關鍵基礎設施（Critical Infrastructure）一詞最早可回溯至1996年由美國白宮發布的第13010號行政命令。該命令對於關鍵基礎設施給予定義－「某些國家的基礎設施至關重要，以至於它們的失效與破壞，將對於國家國防或經濟安全產生削弱性的影響，這些關鍵基礎設施包括電信、電力系統、油氣儲運、銀行與金融、交通、供水系統、緊急服務以及政府行政的連續性」。
美國正式將關鍵基礎設施納入政治議程，是美國歷經911事件後，在2002年成立國土安全部，2003年2月提出《國家關鍵基礎設施與重要資產實體防護策略》。
歐盟也在2006年提出《歐洲關鍵基礎設施保護計劃》。同樣定義出數十項關鍵基礎設施的項目，並擬定防護方案，值得一提是，歐盟還進一步指出不同的關鍵基礎設施之間，有著日益增強的相互依存性，而這樣的相互依循性本身也是風險來源。
如在2022年烏俄戰爭、2023年土耳其與敘利亞發生強震後，歐盟內部引起許多如「戰爭發生時，如何確保網路與通訊運行？如何確保天然氣等能源短缺不至於造成電力中斷」的辯論。藉由相關的經驗來觀察，我們除須關注基礎建設的「相互依存性」，也須針對不同的時空、全球與在地情境，建立能夠滾動修正的機制。
日本也在2000年提出《打擊關鍵基礎設施網路恐怖攻擊的特別行動計畫》，然而，比較特別的是，日本在2013年提出《關鍵基礎設施的資訊安全措施》，該措施特別聚焦在電信、網路通訊部門，並指出資通訊設施在各個層面普及使用，若資通訊設施受到破壞，那麼以資通訊為操作基礎的電信、電力、金融服務等部門的運作，也將連帶造成衝擊，甚至造成難以恢復的損害。
對此，日本內閣府網絡安全中心特別指出－「資訊科技（IT）與控制等操作科技（OT）融合，並傳播到社會經濟系統，除已實現的系統外，也可能成為網路攻擊目標的物聯網系統，也變得愈來愈普遍」。
藉由日本的案例可以發現，外界可從兩個層面思考。首先是通訊、資訊廣義層面的「數位基礎設施」的維護與穩定性，其次則是其他以數位科技為連結、操作基礎的設施，這部分可稱為「數位化的關鍵基礎設施」。前者必須思考如何面對突如其來的損害，或者提供其他足夠的替代與備援能力。
而後者涉及的問題更複雜，背後原因有二：第一，不同關鍵基礎設施與部門的「領域知識」差異甚大，究竟什麼是此部門的關鍵組成、數據政策、操作流程，並非是傳統資訊安全人員能短期進入的。第二，其他關鍵基礎設施的數位操作人員、利害關係人，是否有足夠安全培訓與認知，以降低人員操作所可能延伸的風險，本身也是必須面對的問題。
而建構未來關鍵基礎設施則是前瞻未來數位生活、服務的要件。2022年11月美國發布《遷移到後量子密碼學》備忘錄，要求相關機構盤點可能受未來量子電腦破解的資訊系統清單之外，也倡議投入後量子密碼學（PQC）的相關研究，以提前思考未來可能的風險。
有關為何要談論數位關鍵基礎設施，可歸結於兩項重要思考：首先，當資訊與數位科技成為關鍵基礎設施的操作與控制基礎，在此同時，數位科技是否會發生系統漏洞、攻擊，這是電力、金融、運輸等關鍵基礎設施所面對的新興風險。其次，部分關鍵基礎設施的資訊與操作系統更新、替代的速度相對為慢，然而，在數位科技演化速度不斷加快的情境下，如何面對更高效的運算能力、運算方法，也須針對可能的「風險情境」，提前擘劃應對之道。
（本文刊登於2023/3/12 經濟日報A11版）