赛博空间的迈入与启发,美军电磁频谱应战发展

作者:韦德19461188

摘 要:本文主要介绍了Cyberspace的由来和演进、定义与特点、实现赛博空间作战能力的主要手段以及赛博空间对抗的理论与技术。关键词:Cyberspace 赛博空间 赛博空间作战 作战能力 理论 技术作者简介:李耐和一、Cyberspace的由来和演进Cyberspace是加拿大作家威廉•吉布森1984年在其科幻小说《神经症漫游者》中创造的一个词语。20世纪90年代,学术界对Cyberspace概念进行了不断的探讨,当时形成的看法是,Cyberspace基本与互联网同义。进入21世纪后,Cyberspace逐渐得到美国政府和军方的广泛重视,并随着对其认识的不断深入而多次对其定义进行修订。2003年2月,布什政府公布《保护Cyberspace国家战略》中,将Cyberspace定义为“由成千上万了互联的计算机、服务器、路由器、转换器、光纤组成,并使美国的关键基础设施能够工作的网络,其正常运行对美国经济和国家安全至关重要。”2006年12月,美国参联会发布《Cyberspace行动国家军事战略》,指出:“Cyberspace是指利用电子学和电磁频谱,经由网络化系统和相关物理基础设施进行数据存储、处理和交换的域”。2008年3月,美国空军发布《美空军Cyberspace战略司令部战略构想》,指出:“Cyberspace是一个物理域,该域通过网络系统和相关的物理性基础设施,使用电子和电磁频谱来存储、修改或交换数据。Cyberspace主要由电磁频谱、电子系统以及网络化基础设施三部分组成。”参见图1。由此可见,对Cyberspace的认识经历了从传统的网络空间概念到一种涵盖所有电磁频谱的物理领域的过程。

