數位服務。這18套關鍵民生系統來自13個部會自行盤點選出,例如衛福部的健保系統、內政部移民署的入出境管理系統、交通部的車輛管理系統等。

相較於過去聚焦少數關鍵系統的公雲備援能力,內政部今年提出的「內政資訊服務韌性發展計畫」,要在未來五年進一步擴大雲原生轉型範圍,推動更多內政資訊系統採用雲地混合與容器化架構。

內政部資料中心維運了超過110套系統,包括了戶政、役政、地政及自然人憑證系統等。像是戶役政資訊系統串連了超過3000套系統,支援全國超過1500個機關的行政事務作業,一年提供的資料超過了46億筆。

另一套關鍵民生系統是地政整合系統,一年要處理多達300萬筆的不動產異動作業,若以每筆房地產平均市價800萬元來假設估算,300萬筆異動所對應的不動產價值規模約達24兆元。不論是戶役政系統、地政整合系統,一旦發生重大故障或服務中斷,都會對政府運作或民生經濟帶來重大影響。

為了提高這些內政資訊系統的韌性,內政部計畫在2027年到2028年時,建置一套雲地混合系統的容器基礎架構,並同步評估現有應用系統的容器化移轉需求。接著在2028年到2029年時,逐步將較高優先等級的系統轉移到容器基礎架構。2029年到2031年間則逐步移轉其他應用系統,並進一步精進容器基礎架構和管理機制。

不只將應用系統從虛擬機器移轉部署到容器環境,內政部也計畫重構部分已經使用多年的老舊系統,像是要重新打造新一代的地政整合系統,透過容器化、微服務等雲原生技術,強化系統的高可用性、災難復原及資源彈性調度能力,邁向地政服務不中斷的目標。

從災難備援走向主動免疫,政府系統韌性思維轉變

談到政府如何強化數位韌性,黃國裕先從維運思維的轉變談起。他表示,過去的系統備援思維聚焦的問題是「壞了怎麼辦」,而韌性思維則是思考「如何讓系統很難真的壞。」

系統壞了才啟動應變是事後反應的做法。備援思維習慣將系統狀態簡單劃分成「正常運作」和「災難模式」等兩種狀態,只要能切換到正常運作的備援系統,就視為解決了原有系統的故障問題。

但是,黃國裕指出,從韌性思維來看,系統故障是常態,系統運作過程中難免持續發生局部故障,重點不是等待故障發生後才應變,而是避免局部故障擴大影響範圍,並讓服務快速恢復。傳統備援主要關注RTO(復原時間目標)與RPO(復原點目標),分別衡量系統需要在多久時間內復原,以及可容忍多少資料損失。若要發展到主動免疫的韌性能力,除了RTO、RPO等災難復原指標,也需要建立可觀測性能力,並透過SLO(服務水準目標)持續衡量服務品質。

從被動修復到主動免疫的轉變,他強調,韌性是一道光譜,不是開關。過去,大部分政府系統採取的是事後切換備援點的災難復原思維,現在要逐漸往高可用光譜的右邊移動。

災難復原思維位於系統可用性光譜的最左邊,往右的下一步是具備多節點自動容錯的高可用性,接著是讓系統具備自我修復能力,可以自動偵測問題、隔離事故和重啟服務。光譜最右端則是朝具備主動免疫能力的韌性架構發展,透過混沌工程、持續演練等,主動注入或模擬故障,來驗證和優化系統抵抗故障的能力。

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黃國裕強調,韌性是一道光譜,不是開關。過去,大部分政府系統採取的是事後切換備援點的災難復原思維,現在要逐漸往高可用光譜的右邊移動。(資料來源:內政部)

混合雲、微服務與IaC三大技術,打造不同層次的韌性能力

提高數位韌性是內政部推動雲原生轉型的目標,但是只有將少數系統上公雲,還無法建立完善的數位韌性。黃國裕指出,三種雲原生特性,對應了三種韌性能力。採用多可用區和混合雲架構,來提高地理與供應商層級的容錯能力,降低地理位置及基礎設施的單點故障風險。

