赛博作战对军事通信未来发展的影响

2012-10-20 06:58陆建勋
舰船科学技术 2012年1期
关键词:赛博频谱战争

陆建勋

(中国舰船研究院,北京 100192)

1 赛博作战的发展动态

2009年6月23日,美国国防部在战略司令部下正式成立美国赛博司令部(USCYBER COM),该司令部由四星上将担任司令,美国陆军、海军、空军、海军陆战队都先后成立了赛博司令部和相应机构,统一归美国赛博司令部领导。美国国防部又于2010年11月3日宣布,美国赛博司令部已经实现全面运行能力(FOC),这标志着赛博战已经来临了。

赛博空间和赛博战并不是概念的一时炒作,也不可能会昙花一现。它是在全新作战空间的全新作战样式,它标志着美军新军事变革进入到一个新的阶段,这种作战样式是未来战争的新方向。之所以这样说,是因为美军的赛博作战经历了从概念的提出、条令的明确到组织机构的建立、法律法规的建设,以及再到装备、系统方面的发展,这是一个十分规范的、制度化的过程,具有非常强烈的战争目的性和作战应用性。

下面我们先来看看赛博空间和赛博战的定义,再介绍一下赛博战的由来。赛博空间(CYBERSPACE我国译为网络电磁空间)按美军的定义:“是信息环境中的一个全球域(与陆、海、空、天相同),包括互相依赖的信息技术基础设施网络,这些网络包括因特网、通信网、计算机系统以及嵌入式处理器和控制器”。赛博作战定义为:“对赛博空间能力的运用,其首要目的是在赛博空间中或借助赛博空间达成目标。这类作战行动包括计算机网络战,以及‘全球信息栅格’运行、进攻和防御的各种作战行动。”赛博作战不仅仅指计算机网络作战(CNO)以及网络作战(NetOps),赛博作战针对的目标还包括计算机、电信网络以及嵌入到设备、系统和基础设施中的处理器和控制器。

自古以来在各种战争中早就有了情报战,近代随着通信、雷达、计算机等电子装备在作战中的广泛应用,20世纪又发展了电子战,美欧在陆、海、空、天,部署了庞大的针对信息的侦查、干扰、攻击的武器和装备,但当时主要还是属于机械化战争的辅助工具。1993年美国提出信息战的概念开创了信息化战争的先河,经过20多年的实践和发展,世界已进入信息化战争的时代:首先,美国通过海湾战争、科索沃战争到伊拉克、阿富汗战争等一系列战争的实践,实现了以信息化为主导的作战模式的实战检验,基本实现了三军信息作战的联合与统一;其次,发展了非对称、非接触、非线性作战、精确打击作战、全频谱作战、网络中心战等一系列作战理论;最后,认识到“信息优势将成为取得战争优势的关键手段”,从而将信息维的作战提升到和陆、海、空、天维同样重要的程度。发动了信息时代的所谓的“新军事革命”。

美国国防部1996年将信息战定义为:“通过影响敌方信息、信息的处理过程、信息系统和计算机的网络,同时防御己方信息、信息的处理过程、信息系统和计算机的网络,以获取信息优势而采取的行动”。赛博战虽来源于信息战,但其含义更为宽广。尽管国内外对赛博空间理论和概念、内涵和组成以及名词、定义等还在热烈讨论和争议中,甚至它和电子战、信息战、网络中心战、电磁频谱、全球信息格栅等的关系与定位还在不断调整,但以下的内容是不容置疑的:其一,赛博作战是信息时代作战的重要组成部分,包括攻击与防护、平时与战时、军事和民事、对称与不对称等范畴;其二,赛博作战的最终目的是使己方在赛博空间中获得行动自由、保持优势,阻止对方的行动自由,使之处于劣势。

信息领域的赛博战(赛博战争)揭示了与常规战争截然不同的特点:①时间上平战不分;②地理上远近不分;③目标上军民不分;④参与人员不受限制,非职业军人都能给对方带来重大威胁,给不对称作战提供了良好发挥机遇。

美国和欧洲近期纷纷建立赛博靶场,进行网络电磁对抗模拟演习。各种赛博司令部的建立并加紧法规制定,标志进入实战规划阶段,赛博战争已经提高到实质性作战组织与实施的高度。美国国土安全部分别在2006、2008、2010年组织了3次“网络电磁风暴”的演习,第3次美国国防部、商务部、能源部、财政部、司法部、运输部及12个国家都参加了各种类型的网络电磁演习,可见他们的重视程度。我国应当密切重视这一重大变化,深入分析我们的差距,制定相应措施。

2 军事通信面临的威胁与挑战

军事通信最初主要服务于作战指挥(C2),从C2发展到C3I又到 C4ISR及C4IKSR,军事通信已成为现代战争中最重要的神经网络,是赛博战的主要攻击与防护对象。“全球域”的赛博作战实际包括了各种军用网、民用网,各种传感器及终端,未来将是军民一体化的信息战争,国外在研究对敌方电网、因特网进行赛博攻击,计算机病毒的入侵可能使交通、银行瘫痪;美国规定其生产的控制、处理芯片必须留有“后门”,不然信息安全将成大问题。军、民通信同样面临严重的威胁与挑战。