摘要:赛博空间是维护美国安全的关键因素。本文诠释了赛博空间及其作战的概念和内涵,分析总结了美军国防信息基础设施的重要发展阶段,指出了赛博空间的由来、发展以及与全球信息栅格的关系,希望对我国一体化指挥自动化系统提供有价值的参考思想和理念。关键词:赛博空间;赛博作战;全球信息栅格;启示1、概念与内涵1.1 赛博空间赛博空间是美军提出的一个新概念。2007年,美国国防部的战略文件,指出赛博空间是维护美国安全的关键因素。赛博空间是一个全球信息网,包括因特网、电信网、计算机系统及各类关键工业中的嵌入式处理器和控制器。赛博空间是通过网络化系统及相关的物理基础设施,利用电子和电磁频谱存储、修改和交换数据的领域,是真实的物理领域,贯穿于陆海空天领域而同时存在,通过对数据的存储、修改或交换连接各领域。由于赛博空间与电磁频谱、网络化系统密切相关,决定了它具有一些与陆、海、空、天领域所不同的特点,包括以下几个方面:技术创新性:赛博空间是唯一能够动态配置基础设施和设备操作要求的领域,将随着技术的创新而发展,从而产生新的能力和操作概念,便于作战效果在整个赛博空间作战中的应用。不稳定性:赛博空间是不断变化的,敌方可在毫无预兆的情况下,替换先前易受攻击的目标或采取新的防御措施,这将降低己方的赛博空间作战效果,同时对己方基础设施的调整或改变也可能会暴露或带来新的薄弱环节。无界性:由于电磁频谱缺乏地理界限和自然界限,使得赛博空间作战几乎能够在任何地方发生,可以超越通常规定的组织和地理界限,可以跨越陆、海、空、天全领域作战。高速性:信息在赛博空间内的移动速度接近光速,充分利用这种高质量信息移动速度能产生倍增的作战效力和速率。赛博空间能够提供快速决策、指导作战和实现预期作战效果的能力,提高制定政策和决策的速度可能产生更大的作战能力。1.2 赛博空间作战赛博空间由利用电磁能量的电子装置和网络化系统组成。实现赛博的所有效能,探测、制止、诱骗、扰乱、防御、剥夺以及击退任何信号或电子传播,这就是赛博空间作战的实质。因此,赛博空间作战将包括电子战、计算机网络防御和计算机网络进攻作战。赛博空间是处于电磁环境中的一种物理领域,夺取赛博空间优势远远不只是网络安全或网络防御,有效的赛博空间作战建立在深入理解赛博空间环境的基础上,发展鲁棒的“赛博技术”武器装备。以获得“制网权”为目标的赛博空间作战必须为指挥官提供关于执行决策、促进作战以及把握作战机遇等方面的增强性手段,并阻止敌方拥有同样的能力。为此,赛博司令部的任务实施包括三个方面,即利用赛博空间、控制赛博空间和建立赛博空间。利用赛博空间指权衡己方的电磁频谱作战,并阻止敌方利用赛博空间,实现赛博空间作战能力与陆、海、空、天作战同步化和一体化。控制赛博空间指使指挥控制系统与跨领域攻击作战保持同步,并降低己方对赛博空间的使用冲突,实现赛博空间的有效作战能力需要。建立赛博空间包括全球远征赛博作战、网络与安全作战的指挥控制以及赛博民用保障作战。2、赛博空间的由来与发展美国国防信息基础设施历经几个重要的发展阶段,逐步改造、更新、进化到建立赛博空间环境,形成赛博作战能力。韦德19461188 1DII是用于满足美国在各种军事作战范围内对信息处理和传输需求的网络,它集通信网、计算机、软件、数据库、应用程序、武器系统接口、数据、安全服务及其它服务为一体,包括通信基础设施、计算基础设施、公共应用软件、功能应用软件等。1995年,美军提出一体化C4I概念,启动国防信息基础设施公共操作环境建设,意图实现无障碍地提供安全信息,确保适当机构,适当时机,统筹适当资源,采取适当行动。1996年提出了指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察系统,整合各类侦察、监视传感器进入C4I系统,打破“烟囱”屏障,实现“从传感器到射手”的作战能力。根据信息栅格技术及其军事领域应用的发展,1999年美国国防部提出了全球信息栅格,2003年公布了《全球信息栅格体系结构2.0版》,以DISN为骨干,整合各军种军事信息系统,连成“网络的网络”,建设成为符合GIG要求的“系统之系统”式公共操作环境,即GIG SoS-COE。目前GIG带宽扩展计划已完成,实现了近100个骨干节点的无缝宽带高速互联,联合战术无线电系统也取得了阶段性进展,网络中心企业服务项目相关的16种技术服务基本实现,实现了GIG 1.0提出的全部作战能力,并将有步骤地投入使用。2008年,美军正式成立空军赛博司令部,定义赛博空间为整个电磁频谱空间,将DII从狭义信息域扩展到广义认知域,实现从信息域到赛博域的跨越。作战人员能利用掌控的技术实现在时域、空域、频域中的对抗,使作战系统的复杂性发生质的变化。2009年,美国空军组建了赛博作战部队,能够联合力量进行精确打击、精密导航、可靠通信、透视战场和保护网络。同年,美军完成了第5次“施里弗”太空战军事演习,主要集中于太空和赛博空间的整合、对太空态势感知存在至关重要的需求、联合参与者的军力倍增能力,以及把商业太空能力融入整体作战中的需求。标志着美国最先提出赛搏战概念,也最先应用于实战。2010年,美军评估赛博作战部队及其作战中心已经达到了“就绪”水平,具备了赛博空间作战的初始作战能力,意味着美军具备了执行任务关键元素的能力。同年5月,美军完成了第6次“施里弗”太空演习,美国、澳大利亚、加拿大及英国的30家机构大约550名军事、民事专家参加。演习目的为研究太空与赛博空间的候选方案、能力,以及军力姿态,以便满足未来需求;调查太空与赛博空间对未来威慑战略的贡献;探寻一体化的规划程序,以举国之力,保护并实施太空与赛博空间领域的运行。3、赛博空间与全球信息栅格赛博空间是美军军事理论演变与DII发展的必然结果,美军在GIG的基础上,建设赛博空间环境,意图突破狭义信息域的束缚,实现在广义认知域上的突破,取得对战场环境认知品质的优势。3.1 军事作战理念的转变1996年,美军参联会发表了《2010年联合构想》,提出要能创造和充分利用信息优势来取得全谱优势,就必须构建一体化的、复合的武器装备系统,特别是建立通用的C4ISR系统,在全球的任何地区、在任何情况下都能够搜集、处理和不间断地发送准确、可靠的信息。全球联网有助于实现“四个任何”,即在任何时刻,任何地点,将任何信息送到任何人手中,从而有助于消除战争迷雾。但是,面对过多的信息,决策者会感到没有足够时间分析判断、定下决心,希望能有一目了然的决策显示屏,能直接从地图、报表和文件中获取信息、感知和判断。因此,美军参联会在2000年发表的《2020年联合构想》中,将“谋求信息优势”的目标改为“谋求决策优势”,相应地将手段从“四个任何”改为“五个恰当”,即在恰当的时间,恰当的地点,将恰当的信息,以恰当的形式送交给恰当的接收者,同时要压制敌方谋求同样能力的企图。为适应认识的提升和技术的发展,美军仍进一步进行修改和完善。韦德19461188 22008年,美军对赛博空间的概念、任务及实施等方面进行了阐述,核心观点是通过对赛博空间的控制来确保攻击敌人,并确保免受敌人攻击的行动自由,是维护美国安全的关键因素。美军认为夺取赛博空间优势的关键是实现跨越整个电磁频谱的“3个全球能力”,即全球警戒、全球到达和全球作战能力。全球警戒是在整个电磁频谱内的感知能力和信号发送能力。全球到达要求具有连接和传输能力,利用广泛的通信网络在全球范围近乎光速移动数据。全球作战能力是威胁或打击任何电磁能量目标,并最终在所有领域内实现动能或非动能作战效果的能力。全球警戒、全球到达和全球作战能力将确保美军在必要的时候保护己方基础设施,指导军事作战,同时削弱或消除敌方军事能力。赛博作战已是美军作战任务的一部分,具有与陆、海、空、天作战相同的地位。美军将以赛博空间为媒介,在电子战、指挥、控制、通信、监视与侦察等领域,为作战人员提供快速、远程、隐蔽、有效、精确和跨越自然或人为边界的作战能力,作战效果等同于使用灵巧、快速和精确制导武器实施动能与非动能、致命与非致命的全球打击。3.2 全球信息栅格及其能力GIG是美军实现向网络中心战转型的关键,是在JV2020驱动下从网络中心战到信息优势再到决策优势,最终获得全部冲突类型上的优势的基础。GIG是栅格状覆盖全球的信息网络,可端到端通信、联合操作以及基于需求对信息进行收集、处理、存储、发布和管理。它包括所有自身的和租借的通信系统和计算机系统,同时包括与获取信息优先权相关的业务、软件、数据、安全服务和其它服务。GIG系统由两大部分组成,即三军联合系统和各军种接入系统。国防信息系统系统、全球广播服务系统、标准战术入口/远程接入系统、转型卫星通信系统和联合战术无线电系统属于GIG系统中的三军联合使用的信息系统。各军种接入系统有美陆军的“陆地战争网”、美空军建设的“星座网”和海军建设的“部队网”。韦德19461188 3GIG系统具备四类七种能力,即计算、表达、运作。GIG通过这七种基本功能,在全球范围内实现信息的收集、处理、存储、分发和使用,使信息能通畅、及时地流向需要它的用户,一名士兵将能获得“以前连高级指挥官都难以获得的态势信息”。通过修订后的GIG 2.0突出了面向任务使命、逻辑上相互关联的体系结构视图,更加体现了不同作战使命的特殊性,反映了统一与实际情况密切关联的关系。GIG 2.0更加强调了兼容性、灵活性和互操作性的重要性,更加务实和贴近作战需求。3.3 GIG对赛博空间的支撑2010年,GIG系统基本建成并具备初始作战能力。