更上一層次的韌性是將應用系統容器化和導入微服務,提高應用程式在不同基礎設施環境間的可攜性,也能降低單一服務故障擴散至整套系統的風險,有助於建立故障隔離的韌性能力。最後一項雲原生特性是基礎架構即程式碼(IaC),可以快速自動重建系統部署需要的環境,取代「人工維護的脆弱性」。

針對上述三項雲原生能力,黃國裕也進一步說明內政部實作時的關鍵策略。

建置雲地混合架構六大關鍵,涵蓋資料配置、網路與可觀測性

目前,內政部多數資訊系統仍部署在地端,只有少數系統上雲。內政部正在打造資訊系統的雲地整合架構,在地端資料中心和公有雲環境之間,建立一套安全連線機制,可以支援應用程式整合和API調用、資料同步與整合,還要提供資料備份與災難復原機制,並且要設計一套共用的身分驗證、監控與日誌機制,以及共同的安全性原則。

政府機關要建置混合雲架構,黃國裕認為有六項關鍵,建立資料分類與工作負載策略、統一安全性和身分識別、高效又穩定的網路連線、統一監控與可觀測性、自動化維運和IaC,以及資料同步與災難復原機制。

在資料分類與工作負載策略上,黃國裕舉例,可以依據資料機敏性、法規遵循要求與存取頻率,決定資料及工作負載的部署環境。內政部規畫將核心與高機敏資料保留在地端,而流量波動較大或有AI運算需求的工作負載,則可考慮部署於公雲。

在網路與維運架構上,除了要有低延遲專線和VPN備援,更善用SD-WAN動態調配頻寬。另一方面,要有一套全域監控平臺,可以整合地端設備、網路和雲端資源的指標、日誌和追蹤機制,來建立統一的可觀測性與監控機制,並透過主動式告警,在問題擴大前快速定位出故障來源。

從單體式系統走向微服務,導入IaC與GitOps推動自動化維運

除了資訊基礎架構層的優化,在應用系統層,黃國裕表示,過去內政部資訊系統大多採取單體式架構設計,逐漸要容器化和微服務化。例如戶役政資訊系統目前提供了七八十項政府服務,未來希望將每一項服務,都拆解成可獨立部署和管理的微服務。

將原有系統的繁多服務拆解成獨立微服務的過程中,黃國裕表示,關鍵是要配合業務流程的邊界,來清楚劃分微服務的邊界,避免將服務拆分得過細、數量過多,反而導致系統複雜性失控。

在混合雲環境建置上,內政部也規畫導入基礎設施即程式碼(IaC),推動系統組態管理、軟體部署及CI/CD工作流程自動化,降低人工作業負擔。黃國裕表示,內政部的系統,常常連週末都要提供服務,只能在離峰時段或低使用量的時段進行改版,對維運同仁的負擔非常大。

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內政部也規畫導入基礎設施即程式碼(IaC),推動系統組態管理、軟體部署及CI/CD工作流程自動化,降低人工作業負擔。(資料來源:內政部)

導入IaC的關鍵,他認為,要嚴格進行版本控制和GitOps,所有基礎設施設定都要納入版本管理,並且進行同儕審查,也要具備完整的稽核軌跡和變更歷史回溯能力。

在自動化測試和CI/CD整合工作流程中,也要建立安全管線的設計,像是採取靜態語法檢查確保程式碼符合規範,或是部署前執行安全掃描等。常用的IaC部署架構則可以封裝成標準模組,避免重複撰寫。在安全管理上對於使用狀態檔的IaC工具,也可採取遠端集中儲存及狀態鎖定,避免平行衝突等。

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推動基礎設施即程式碼IaC,有兩大關鍵:強化版本控制和冪等性,推動安全管線和模組化設計。(資料來源:內政部)

政府雲原生轉型不只技術難題,還有採購制度、資安與資料主權挑戰

雖然內政部訂定了5年計畫,要在政府機關推動雲原生轉型來強化韌性,黃國裕坦言,韌性落地仍舊是一條不容易的路,得克服資料主權和機敏分級課題,採購法規和預算年度制的侷限,或是跨機關治理與權責分工的安排。