先来看看在赛博作战中美军针对进攻敌方通信网络是如何考虑的。2008年,美国空军Cyber司令部提出以OODA认知环路为基础的C4ISR赛博空间一体化作战构想(图1)。作战构想在判定过程中“可预测信息”浏览是重要的环节。“可预测信息”是指能据以判定目标特性的不变参数的信号特征数据。我军现有通信体制大部从国外引进,跳频、直扩及高速跳频等固定频谱抗干扰措施不变参数多,都能被截获并纳入外军的特征数据库中,(例如3 000 h/s高速跳频只要连续出现10次,在3.5 s内截获概率可达85%)战时通过快速识别进行压制或破坏,对我将是极大威胁。造成威胁的主要原因在于现有通信手段基本采用固定频谱通信体制,它具有载频或工作频率集固定不变、频谱多次重复出现的特点,属可预测性信息。

图1 美军OODA赛博空间一体化作战构想Fig.1 The integrated warfare strategy of the US OODA cyberspace

再来看看在赛博作战中美军针对敌方对其通信网络的干扰和攻击是如何防御的。美军自身为了克服目前固定频谱通信易被预测的缺点,加强了新型抗智能干扰与抗赛博入侵的措施,开展了下一代智能型无线通信体制(XG计划)的研究。它不仅具有高效利用无线频谱的优点,还具有很强的抗侦察、抗干扰能力。美国国防高级计划局(DARPA)2002启动的下一代(XG)无线通信计划研究,关键技术是用“动态频谱”保障军事沟通,在2004~2006年,主要研究频谱捷变无线电,投资1 700万美元。在2009年进行了25个节点试验,已接近实用。从抗干扰角度来讲,XG为了对抗以OODA认知环路为基础的赛博战干扰和入侵,采用了感知—认知—反应—适配的认知环路,以基于认知环路的通信来对抗基于认知环路的干扰。随后,DARPA在2007年又开始了 WNaN(下一代无线网络)计划,它是XG计划的延伸,进一步将抗干扰能力提高并实用化。

由此看出,动态频谱通信是应对赛博战条件下智能干扰的根本手段。动态频谱通信的特点是,实时监测电磁环境的变化,自动调整通信频率、调制、速率、功率等参数以适应环境的变化。它的优点如下:

1)可以利用大量暂时空闲的频谱进行通信,成倍扩大了频谱的利用范围,提高通信可靠性;

2)信号各种参数动态变化增大,降低了“可预测性信息”性质,提高了抗侦察的能力。

3)当主用户信号(包括恶意干扰)出现,会主动迁移到新的无干扰频率(频谱空洞)上工作,主动避开干扰,达到抗干扰的目的。

3 未来无线通信发展的几点设想

应以赛博作战的大环境为背景,以信息对抗为目标,全面安排我们未来信息与电子的科研和发展。以下3点特别重要:①信息优势将成为取得战争优势的关键手段;② 信息对抗将是赛博战争的主要形式;③智能化将是未来信息电子的重要发展方向。

从技术上讲,未来通信应在以下几方面重点发展:

1)实现军事通信体制一体化、扁平化是基础,链路层和网络层的统一和协调是重点;

2)深入研究不对称对抗技术与体制,发展具有我国特色的技术体制;

3)软件无线电是发展的必由之路,它既能大大简化通信装备品种和数量,又能多种体制兼容保持互通,是动态频谱无线电和认知无线电的理想平台,也是通信系统装备升级换代的必然发展方向。

针对赛博战的具体威胁而言,固定频谱无线通信体制不适于赛博战的环境。从技术上讲,现有通信方式都有干扰破坏的方法,在赛博战面前,必须有自己的有效对抗手段,这就是具有认知能力、动态多变的智能化通信体制。

借鉴美军开展的XG和WNaN计划的研究,我们应当加紧研究具有很强的抗侦察、抗干扰能力,以动态频谱接入和以认知技术为根本特征的下一代智能无线通信系统。从而在信息化战争中取得“制信息权”的优势,抢占未来信息对抗的制高点。

4 结语

美军定义赛博战为全球域性质内容深广,他们历经十余年的努力,现在成立各级赛博司令部是重要的里程碑。未来的赛博战将发展到什么程度?可能还难以设想全面,我们存在什么样的差距可能还缺乏明确的认识。作为走在科学发展前沿的领导和专家,对未来发展必须有清楚的认识,未雨绸缪才能立于不败之地。

[1]美国参谋长联席会议.赛博空间作战国家军事战略[R].2006.Joint Chiefs of Staff.The cyberspace warfare of national military strategy[R].2006.

[2]美国防部.陆军赛博作战概念能力规划 2016~2028[Z].2010.The U.S Department of Defense.The concepts and capability of army cyber-war plan 2016 ~2008[Z].2010.

[3](美)罗伯特 J·埃尔德.21世纪的电子战[J].国际电子战,2010,(6).ROBERT J H.The 21stcentury's electronic warfare[J].International Electronic Warfare,2010,(6).

[4]陆建勋.赛博空间作战与军事通信的未来发展[A].军事电子信息系统学术会议[C].2010.LU Jian-xun.The cyberspace warfareand thefuture development of military communication,[A].The Military Electronic Information System Academic Conference[C],2010.

[5]通信电子战[J].2010,(3).Communication Electronic Warfare,2010,(3).

[6]国际电子战[J].2010,(11).International Electronic Warfare,2010,(11).

[7]BRUCE A F,等.认知无线电技术[M].北京:科学出版社,2008.BRUCE A F,et al,Cognitive radio technology[M].Science Publish,2008.

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