美军已初步拥有适应网络中心战需求的通信和计算环境,具备按需分配信息带宽、自动信息管理、端到端的全面互操作能力,可为美军实现赛博空间作战能力,完成军队转型提供强有力的支撑。因此,GIG系统是美军建设赛博空间环境,实施赛博空间作战的物质基础,赛博空间在GIG所提供的物理、信息和认知能力基础上,实现认知层面的飞跃。韦德19461188 4GIG系统的构成主要包括通信设施、计算设施、各种接口单元等,涉及到网络运行、信息管理、全球应用等技术,可以全方位为过渡到实现赛博空间能力提供支撑。在通信设施建设方面,通过GIG-BE,结合JTRS和TSAT项目,同时在以IP为中心的网络中,采用IPv6协议,基本建成了大容量、无缝、安全可靠的通信基础设施。在计算设施方面,各军种与国防部业务局的194个信息处理中心综合集成,合并为7个国防企业计算中心,以满足为用户提供服务的需要。在各种接口单元建设方面,主要涉及统一接口标准、改造和升级接口设备。对作战来说,主要包括信息系统和武器系统通过全球信息栅格实现紧密交链。在网络运行和信息管理方面,以“国防信息基础设施公共操作环境”为基础,通过实施NCES计划,开发“核心企业服务”软件,提供新的网络运行和信息管理能力。在全球应用方面,开发新型共用系统,如“联合指挥控制”系统,为美军在网络中心环境下的作战指挥提供强大的技术手段。GIG系统通过协议,标准和支撑软件等,将松散或关系不顺的若干系统子单元,整合成能最佳匹配的整体系统。它能实现真正意义的全球互连的、端到端的信息能力,以及相关程序及人员的集合,对战斗员、指挥员和后勤支援人员所需的信息进行收集、处理、存储、分发和管理能力,确保“5个恰当”,建立和保持完成联合作战使命所必需的信息优势、决策优势乃至全域主宰。为网络中心战提供支持的核心是NCES,NCES实现了一系列核心企业服务:企业系统管理、传送报文、发现服务、中介服务、协作服务、辅助用户服务、安全服务、存储服务和应用服务以及一系列指挥、控制与情报的基本功能。它提供使GIG系统获取信息优势工具的专业服务,使各领域组件之间潜在的重用和互操作突破系统的瓶颈。NCES通过将网络化的性能相互组合,以提供获取信息优势的服务;通过提供发布和订阅服务,使战斗单元以最快的速度随时、随地的从任何现有的网络资源中,找到任何所需的信息;优化COTS产品的使用方法、服务、技术和标准,专用产品、服务和标准只有在没有合适的商业替代品时才予以考虑;最大限度重用软件、方法和规程,使费用最小化,提高支持能力、可维护性、灵活性和可扩缩性。由此可见,GIG是美国全球军事战略、战役、战术以及与此相关的所有活动的基础和支撑,为赛博空间的建立以及开展赛博空间作战奠定坚实的物理基础。美国防部一直采取统筹规划、一体化发展策略,推进GIG项目的建设与发展,逐步进化到建立赛博空间,以确立赛博空间作战的优势,达到实现“3个全球能力”的目的。4、对我国一体化指挥自动化系统建设的启示4.1 整合赛博作战能力,建立联合作战体系美军JV2010、JV2020以及相关文件表达的作战概念归根结底为各军种的联合作战:军种间的联合;各层次监视与侦察、情报评估、指挥与控制、任务准备和实施等一系列必须具备的功能的联合;最高指挥当局到战区到基层作战部队的指挥畅通。因此,指挥自动化系统必须在军种间、功能间、层次间形成一体化,从构想、设计和建设上把各种异构系统集成为横向互联的扁平式大系统。在此基础上,建立一体化赛博作战体系是取得并保持信息优势、决策优势的关键。美国国防部已批准了“赛博空间作战主导计划”,整合了情报保障、军事欺骗、心理战、电子战、物理进攻、计算机网络攻击和作战安全,并规划了国防部信息进攻和防御作战的设想及实现具体目标的时限。4.2 加快国防信息基础设施的建设赛博空间及其关键的信息支撑技术处于美国国家战略的核心位置,是实现信息优势、决策优势以及全域主宰的基石。建立功能强大、可信的、可互操作的国防公共基础设施环境,是实现联合作战,达到赛博空间能力,获取赛博空间作战优势的基础。美国的国防信息基础设施不断发展与完善,国防信息系统局还将继续建设全球范围的信息传输设施,完成近2000个工程。国防大型计算机中心为国防部全球作战支持行动提供关键计算服务、全方位发送信息和共享资源。美军GIG系统已实现了GIG1.0的全部能力,预计将在系统安全、全局态势感知、信息可信等方面逐步完善,达到赛博空间环境的能力。4.3 发展太空力量,占据战略制高点赛博空间与太空紧密相关,空间力量是保证全面威慑态势不可或缺的手段,可在战场态势感知、提高作战速度、同步性、机动能力及火力运用中带来绝对优势。美军通过“施里弗”-5军演,获得若干关键经验教训,主要集中在太空和赛博空间的整合、对太空态势感知存在至关重要的需求、联合参与者的军力倍增能力,以及把商业太空能力融入整体作战中的需求。军事作战的各个方面都在某种程度上受到航天和赛博空间能力的影响。航天资源保证了精确导航、卫星通信、天基监视及导弹预警的精确度、连通性及态势感知能力;赛博空间的开发使指挥官对部队的正确指挥与控制得以更加畅通。航天及赛博空间也为发展经济、扩大政治影响力等提供了便利条件。由于自身的脆弱性,航天和赛博空间技术面临诸多威胁,例如卫星精确导航和定位易受信号干扰、赛博网络易遭攻击等。美国形成空间优势计划分三个阶段:近期发展空间优势;中期获取空间优势;远期维护取得的空间优势和信息优势。4.4 突破从传感器到射手的信息铰链美军先进作战空间信息系统概念特别提出了从传感器到射手的互操作能力,也就是要突破信息感知系统与武器系统之间的信息铰链,这是一项重要的战场信息系统的特性指标。将情报探测系统与武器系统有机组织起来,有赖于战场信息系统的综合一体化设计。因此美国国防部高级研究计划署提出,实现赛博空间与作战力量深度融合,使得各种武器系统大大扩展作战范围,提高命中精度和增强杀伤力。4.5 提升软件的核心作用,重视软件开发数据融合处理、图像处理、自动目标识别、辅助决策和预测、人工智能、复杂推理、虚拟现实、战略战役联合作战指挥软件等都是作战系统的重点,是实现从数据品质、信息品质、知识品质到认知品质突破的关键所在。侦察/监视-决策-杀伤-战损评估过程中各系统及构件的同步、连续、动态、有机统一决定于相应系统软件与应用软件的成功与否,因此,软件系统是一体化指挥自动化系统的大脑,必须提高信息系统与武器系统的软件水平和能力。美军方特别重视开发公共操作环境,它是所有信息系统的主体框架,还重视发展中间件,强调构件重用和协作操作。因此,软件是实现赛博空间环境战略级、战役级、战术级互操作,取得认知域突破的必由之路。在我军指挥自动化系统的软件开发过程中,应当高度重视软件开发过程的管理,加强软件的成本估算和质量保障,优化系统开发途径和方法,达到科学提高软件质量、节约开支,实现赛博空间资源的有效调度和利用。4.6 加强军民结合,融入商用能力在指挥自动化系统建设和运行中,应当充分考虑资源的合理利用,充分共享资源,不仅可以缩短开发的周期,节约大量的经费,把先进的技术和成果引入到武器系统地研制开发中。因此,大量采用了商用产品和非研制项产品是现实可行的,也是建设赛博空间环境的重要组成部分。在系统设计与实施时考虑到民间商用系统的能力,在战时能够被征用服务,可以充分发挥国家的战争能力。4.7 稳步变革,不断推进军事转型为适应时代变革的需求,军事力量应把握技术发展机遇,改革其战略、条令、训练、教育、编制、装备、作战理论和战术,并获得决定性军事成果。美国在运用信息革命的优势及产生的潜力方面,积极确立国防部联合作战概念开发和实验执行机构,进行各种先进作战概念试验和使用,并指导全军的模拟演练。因此,指挥自动化系统必须适应军事转型战略的需要,持续改进,不断地扩展功能和能力。5、结束语赛博空间是美国国防信息基础设施发展的重要里程碑,指战员籍此能利用所掌控的资源和技术在时域、空域、频域和能域开展对抗,使得作战系统的复杂性发生质的变化。本文诠释了赛博空间及其作战的概念和内涵,分析总结了美军国防信息基础设施的重要发展阶段,指出了赛博空间的由来、发展以及与全球信息栅格的关系,希望对我国一体化指挥自动化系统提供有价值的参考思想和理念。我国应加速整合赛博作战能力,建立联合作战体系,争夺全维信息作战优势;加快国防信息基础设施的建设,发展太空力量,巩固物质基础,占据战略制高点;突破从传感器到射手的信息铰链,提升软件的核心作用,重视软件开发,加强军民结合,融入商用能力,发挥战场资源的最大效能;稳步变革,不断推进军事转型,保持可持续发展能力。参考文献1 Air Fore Cyber Command.Air Force Cyber Command Strategic Vision, April 3, 20082 Chairman of The Joint Chiefs of Staf.National Military Strategy for Cyberspace Operations.Dec 20063 The United States Air Force Blueprint for Cyberspace, Nov 2, 20094 Brig Gen Tony Buntyn, Air Force Cyberspace Command, Headquarters Air Force Cyberspace Command, Jun 3,20085 Joe St Sauver, Ph.D. CyberWar, Cyber Terrorism and Cyber Espionage . , Oct 21-22, 2008