為了因應上述資料治理、採購預算、跨機關治理等課題,內政部除了採取機敏資料留在自有機房,彈性負載交給公雲的混合雲策略外,在採購策略上,黃國裕的做法是透過模組化採購與採用開源標準,降低重複採購的成本和廠商鎖定風險。還要建立共同的可觀測性平臺,讓韌性的責任可以被量測和追蹤。

黃國裕表示,推動雲原生轉型還有三項關鍵的技術策略,第一項是資安合規策略,內政部會採取零信任架構,堅持「永不信任、始終驗證」原則。像是導入DevSecOps推動安全內建,在CI/CD流程中整合漏洞自動掃描等,也透過mTLS通訊,確保微服務之間的加密傳輸和身分認證,更採用動態注入金鑰的策略,避免將金鑰等機密資訊硬編碼於程式碼。

第二項策略是「架構標準化」,來避免技術鎖定。在雲原生技術採用上,內政部會以業界認可的開源標準為主,確保系統具有雲端遷移能力。例如參考雲原生運算基金會(CNCF)雲原生生態圈的技術架構和相關開放標準,來統一容器和環境調度。內政部也會累積自己的雲原生開發範本,降低其他系統導入雲原生的學習和維運成本。

在可觀測性平臺建置上,內政部則會採用開源的OpenTelemetry框架和工具,來統一可觀測性資料的搜集和傳輸,確保監控標準的一致性。

除了傳統系統管理指標,也要進一步建立韌性相關的衡量指標,像是建置可觀測性平臺即時掌握服務體驗,改用使用者可感受的指標來設定服務水準目標(SLO),內政部還要推動混沌工程,主動演練故障事件,而不是等待事件發生。

在資料自主權的技術策略上,黃國裕表示,為了因應監管要求與供應鏈風險,內政部也規畫強化政府對核心資料及加密金鑰的自主控制能力,提高對核心數據的掌控權。在金鑰管理上,內政部規畫採取HYOK(Hold Your Own Key,自行持有金鑰)和BYOK(Bring Your Own Key,自帶金鑰)策略,強化對

雲端資料加密金鑰的自主控制能力,降低因雲端服務商或供應鏈遭入侵而造成資料外洩的風險。也會採取數據在地化策略,將系統或資料部署到符合法規要求的指定區域。還要建立退出策略,像是準備備份和災難遷移方案。

從技術改造到組織協作,四階段推動政府系統韌性轉型

目前內政部資訊服務司約有六七十位同仁,他希望打破開發、維運和資安各自為政的傳統心態,改以「團體戰」的協作模式,一起對應用程式生命週期和系統高韌性負起共同的責任。

另一方面,他說,也要打造「不怪罪的檢討文化」,讓團隊有容錯的空間,將系統故障視為組織學習的契機,透過根本原因分析,找出制度和自動化機制的缺口,建立可以持續精進的團隊。

除了五年計畫的年度執行時程,黃國裕也提出「盤點、容器化、自動化、演練」四階段轉型方法,作為內政部各資訊系統推動雲原生轉型的參考原則。

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黃國裕提出「盤點、容器化、自動化、演練」四階段轉型方法,作為內政部各資訊系統推動雲原生轉型的參考原則。(資料來源:內政部)

他解釋,第一階段先進行盤點,識別出關鍵民生系統,再量測這些系統現況的可用性和單點失敗時的風險,接著進入第二階段導入「容器化」,優先將高風險服務改造成微服務,建立隔離故障的邊界。第三階段是「自動化」,要導入IaC與多可用區部署,建立一套可觀測性平臺。最後是進行「演練」,建立定期混沌工程演練機制,形成持續改善的循環。

黃國裕提醒:「上雲和擁抱雲原生架構不是目的,只是提高韌性的手段,不能靠買工具來解決問題,從流程改善才是王道。」

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