摘 要:从美军战场电磁频谱控制问题和电磁频谱优势入手,梳理美军电磁频谱战新理论的发展沿革、主要政策与条令文件、新装备与预研技术等现状,分析联合电磁频谱作战理论的基本概念、任务域与定位、主要组织机构、作战筹划内容和作战实施方法等内容,从理论认知、力量架构、作战运用、装备技术等多个方面探讨美军电磁频谱作战发展的主要特点。

韦德19461188 5图1 Cyberspace主要组成示意图二、Cyberspace的翻译从结构上看,Cyberspace由cyber和space两个词构成。cyber在希腊语里的意思是“舵手”、“驾驶者”,在现代被运用于自动控制、信息通信和计算机技术领域中,将它与space 联系起来,其基本含义是指由计算机和现代通信技术所创造的、与真实的现实空间不同的网际空间或虚拟空间。网际空间或虚拟空间是由图像、声音、文字、符码等所构成的一个巨大的“人造世界”,它由遍布全世界的计算机和通信网络所创造与支撑。对Cyberspace的翻译,目前似乎大家最接受“网络空间”这种翻译,但综合该术语的定义、范畴、作战方式等来看,Cyberspace不是网络空间,至少不仅仅是网络空间。这种空间的范畴已经远远超出了传统意义上的“网络”,而且还包含了一些传统意义上“网络”中所不能包含的元素;另外,如果翻译为网络空间,还会影响其他一些相关术语的翻译。例如,Cyber War不等于网络战,Cyber Operation不同于网络行动等。目前,还有专家将Cyberspace翻译为“控域”或“际域”。我们认为,还是将Cyberspace音译为“赛博空间”更好。这一方面不受其内涵发展的影响;另一方面,也体现了国际化的趋势。三、赛博空间的定义及特点定义根据《美国国防部军事词汇辞典》,赛博空间是信息环境内的全球领域,它由独立的信息技术基础设施网络组成,包括因特网、电信网、计算机系统以及嵌入式处理器和控制器;赛博空间作战是赛博能力的运用,其主要目的是在赛博空间内或通过赛博空间实现军事目标或军事效果。这类行动包括支持全球信息栅格运行和防御的计算机网络行动和行为。从目前对“赛博空间”的最新定义可以看到,“赛博空间”已从单纯的计算机网络扩展到无形的电磁频谱,是处于电磁环境中的一种物理领域。因此,在赛博空间中的战斗并非创造虚拟效果或在某种虚拟现实中攻击敌人,而是包括了物理作战,将产生非常真实的作战效果。赛博空间内的战斗,可以是持久或短暂的、动能或非动能、致命或非致命的。既可以使敌方人员死亡或受伤,也可以通过非致命方式直接阻止敌方的军事行动。同时赛博空间的作战行动直接影响了敌方指挥系统对部队的指挥控制甚至火力攻击的能力。值得注意的是,美国空军关于赛博空间的新定义具有作战领域观点上的重大意义。从战略理论观点来讲,对称之为“处女地”的赛博空间发出警告是合适的。正如有关人士说的,“如果你对一幢房屋投掷一枚炸弹,我们可以十分清楚地了解其直接与间接损害有多大。如果你进人并瘫痪某个地方特别是涉及国家安全的服务器,我们就很难清楚可能的后果。”特点由于赛博空间与电磁频谱和网络化系统密切相关,这决定了赛博空间具有一些与陆、海、空、天领域所不同的特点,主要包括以下几个方面:1.技术创新性赛博空间是唯一能够动态配置基础设施和设备操作要求的领域,将随着技术的创新而发展,从而产生新的能力和操作概念,便于作战效果在整个赛博空间作战中的应用。2.不稳定性赛博空间是不断变化的,某些目标仅在短暂时间内存在,这对进攻和防御作战是一项挑战。敌方可在毫无预兆的情况下,将先前易受攻击的目标进行替换或采取新的防御措施,这将降低己方的赛博空间作战效果。同时,对己方赛博空间基础设施的调整或改变也可能会暴露或带来新的薄弱环节。3.无界性由于电磁频谱缺乏地理界限和自然界限,这使得赛博空间作战几乎能够在任何地方发生,可以超越通常规定的组织和地理界限,可以跨越陆、海、空、天全领域作战。4.高速性信息在赛博空间内的移动速度接近光速。作战速度是战斗力的一种来源,充分利用这种近光速的高质量信息移动速度,就会产生倍增的作战效力和速率。赛博空间能够提供快速决策、指导作战和实现预期作战效果的能力。此外,提高制定政策和决策的速度将有可能产生更大的赛博空间作战能力。四、实现赛博空间作战能力的主要手段美军认为,以获得“制网权”为目标的赛博空间作战必须为指挥官提供关于执行决策、促进作战以及把握作战机遇等方面的增强性手段,并阻止敌方拥有同样的能力。基于此,美国空军赛博司令部(Air Force Cyber Command)的任务实施包括三个方面,即利用赛博空间、控制赛博空间和建立赛博空间。利用赛博空间利用赛博空间主要指美国空军赛博司令部将权衡己方的电磁频谱作战,并阻止敌方利用赛博空间,实现赛博空间作战能力与陆、海、空、天作战同步化和一体化。利用赛博空间包括赛博空间攻击和武力增强作战,赛博空间攻击有助于美军获得确保作战行动自由的军事优势,武力增强有助于美军实现跨领域作战以及指导赛博空间保障作战的军事优势。赛博空间攻击作战依靠诸如定向能武器等新兴技术进行,可以实现的赛博空间作战效果包括:摧毁传感器、控制数据、削弱决策保障、中断指挥控制以及削弱武器系统等。赛博空间攻击作战的目标包括:敌方陆基、空基以及天基通信基础设施,还包括敌方武装部队、装备和后勤等。美国空军赛博司令部将通过赛博空间作战效果增强传统的空中优势,并将跨越电磁频谱作战,利用电磁能力对抗敌方其他领域作战装备。武力增强作战,指美国空军赛博司令部通过监视传感器和数据集成,连接全球、战区和特别作战中心,为士兵提供全球态势感知。全球链接的指挥控制基础设施能够从地区指挥官及其他作战中心获得后方信息支援。控制赛博空间实现赛博空间的有效作战能力需要指挥控制系统与跨领域攻击作战保持同步,并降低己方对赛博空间的使用冲突。控制赛博空间包括赛博空间防御性对抗作战和赛博空间进攻性对抗作战。赛博空间防御性对抗作战是指美国空军赛博司令部将保护己方和关键利益免受敌方攻击。赛博空间防御性对抗分为主动性赛博空间作战和被动性赛博空间作战,包括摧毁敌方打击力量或降低其作战效能的防御性措施部署。赛博空间防御包括在敌方打击前、打击中、打击后采取的保存、保护、恢复以及重建己方赛博空间能力的措施,具体措施包括赛博空间攻击震慑、赛博空间攻击减轻和生存能力、攻击特性、脆弱性探测与响应、数据和电子系统保护以及电磁防护与基础设施保护等。赛博空间进攻性对抗作战将拒绝、削弱、中断、摧毁或欺骗敌方。赛博空间进攻性作战能够确保己方在赛博空间的行动自由,并同时阻止敌方获得相同的自由。赛博空间进攻性对抗作战包括电子系统攻击、电磁系统禁止与攻击、网络攻击以及基础设施攻击作战,攻击目标包括敌方陆基、空基和天基网络、电子攻击系统、网络攻击系统以及敌方部队。随着敌方对赛博空间的依赖度逐渐增加,赛博空间进攻性对抗作战将具有更大的作战效果。建立赛博空间建立赛博空间包括全球远征赛博空间作战、网络与安全作战的指挥控制以及赛博空间民用保障作战。赛博空间内的有效作战需要具有全球远征赛博空间作战能力和网络作战安全,确保美军及其盟军的跨领域行动自由,并限制敌方获得相同的自由。全球远征赛博空间作战是指为了发展和实行全综合制空权战略保障的战略、作战和战术目标,美国空军赛博司令部将为空战中心配备经过作战培训的赛博空间操作员。同时为了支撑战区目标,美国空军还将开发赛博空间作战装备作为远征空中部队和空间部队装备的一部分,实现持续、有效作战,满足联合部队指挥官的战斗目标需求。美国空军赛博司令部将为联合部队指挥官部署和引入赛博空间作战部队,这些作战部队将根据情况服从其作战或战术控制。美国空军还将通过跨司令部、跨军种以及跨机构协调,构筑并维护灵活的赛博空间作战能力,保障战略级目标的实现。网络与安全作战的指挥控制是指美国空军赛博司令部将与联合部队协同工作,通过搜索、定位、目标确定以及威胁压制实现对己方和敌方赛博空间作战的完全态势感知,并将与美国政府机构以及其他国家建立关系,确保安全、可行的电磁基础设施的有效性。赛博空间民用保障作战是指美国空军赛博司令部将为关键基础设施的防御和保护提供支撑,并将通过保护敏感信息来保障国防工业基础。赛博空间的保护能力对国家经济和国土安全至关重要。美国空军赛博司令部将与联邦、州和地方政府以及私有企业团体联合行动,争夺赛博空间领地,并在敌方发起威胁之前降低己方脆弱性,确保敌方利用赛博空间的破坏行为最小化,并将可能产生的损害降至最低。五、赛博空间对抗的理论与技术为了支撑美国空军完成“在空中、太空和赛博空间飞行、战斗并取胜”任务,空军研究实验室负责提供科学技术构想、领导以及产品。美国的武器系统、关键基础设施、财政部门以及美国人的生活方式都离不开赛博空间,这就需要在赛博领域具有行动自由。要实现美国空军的全球警戒、全球到达和全球力量构想,就必须具备在蓝色、红色和灰色赛博系统之间以及全球赛博空间公域之间实施一体化防御和进攻作战从而主宰赛博空间的能力。美国空军的全球警戒、全球到达和全球力量构想涉及整个冲突频谱,从和平时期到大规模战斗行动,该构想推动着赛博行动的科学与技术需求。随着作战紧张程度的增加,全球警戒、全球到达和全球力量的需求也不断扩大,参见图2。在这种情况下,赛博行动不仅为空、天力量提供必要的支撑,同时也为美国空军提供其他“用武之地”。

[责任编辑:诺方知远]

关键词:电磁频谱战,频谱管控,电子战,电磁作战环境

韦德19461188 6图2 冲突频谱中的行动等级

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长期以来,为破解反进入/区域拒止困局、达成新的抵消战略,美军先后推出空地/空海一体战、网络中心战、分布式杀伤、多域战和混合战争等作战新思想,不断谋求导弹攻防、网络电磁和多域空间等军事优势。如今,电磁频谱战成为引领新一轮军事理论和技术创新的新宠。研究和剖析美军电磁频谱作战发展现状与特点,对于我军在信息战场御敌制胜具有重要现实意义。

赛博空间对抗的科学技术需求不是只集中于在赛博空间履行行动,而是从全盘角度审视在全部空、天和赛博空间内实现美国空军的全球警戒、全球到达和全球力量构想所需的科学与技术。首先且最重要的是,赛博空间被看作一个支撑美国军事优势的基本领域;其次,赛博空间是美国实施影响的另一个领域。通过实现交叉域的主宰,在赛博空间内的行动可以保证机动的自由,并在所有的作战领域确保“完成任务所需的基本功能”全球警戒全球警戒是对任意实体保持持续不断的监视能力——提供能力和意图警告,并确定需求和时机。全球警戒的主要挑战包括保持持久的全球多域态势感知以及利用可以规避多种威胁的安保可信的系统。从某种程度上讲,全球警戒取决于全球到达,因为全球到达支持传感器定位和态势感知资产的运送。因此,在赛博空间内和通过赛博空间实现全球警戒的三个必备的主要能力是:态势感知、安保可信以及威胁规避。1.态势感知赛博态势感知的战略目标是提供自动化的态势评估和分析,满足从和平时期到大规模战斗行动期间赛博域内各领域的作战需求——包括遍及整个冲突频谱的友方蓝色网、横向灰色网或全球公域以及敌方红色网。任务感知处于态势感知的核心。理解任务对具体资产的依赖、资产之间的相互依赖关系以及任务之间的相互依赖关系,推动着态势感知需求的发展。关于态势感知,Mica R. Endsley给出的定义是:态势感知是在时空条件下对环境内要素的感知、要素意图的理解以及要素近期未来状况的预测。感知:感知表示将信号转换为警报。目前,环境要素感知在入侵探测系统、漏洞评估、网络映射、配置管理、网络管理以及政策管理等诸多方面取得重要技术进展。感知的主要技术挑战是:为蓝色、灰色和红色系统实时搜集并长期维护有意义的数据。聚合是指在事实关系或对额外意图的隐性需求基础上将原始数据与感兴趣的行为进行相关。在任意时间点的感兴趣行为集合描述当前的环境状态,并高度依赖地方环境。聚合的技术挑战是:在适当的级别为适当的操作人员提供适当的态势,同时保持关于相似态势不同视图的一致性。理解:对感兴趣的行为的感知为在环境中理解这些行为及其前后关系和意图奠定了基础。通过评估与分析来理解态势意图不仅是一个重大技术挑战,也是一个热点研究领域。理解态势要求从多个角度分析与评估态势对组件、系统和任务的影响。理解意图可能需要在感兴趣的行为之间建立额外关系。评估攻击对任务的影响时需要了解以下两个行为:定义完成任务所需的基本功能及其支持的赛博资产之间关系的行为。利用这两个行为的组合,可以更深刻地理解攻击对任务的影响。将这个分析扩展至假设的未来态势,可以制定行动计划和响应计划。预测:对近期未来状况进行预测需要考虑当前态势并分析可能的威胁、威胁机会、风险以及可能的下一步行动。从当前态势到可能未来的路径将成为制定行动方案的基础,其目的是沿着可能的路径前进,并为接战原则提供输入。状态预测范围较广,从分析攻击图到决定额外攻击路径的存在,其目的是发现通过攻击进行对抗的替代方案。在这个可能行动的范围内,预测可能的未来态势是一个重要的技术挑战。2.安保和可信保障任务和信息以及信任系统和数据为在冲突频谱提供全球警戒奠定基础。任务安保:根据《美国国防部3020.40指示》的定义,任务安保“是一个确保指定任务或职责能够按照预期目的或计划履行的过程。任务安保是一系列行为和措施的总和,其目的是确保美国国防部可以利用必需的能力和所有支援基础措施执行《美国国家军事战略》。”指挥官的主要职责是确保任务及时执行。完成任务所需的基本功能对赛博空间的依赖,使得赛博空间成为那些无法在常规战争中与美国抗衡的对手选择的目标。为了在争夺激烈的赛博域确保这些完成任务所需的基本功能,需要客观反映完成任务所需的基本功能对赛博空间的依赖关系、确保行动连续性的任务优先级以及全面的风险管理策略。信息保障:根据《联合信息战条令》,信息保障是“通过确保信息的可用性、完整性、真实性、机密性以及不可否认性来保护和防御信息以及信息系统的措施”。机密性的目的是保密;完整性是防止信息被修改或破坏;可用性确保信息和信息系统在争夺激烈的赛博环境下可用;真实性提供一种数学机制,使一个实体能够确定另一个实体的身份。不可否认性在赛博空间内提供交易归属,有可能在赛博空间内起到威慑和规避友方火力的作用。可信:信任一个系统要求信任其硬件、软件和信息。随着系统能力和技术的演进,必需对这些系统处理的信息保持信任,包括动态数据和静态数据的完整性。3.威胁规避规避威胁提供一种战略性防御策略,可以减少或消除应对威胁的需求。规避赛博威胁有一个三管齐下的方法:首先,利用威慑防止对方发动攻击。其次,通过修改赛博域,消除漏洞或使对手无法接近,从而使大多数威胁不相关。第三,通过预测采用实时敏捷性,并避开机动,以规避威胁。威慑:具备以下二者之一,即可以构成有效的赛博威慑:在对攻击进行及时探测和归因基础上实施可信的报复威胁;通过增加攻击成本并降低实际效果来设置障碍。通过实施欺骗来影响敌方对攻击成本、效益以及报复潜力的感知,也在威慑中发挥重要作用。要有效地运用威慑需要假定一个合理的对手,对其来说,攻击成本、效果及报复的把握都是可以沟通的。威慑还需要防卫者拥有实施报复的手段和决心。修改域:修改赛博空间领域、消除漏洞或使对手无法接近,这是一种规避威胁的可行方法。利用硬件和软件开发实践积累的经验,可以通过设计事先消除薄弱环节。由于赛博空间限定为一个人造的技术领域,因此可以修改定义赛博域的法律并更改赛博空间行为,以支持赛博空间的保护和防御。为了确保关键作战系统的安全,必须对协议、体系结构、硬件及软件进行扩展、修改和替代。多态技术为赛博域的连续和快速的多维修改提供一个动态方法。如果需要,可以在每秒钟内进行多次修改,包括在多个层面更改协议,以拒绝攻击者的态势感知,使其时间与准备优势荡然无存。敏捷性:防御中的敏捷性包括建立有效的指示和告警机制,探测异常行为或异常实体,进行快速分析,预测未来行为及结果,并实时提出有效的防御措施。实时威胁规避通过规避策略、隐蔽、防止探测和非识别向对手呈现敏捷的移动目标。自我感知防御能够探测规避策略,并利用积极的规避战术应对新出现的威胁。在这种情况下,态势感知通过精确的环境探测来支持防御敏捷性。全球到达全球到达是指以无与伦比的速度和精度向地球上任何地方移动、供应和部署资产的能力。支持赛博空间内全球到达的概念包括:定位和部署赛博资产的进入技术、在争夺激烈的赛博环境内的生存能力、为执行综合任务而进行指挥控制的交叉域优势。当紧张致使态势远离和平而走向冲突时,全球到达得到最强有力的防御措施的支持。反之,如果冲突扩大为大规模战斗行动,那么这些最强有力的防御措施实现的能力将支持全球力量。1.进入在陆、海、空、天及赛博空间的所有领域,进入指在蓝色、灰色和红色空间部署和定位友方部队。传统领域的空间规模是固定的——从本质上讲,可用的陆、海、空、天总量是不变的,而赛博空间领域则是动态变化的,而且其规模增加不确定,这是定位赛博资产面临的唯一技术挑战。2.生存有效的深度防御可以规避大量威胁,并击败那些转化为攻击的威胁。当攻击避开探测或者没有被击败、致使美国系统和网络中断时,防御优先转为生存和任务安保。在这种情况下,任务安保将努力确保关键的完成任务所需的基本功能的履行,并从针对赛博基础设施的攻击中得以恢复。生存能力表示扰乱期间和扰乱后系统、子系统、设备、过程或程序不断运行的量化能力。美国空军系统具有不同的生存能力需求,具体取决于完成任务所需的基本功能的危险程度和保护条件。对抗:信息系统安全和生存的现有方法致力于防止、探测和包容无意的差错和有意的赛博攻击。自动判定扰乱源自差错或攻击非常困难,这使得自行恢复变得复杂。协作可信代理概念在面对不断变化的赛博威胁时仍能忠诚地执行指挥官意图,提高了生存和对抗攻击的潜力。通过正规的设计方法和自卫保证,一类通用代理可以使用特殊用途载荷来提高系统探测和对抗攻击的能力,并作为系统恢复的重要运行点。恢复是指计算机系统重新获得或者甚至超过其初始运行能力的能力。虽然完成任务所需的基本功能继续运行,受损系统必须恢复任何丢失的服务、组件和数据。这些系统必须发现其自身漏洞,确定差错和攻击的根本原因,并利用免疫能力重新生成自身,以改进其提供重要服务的能力。合成多样性可以消除类似的其他漏洞,从而确保整个系统的生存能力。由于赛博空间内的攻击发生于毫秒之间,因此恢复必须是自动的——即不需要人为干预。自动恢复要求迅速理解出现故障或敌方成功实施赛博攻击的根本原因。必须利用这方面的知识开发多种免疫的、功能相当的代码和组件,并用于易受攻击的系统,从而使之恢复到可信状态。自动恢复功能按照初始运行能力重新设定系统,并降低系统受到类似攻击的可能性。任务意识系统:美国国防部目前的信息保障状况取决于保护信息和信息系统的解决方案。美国空军系统必须动态控制端-端资源,以提供任务意识服务交付以及信息保障支撑的任务意识。为了提供可接受的服务和安全等级,这些系统必须通过重新配置资源来适应故障和攻击。因此,必须设计和构建能够对抗攻击和恢复的系统,在恢复系统功能和可信性的同时,保留完成任务所需的基本功能。3.交叉域行动如果利用因特网术语来描述,域是指一组共享高阶寻址单元或高阶命名规则的计算机或因特网协议地址。因此,计算机安全术语涉及交叉域行动,这些交易发生在不同的保密级别或者跨越同一保密级别的不同因特网域。本文采用域的联合定义,利用交叉域表示跨越陆、海、空、天及赛博空间的行动。美国空军的“在空中、太空和赛博空间飞行、战斗并取胜”的任务需要通过赛博空间机动的能力,作为从任意一个领域对另一个领域实施攻击和防御的手段。要实施有效的交叉域行动,就需要对多域综合效果、打击效果的综合计划编制以及交叉域指挥控制进行逼真的建模、仿真与作战模拟。建模、仿真与作战模拟:鲁棒的建模仿真与逼真的作战模拟允许对交叉域效果进行实验性预配置、构建原型和评估。战时使用交叉域能力可以保证鲁棒且灵活地执行指挥官意图,同时确保指挥、控制、通信、计算机、情报与侦察部门之间的赛博保护和任务意识。美国空军的战斗系统依赖于赛博空间行动,而且赛博空间行动并非独立于空中行动及太空行动,它们组成一个彼此依赖的综合行动。综合效果的建模、仿真与作战模拟必须综合提供每个领域的蓝色系统针对每个领域的红色系统的对抗效果以及每个领域的红色系统针对每个领域的蓝色系统的对抗效果。综合效果演习必须为交叉域行动提供逼真环境,其中在一个领域的行动将直接影响另一个领域的行动。综合计划编制:在更传统的空域和天域行动与新出现的赛博空间行动之间存在着许多相似之处。随着这些能力的集成,对赛博资产的计划编制需求将反映对传统情报、监视与侦察以及战斗资产的计划编制需求。但从程序上控制空中资产与实际控制空中资产的不同以及空战指挥中心的时间尺度,都不能恰当地与赛博空间相对应,因为后者的决策周期仅为若干毫秒。相反,在程序控制下部署赛博资产则要求在作战节奏中为各种未来想定加入一系列以前达成协议的规则。综合计划编制必须考虑赛博空间冲突规避的挑战、敌我识别程序以及赛博“友军伤亡”和交叉域“友军伤亡”的可能性。赛博标记和识别赛博资产以及连续探知其状态和完整性的能力成为赛博空间特有的技术挑战。此外,全球赛博空间公域的常规使用要求将敌我识别技术扩展至单一会话、交易和信息包。交叉域指挥控制:交叉域优势支持在争夺激烈的赛博域执行完成任务所需的基本功能,并允许实现和保证空、天以及赛博空间的自由使用。交叉域主宰指在空、天以及赛博空间内和通过空、天以及赛博空间进行自由攻击以及解除攻击,它允许在这三个域实现快速、同步、致命与非致命的效果,目的是在陆、海、空、天及赛博空间等所有作战领域实现战略、战役和战术目标。交叉域主宰的流行定义建议在针对传统目标实施期望攻击效果的域中做出选择。根据该定义,针对情报目标,赛博攻击或动能攻击的效果相当。类似地,赛博对抗在保护情报系统应对各种常规和非常规威胁时可以发挥交叉域作用。全球力量全球力量是威胁或打击世界上任何地方的任何目标并产生迅速、决定性、精确效果的能力。在任意战斗域提供全球力量需要赛博空间的指挥控制,这是现代美国军事能力所依赖的。为了补充或支撑动能力量,需要在全球投送赛博力量,这给发展精确赛博武器带来科学与技术挑战,因为这不仅需要估计第一阶、第二阶和更高阶效果,而且需要对外部事件采取快速响应行动。1.提供精确效果精确效果是在任何战斗域内进攻行动的预期结果。对于指定的武器效能度量工具与技术成熟度,常规动能武器的精确效果意味着较低的附带损伤。在度量赛博行动效果过程中,操作员可以依赖直觉的效能评估,这种评估在很大程度上取决于操作员的经验和专业知识。鲁棒效果:赛博空间行动可以在从和平时期到大规模战斗行动的整个冲突频谱产生战略、战役和战术效果。持续的赛博空间行动:赛博空间行动的第二阶或更高阶效果可能超越针对具体系统的直接效果。评估赛博效果的持续时间和范围较为复杂,这是赛博域特有的技术挑战。提供交叉域效果:赛博空间行动可以在其他域产生效果。针对对手及其系统的不同效果通常可以分为以下几类:威慑、拒绝、中断、欺骗、劝阻、降级、破坏和击败。交叉域效果的实现超越传统的陆、海、空、天及赛博空间等战斗领域,包括作为国家力量的辅助使用赛博空间,实现外交、信息、军事和经济效果。2.基于赛博效果的评估基于赛博的效果评估是指为作战人员提供度量效果的过程,从战术、战役和战略影响层面对赛博行动效果进行量化。这个过程必须在任务执行期间近实时发生——融合多个传感器数据,并综合多种度量方法。这个过程必须确定赛博力量应用带来的第一阶、第二阶和更高阶效果。基于赛博的效果评估的目的是为指挥官提供赛博行动对作战任务的影响。为此,基于赛博的效果评估需要确定基于物理的效果评估与基于任务的效果评估任务之间的关系。与基于效果的评估有关的任务计划编制允许赛博传感器与资产的适当预置,并允许适当的行动与事件排序。分布式赛博传感器网络能够确定和评估网络状态、系统性能以及对手行为的变化,提供全面的多维影响评估。对系统的影响:基于赛博的效果评估的第一级要求是确定赛博行动对目标系统的影响。计算机、网络基础设施、智能武器系统以及关键基础设施提供潜在目标,并需要特殊的效果评估方法。为了精确评估赛博行动打击目标的更高级效果,需要提出效能度量指标和方法。对用户的影响:基于赛博的效果评估的第二级包括确定赛博行动对用户的影响。特别是,如果赛博行动的目的是影响用户思想和行动,就必须具备评估赛博行动对行为影响的能力。采取基于知识的方法对人员、组织、文化和社会结构进行描述,将有助于这种评估。动能行动的赛博效果评估:基于赛博的效果评估的第三级是指通过赛博手段对常规战斗行动的动能效果进行评估。这个评估包括确定动能攻击前后网络流量和拓扑结构的变化,从而确定动能攻击的主要影响和次要影响。该评估还要求实现赛博ISR与传统ISR数据的无缝融合。3.响应行动计算机网络防御响应行动是指在赛博空间内采取的防御蓝军部队遭遇对手攻击的行动。在赛博任务执行期间,这些响应行动必须实时发生。虽然响应行动重点关注蓝军针对非对称敌方赛博行动的响应,但响应行动必须成为军事行动计划编制的一部分,与动能打击行动进行协调并保持一致。总之,这些积极的响应行动将共同致力于确保在赛博域内、在兵力投送的最后一英里成功完成任务。攻击防范的响应行动:迅速取证通过探测攻击、分析攻击原因和对象、评估损失以及支持快速响应的行动方案而在计算机网络防御响应行动中发挥重要的作用,包括攻击和限制损害。此外,对预期的响应行动进行迅速的间接效果评估和作战损毁评估,允许在接战原则内自动发起这类响应。进攻响应行动:从传统的角度看,赛博行动分为防御行动和进攻行动。但随着攻击复杂度的增加,加之快速响应行动要求自动化的接战原则,在利用进攻行动击败网络攻击时面临着技术与法律方面的挑战。六、结束语赛博空间是一个激烈对抗的领域。最近一段时期,赛博空间对抗攻击的例子不胜枚举。例如,在2007年以色列-叙利亚战争中“舒特”装备大显身手,2007年爱沙尼亚商业与政府网站遭受拒绝服务攻击,2008年8月俄罗斯人侵格鲁吉亚之前曾有网络攻击的报道,2008年恐怖分子通过赛博空间相互合作对印度孟买实施攻击……这些都显示出赛博空间力量的强大、灵活性及普遍性,也凸显出现实和潜在的脆弱性,展现了作战环境的自然特性。实际上,不仅仅是美国,俄罗斯、德国、法国、日本等国家也都将发展赛博战能力提高到了一个新的高度。例如,北约成立赛博防御中心,出台新的赛博防御政策,并决定成立赛博快速反应部队。德国将组建赛博战部队。法国为加强赛博空间作战能力,成立新的信息系统安全局,专门负责预防和应对赛博攻击。另外,2009年6月25日,英国政府发布了首版《国家赛博安全战略》,宣布成立赛博安全办公室和赛博安全行动中心。韩国也提出在2012年成立赛博战指挥中心。印度组建了陆海空三军联合计算机应急分队,日本组建了一支主要由计算机专家组成的赛博战部队,台军的赛博作战力量也在日益增强。但从目前的情报资料看,这些国家和地区的赛博行动主要集中在传统以互联网为代表的网络空间内。总之,对于赛博空间及其对抗,我们要高度重视,全面深入研究,力争优势。

1 电磁频谱战发展现状

参考文献[1] 李耐和. 赛博行动的理论与技术.国际电子战,2009,11:30~35[2] 方剑. 赛博空间的挑战与机遇. 国际电子战,2009,11:22~24[3] Air Force Cyber Command . Air Force Cyber Command Strategic Vision. April.3.2008[4] Chairman of The Joint Chiefs of Staff. National Military Strategy for Cyberspace Operations. December.2006

1956年,前苏联海军司令Sergei Gorschkov上将指出:“谁控制了电磁频谱,谁将赢得下一场战争”。六十年后,电磁频谱成为现代战争的关键作战域之一。为争夺战场电磁频谱优势,美军从作战理论到装备技术进行深入探索,发展迅猛。

[责任编辑:诺方知远]

1.1理论发展沿革

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电磁频谱控制由来已久。上世纪70年代初,美参联会主席Thomas H. Moorer称,第三次世界大战的胜利者将是能高度控制和管理电磁频谱的一方。美国“老鸨鸦”协会最早提出将电磁控制作为电子战概念的第四组成部分。2009年,战略司令部推出电磁频谱战早期概念,在电子战基础上增加电磁频谱管理、电磁战斗控制等任务内容[1] 。2012年,战略司令部建立联合电磁频谱控制中心,旨在实现电子战和电磁频谱管理全面集成,各部队也分别建立相应的组织协调机构和分队[2] 。美海军同年提出电磁机动战概念[3] ,并在2015年3月发布《21世纪海上力量合作战略》,概要阐述了电磁机动战目标、构成、技术项目和实现路径[4] 。2015年12月,美国防部首席信息官TerryHalvorsen指出,电磁频谱有望被视作继陆、海、空、天、赛博空间之后第六作战域[5] ;同月,战略与预算评估中心在《决胜电磁波:重拾美国电磁频谱领域主宰地位》 [6] 报告中提出“低-零功率”电磁频谱战概念,阐述了概念思想、趋势特点、能力和技术需求及当前障碍并提出视图、概念、采办、技术、验证等方面建议。2016年11月底,美国“老鸨鸦”协会第53届国际研讨会以“电磁频谱作战全球视野”为主题,展示电子战、频谱感知与冲突消除的新概念与技术成果,探讨电磁频谱作战环境、政策条令、装备采办、联合训练与作战能力等[7] 。2017年1月新任国防部长Ashton Carter签署首部《电子战战略》文件,正式确立电磁频谱为独立作战域并阐述如何实施作战[8] 。

1.2政策与条令

战略政策与军事条令集中体现美军作战理论发展。美国防部2006至2014年多版更新《电磁频谱战略》,聚焦推进频谱装备发展、频谱行动灵活性、频谱管理和政策响应能力提升等战略目标[9] ;战略司令部2010年8月发布《赢得21世纪经济与安全优势:电磁频谱控制战略框架》,从目标、需求、战略开发等多角度构建电磁频谱控制体系架构[10] ;参联会先后于2012年3月颁布JP6-01《联合电磁频谱管理行动》联合出版物[11] ,2012年12月签颁CJCSM3320.01C《电磁作战环境中联合电磁频谱管理行动》主席手册[12] ,2013年1月签发CJCSI3320.01D《联合电磁频谱作战》指示[13] 和CJCSM3320.04《电子战支援联合电磁频谱作战》手册[14] ,2015年3月签署《电磁频谱作战联合概念》文件[15] ,系统阐明联合部队开展电磁频谱作战行动的战略愿景、组织机构与职能、指挥与管理关系、计划制定与作战实施、作战集成与行动协同等内容,并逐步向电磁控制、干扰消除、频谱管理和电子战重编程等操作层的战术、技术与程序细化;美陆军于2007年12月发布TRADOC P525-7-16《美陆军未来模块化部队概念能力计划2015-2024——电磁频谱作战》手册[16] ,2010年5月颁布野战条令FM6-02.70《陆军电磁频谱作战》 [17] ,2014年1月颁布野战手册FM3-38《网络电磁行动》 [18] ,2015年12月发布出版物ATP6-02.70《电磁频谱管理作战行动技能》 [19] ,2016年2月更新AR525-15《网络电磁行动软件重编程》规定[20] ,美空军2017年更新AFI10-703《电子战集成重编程》指示[21] ,在联合条令指导下界定电磁频谱作战概念范畴,深度阐述机构与职责、作战架构、计划制定与协调控制、任务清单与决策流程、行动分队与管理工具及DOTMLPF等问题,并促进电磁频谱作战、电子战与网络空间战的融合。此外,美联合部队开发部主管Kevin D. Scott于2016年10月签署JDN3-16《联合电磁频谱作战》条令纪要[22] ,规范了术语和作战框架标准,对职能角色、组织机构、计划制定、作战实施和评估作了程序性描述,它以参联会2013年1月和3月签颁的CJCSM3320.02D《联合频谱干扰消除程序》、CJCSI3320.02F《联合频谱干扰消除》和2014年2月的CJCSI3320.02E-1《联合频谱干扰消除程序保密增本》三大条令[23][24][25] 为重要操作支撑,成为美军电磁频谱战最新指导。

1.3装备与技术

军事技术引领和支撑先进作战理念。为将电磁频谱战从概念转化为能力,美军极力开展技术创新和装备研发,发展具有网络化、灵巧化、多功能、小型化和自适应等特征的新系统。

在频谱管控系统上[19][26] ,美国防部自2005年开发部署同盟国联合频谱管理规划工具与全球电磁频谱信息系统,随后的频谱XXI与改进型频谱XXIO、频谱感知管理与规划系统、频谱态势感知系统、海上电磁频谱作战行动项目、联合自动通信电子行动指令系统、东道国全球在线频谱数据库等,具备实时频谱测量与在线分析、频谱筹划推演与频率分配、电磁干扰分析与冲突消除、电磁作战环境建模仿真、电磁态势共享与用频效能评估、频谱资源接入与数据库等功能与能力。

在作战装备与技术项目上[3][26][27] ,2011年,预先研究计划局开始启动行为学习自适应电子战、极端射频频谱条件下通信、主动电子扫描阵列技术、近零功耗射频和传感器运行等项目,通过对抗行为实时评估、措施自主生成、效果即时反馈等新技术开发针对未知波形和行为的电磁频谱威胁实时战术对抗新能力;2010年,空军启动基于网络化软件定义架构的认知干扰机与大功率高效射频数模转换器项目以及无源射频识别环境、频谱战评估技术工程研究、反电子高功率微波先进导弹等项目,发展有源和无源目标威胁自动感知识别、实时评估和自适应对抗技术与能力;美海军开展海上电子战改进SLQ-32舰载电子战系统、舰船信号探测装备、集成桅杆舰载天线、下一代干扰机等项目,提升实时威胁评估与态势感知、任务方案建模仿真、电磁频谱自动分配、作战行动分析等能力;美陆军启动计划在2016年9月投入使用的电子战规划与管理工具、防御性电子攻击和“消音器”电子战等系统,增强射频信号感知的电子支援和发送干扰或欺骗信号的电子攻击能力。今年初,战略司令部联合电子战中心启动面向电磁频谱态势感知与指挥控制提供改进电磁战斗管理能力的新技术研究,计划5年内实现基于策略的实时频谱管控、先进电磁战斗序列表征和行动方案建模仿真分析等能力并达到7-8级技术成熟度[28] 。在认知电子战和人工智能技术推动下,DARPA在2017年8月11日又启动了射频机器学习系统和频谱联合挑战项目,开发从大量复杂频谱信号中自动区分和表征目标信号的新技术[29] 。

2 联合电磁频谱作战理论

电磁频谱战是美军21世纪信息作战最新理论。随着研究和认识的不断深化,美军逐步将新的战略思想落地为战法和战术措施。为统一战场电磁频谱利用与控制行动,美军综合一系列指示、条令、规程等文件出版JDN3-16《联合电磁频谱作战》条令纪要,规范了作战概念、任务范畴、组织机构、作战筹划与实施及评估等。

2.1基本概念

电磁频谱作战是美军电磁频谱战理论的概念基点。它以电子战和频谱管理为基础,以联合电磁频谱作战为实现方式,目标是在电磁作战环境中达成电磁频谱优势,涉及频谱管理行动、联合电磁频谱作战和联合电磁频谱管理行动等概念。根据美军条令JP1-02《国防部军事术语词典》 [30] 、JP6-01《联合电磁频谱管理行动》、JDN3-16《联合电磁频谱作战》和ATP6-02.70《电磁频谱管理作战行动技能》界定,联合电磁频谱作战是由两个或两个以上部队开展的用于利用、攻击、防护和管理电磁作战环境的协同军事行动。电磁频谱管理行动是指在军事行动全阶段共同促成计划、管理和实施电磁作战环境内作战行动的频谱管理、频率分配、东道国协调、政策遵循、冲突消除等相互联系的功能。各概念间关系与范畴如图1。

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图1 电磁频谱作战相关概念关系图[19]

2.2任务域定位

美军认为,联合电磁频谱作战任务域由电磁频谱利用、管理、攻击和防护四维度任务构成,其中,利用任务有信号情报搜集分发和电子战支援,管理任务有电磁频谱管理和电磁战斗管理,攻击任务有电子攻击和导航战,防护任务有电子防护和联合频谱干扰消除。该作战概念旨在对电磁作战环境中的联合部队电磁频谱行动进行作战集成、确立重点优先事项、组织行动协同和冲突消除,通过充分集成电磁机动方案、力量和行动强化协调统一,实现战场电磁频谱控制。它在各作战域的联合作战行动能力形成中扮演着关键角色,对联合部队的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动能力维持等职能作用发挥产生深刻影响。

2.3组织机构框架

联合电磁频谱作战的组织机构负责为指挥官和司令部制定和发布政策指示与行动指南,进行作战计划制定、作战实施、行动协调和作战评估。由联合部队指挥官指派电磁频谱控制负责人承担联合电磁频谱作战总职责。联合电磁频谱作战单元是联合部队的主要参谋部,由电磁频谱控制负责人委派一名主管统一指挥。各军种设立电磁频谱作战分部,各下辖一个电磁频谱作战分队,承担集成网电作战、电子战和频谱管理行动的职能,分别为陆军的电子战军官所辖网络电磁行动分队、海军的海上作战中心电磁频谱作战分队、空军的空中作战中心电子战协调单元、海军陆战队的战斗开发与集成司令部下属网络空间与电子战协调单元、多国部队联合参谋部作战处所属合同电子战协调单元。联合部队所属联合电磁频谱作战组织机构如图2,联合电磁频谱作战单元架构如图3。

韦德19461188 8图2 电磁频谱作战组织机构

韦德19461188 9图3 联合电磁频谱作战单元架构

2.4作战筹划流程

联合电磁频谱作战筹划工作由各级联合电磁频谱作战单元共同完成。在任务分析时,作战计划制定队伍制定一份参谋部评估方案,用于在制定和分析行动方案中确定电磁频谱支持度,作为达成电磁频谱优势的战略基础;行动方案选定后,制定联合电磁频谱作战附录,描述作战全阶段的使命任务、优先事项、政策策略、流程步骤和实施程序,为在联合作战域使用电磁战斗管控系统建立协调措施、具体程序和交战规则;同时,联合部队各分部报送各自电磁频谱作战计划并集成到该附录。在计划制定与行动实施期间,联合电磁频谱作战单元加强各分部电磁频谱作战计划并参与各分部需求制定、优先事项确立、作战集成与行动协同,并生成一份电磁频谱控制计划。随后,调整更新后的电磁频谱控制计划启动联合电磁频谱作战实施周期环,生成指导联合部队电磁频谱使用的电磁频谱控制序列。作战筹划流程如图4。

韦德19461188 10图4 联合电磁频谱作战计划制定流程

2.5作战实施方式

联合电磁频谱作战实施过程是一个计划、实施和评估的连续循环周期。联合电磁频谱作战单元完成电磁频谱控制计划和电磁频谱控制序列的制定,确立作战行动的战斗周期,经电磁频谱控制负责人批准,向各分部作战单元和分队发布并组织实施。电磁频谱作战单元全周期完整参与联合部队关键战斗流程,并根据作战时段内各分部所属分队的用户需求和战场电磁频谱态势及时调整更新计划与序列,确保每份电磁频谱控制序列有效生成、高效下达和执行。基本过程为:制定与发布控制计划、更新各分部控制计划、准备作战计划、生成和分发控制序列、执行和调整作战实施计划与控制序列、监测和指导作战进程,作战实施周期如图5。

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图5 联合电磁频谱作战实施周期

3 电磁频谱作战发展特点

军事新能力离不开新体系支撑。作为应对信息网络、大数据和人工智能时代军事新挑战的作战理念,电磁频谱战一经提出就成为美军战斗力发展新方向。为力求深化认识且高效实用,美军从政策条令建设、组织机构与部队调整、装备系统与新技术研发等多个维度将新概念推向战场。

3.1以政策条令为依据强化基本概念与理论认知,推动作战理念向执行操作落地

思想引领行动。美军擅长创新作战理念,电磁频谱战概念也不例外。一是注重厘清概念核心,统一理念认知。电磁频谱战发展的早期数年,始终在论证面向新作战域的新概念。军方主导“老鸨鸦”等专业性军地高层论坛,分析概念所涉及的相关理论、交流技术发展和应用方式,推动认识深化,同时,在战略性文件和顶层条令中,逐步梳理相关联新旧概念间的联系与区别,剖析其范畴与任务域,以此日益促成概念的清晰界定和理论体系成型。二是面向战场运用操作,逐层细化条令。美军历来重视将作战概念向执行层战、技术措施细化落地。电磁频谱战从概念提出到进入条令和从联合条令到军兵种配套行动手册及战技术规程仅用三年左右的时间,美陆军甚至在联合参谋部之前建立战场运用概念蓝图,形成从联合层面到分队层面层层衔接、逐项落地的系统性作战运用与操作指南。

3.2以固有力量为基础建立高效集成的部队架构,力求战场运用全周期协调有序

部队是行动载体。美军非常重视新概念作战力量与现有能力的优化集成。一是注重能力体系整体规划。美军电磁频谱战与网络空间作战的能力发展轨迹相似。从联合参谋部、联合部队司令部到军兵种部队,设置作战席位和相应实施分队,建立作战计划、指控、实施和评估的全流程运行机制,形成高效流畅的能力集成体系。二是重视现有机构与新力量协调互融。通过及时明确新能力所涉及机构与力量的职责和相互关系,制定面向作战的行动流程和实施程序,甚至规定有关协调活动中的制式模板,促成电磁频谱作战与其他任务域的全体系全程行动协同有序。三是依托实战演练及时验证能力。基于作战新概念和能力目标迅速推进电磁频谱领域战场攻防研练实践,在作战试验中边验证边修正。美陆军在去年2至5月成立第1战场网电战小组的电磁频谱战独立分队并计划年底参加某一地域战斗司令部组织的演习[31] ;美空军在“战斗护盾”演习中为响应“频谱干扰消除项目”实施了雷达电子战系统测评[5] 。

3.3以科技实力为支撑推进新概念装备系统预研,将高新技术向战斗力优势转化

强军必需利器。高新技术装备是催生新生作战能力的重要途径。一是善于发掘战场新变化并评估新需求。美国防部2014年《电磁频谱战略》指出,要量化频谱需求、发展电磁环境所需装备和技术,增强实时频谱操作和电磁频谱系统实时识别、预测及干扰消除等能力[9] 。美军由底至顶建立了面向装备系统研建与作战部署应用的需求采集与集成机构,在定期搜集梳理的同时借助政府审计署、兰德公司和院所专题小组进行专项调研论证,分析结果可直接为国防部和参联会提供决策支持,形成了畅通有力的需求管理评估体系,为研建电磁频谱战装备和开发新型战斗力注入激活剂。二是注重预研技术向装备系统集成应用。美军装备系统研建都会基于国防信息体系结构标准展开,具备仿真建模、预先研究、技术集成、应用验证等系统流程和完善能力,注重同步进行原有型号改进和新研智能技术装备系统开发。《决胜电磁波》指出,新阶段电磁频谱战重要特征是无源传感器应用和采用“低-零功率”能力对敌进行反电磁对抗,智能化技术和装备是未来主导[6] 。电磁频谱战技术装备预研与集成也将能够以更优方式实现军事问题向技术能力升级、前沿技术与成熟方法互融、专用系统向综合平台集成,进而完成战斗力优势无缝跃升。

参考文献

[1] 朱松.电磁频谱战构想[J].国际电子战,2010:26.

[2] U.S. Government Accountability Office.Electronic Warfare: DOD Actions Needed to Strengthen Management and Oversight [R].WashingtonDC:U.S.Government Accountability Office, July 2012: 15.

[3] 李琨,任翔宇.反介入/区域拒止背景下电子战装备的研发[EB/OL].[2016-06-22]..

[4] U.S. Marine Corps, Navy, Coast Guard.A Cooperative Strategy for 21st Centrury Seapower[R].WashingtonDC:Department of the Navy, March 2015: 21.

[5] 李勇 译.美国防部或宣布电磁频谱为第六作战领域[EB/OL].[2016-12-23]..

[6] Bryan Clark,Mark Gunzinger.Winning the Airwaves: Regaining America’s Dominance in the Electromagnetic Spectrum [R].WashingtonDC: Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2015-12-02.www.csbaonline.org.

[7] Association of Old Crows.Press Coverage of the 53rd Annual AOC International Symposium & Convention[EB/OL].[2017-01-20]..

[8] John Knowles.A Great Strategy [EB/OL].[2017-06-16]..

[9] U.S. Department of Defense.ElectromagneticSpectrum Strategy [R].WashingtonDC: Department of Defense, February 2014..

[10] LCDR J DMcCreary.Gaining the Economic and SecurityAdvantage for 21st Centrury: A Strategy Framework for Electromagnetic Spectrum Control [R].WashingtonDC: Joint Information Operations Warfare Centre, United Stats Strategic Command, 2010-08-31: 21-22.

[11] Joint Chiefs of Staff.Joint Publication 6-01: Joint Electromagnetic Spectrum Management Operations [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2012.

[12] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Manual 3320.01C: Joint Electromagnetic Spectrum Management Operations in the Electromagnetic Spectrum Operational Environment [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2012.

[13] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Instruction 3320.01D: Joint Electromagnetic Spectrum Operations [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2013.

[14] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Manual 3320.04: Electronic Warfare in Support of Joint Electromagnetic Spectrum Operations [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2013.

[15] Senate Committee On Armed Serverces.Statement of John E. Hyten Commander United Stares Strategic Command Before the Senate Committee On Armed Serverces [R].WashingtonDC:U.S. Senate Committee On Armed Serverces, 2017-04-04: 11-12.

[16] U.S. Army Capabilities Integation Center.Training and Doctrine Pamphlet 525-7-16: The United States Army Concept Capability Plan for Electromagnetic Spectrum Operations for the Future Modular Force 2015-2024[M].WashingtonDC:U.S. Army Training and Doctrine Command, 2007.

[17] U.S. Army Signal Center of Excellence.Field Manual 6-02.70: Army Electromagnetic Spectrum Operations [M].WashingtonDC:Headquarters, Department of the Army, 2010.

[18] U.S. Army Combined Arms Center & Electronic Warfare Proponent.Field Manual 3-38: Cyber Electromagnetic Activities [M].WashingtonDC:Headquarters, Department of the Army, 2014.

[19] U.S. Army Cyber Center of Excellence.Army Techniques Publication 6-02.70: Techniques for Spectrum Management Operations[M].WashingtonDC: Headquarters,Department of the Army, 2015: 1_1-E_1, 5_1-5_12.

[20] U.S. Headquarters,Department of the Army.Army Regulation 525–15: Software Reprogramming for Cyber Electromagnetic Activities[M].WashingtonDC: Headquarters,Department of the Army, 2016.

[21] U.S. Air ForceElectronic Warfare Division.Air Force Instruction 10-703: Electronic Warfare Integrated Reprogramming [M].WashingtonDC:Headquarters, Department of the Air Force, 2017.

[22] Joint Chiefs of Staff.Joint Doctrine Note 3-16: Joint Electromagnetic Spectrum Operations [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2016.

[23] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Manual 3320.02D: Joint Spectrum Interference Resolution Prcedures [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2013.

[24] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Instruction 3320.02F: Joint Spectrum Interference Resolution [M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2013.

[25] Joint Chiefs of Staff.Chairman of the Joint Chiefs of Staff Instruction 3320.02E-1: Classified Supplement to the Joint Spectrum Interference Resolution Prcedures[M].WashingtonDC:U.S. Joint Staff, 2014.

[26] Heisey W, KlineW, Zebrowitz H, et al.Automated Spectrum Plan Advisor for On-The-Move Networks [C].Proceedings of 2006 IEEE Military Communications Conference.WashingtonDC: IEEE, 2007: 1-5.

[27] 国际电子战.认知—电子战的未来[EB/OL].[2016-6-17]..

[28] 刘丽 译.美联合电子战中心寻求改进型电磁频谱战斗管理技术[EB/OL].[2017-04-09]..

[29]韦德19461188, 开辟机器学习应用新领域,DARPA启动“射频机器学习系统”项目[EB/OL].[2017-08-17]..

[30] U.S. Joint Chiefs of Staff.Joint Publication 1-02: Department of Defense Dictionary of Military and Associated Terms [M].WashingtonDC:U.S. Department of Defense, 2011.

[31] Sydne J.Freedberg JR.Army Building 1st Battlefield Cyber/Electronic Warfare Team [EB/OL].[2017-08-20]..

[责任编辑:huangxx]

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