体系作战条件下的海战场赛博作战效能评估技术＊

陆光宇

（北京西三环中路19号 北京 100841）

1 引言

赛博（Cyberspace）是哲学和计算机领域中的一个抽象概念［1～3］，指在计算机一级计算机网络里的虚拟现实。根据美军参联会2006年出台的《赛博空间国家军事战略》［4～5］，赛博空间定义为“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、修改并交换数据的领域”。赛博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。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。2006年底，美国空军宣称将成立暂编的美国空军赛博司令部（该司令部最终降级为第24航空队）［6～7］；2009年6月23日，美国国防部长宣布成立 美 国 赛 博 司 令 部 （USCYBERCOM）［8～9］；2010 年 11月，美国赛博司令部具备了完全运作能力（FOC）［10］。但从2010年底以来，世界各国纷纷将注意力转移到了赛博作战的体系建设和效能分析技术上［11］。从赛博作战装备角度来讲，尽管世界各国关于赛博作战技术的分类比较混乱，但各国差距不是特别明显。从体系建设和效能评估角度来讲，不管是美国还是世界其他国家都相对缺乏，相关研究甚少，且都流于宽泛、不够系统、不够具体。因此，很有必要从体系建设角度对赛博作战的效能进行分析研究。

2 赛博作战的特点

由于赛博空间与电磁频谱和网络化系统密切相关，这决定了赛博作战具有一些与陆、海、空、天领域中作战所不同的特点，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，提高制定决策和决策的速度将有可能产生更大的赛博作战能力。

3 海战场赛博作战效能评估流程

由于赛博作战不同与传统作战，而且海战场赛博空间组成的复杂，海战场赛博作战的有效性难以估计，通过构建海战场赛博作战效能评估体系，以精确可靠地分析海战场赛博作战的效能，检验海战场赛博作战效果，保证作战任务的完成。海战场赛博作战效能评估流程如图1所示。

图1 海战场赛博作战效能评估过程

首先针对海战场赛博作战应用需求，对海战场赛博作战的各性能指标属性进行逐层分解，建立各类因素集合，并剔除相互之间高度相关的因素，建立能综合反映海战场赛博作战能力的网络防御能力、频谱管理与控制能力、赛博空间攻击威慑能力、赛博空间攻击缓解与抗毁能力、数据与电子系统防护能力、电磁和基础设施防护能力等能力的海战场赛博指标体系。而后针对各项指标设计单项性能指标评估算法和模型，最后通过将各项性能指标的统一量化处理，再采用综合评估方法计算指标的影响／依赖权，并计算指标的总的权重，分析海战场赛博作战的综合效能。

4 海战场赛博作战效能指标体系构建技术

海战场赛博作战空间包括三个层次的指标要素，即物理层、逻辑层和社会层；共有五个组成部分，即地理组件、物理网络组件、逻辑网络组件、赛博角色组件和人员组件。物理层包括地理组件和物理网络组件。地理组件指的是网络元素的地理位置。物理网络组件包括支持网络的各种连接器和相关的处理设备，包括所有硬件和基础设施。逻辑层包括逻辑网络组件，其本质是技术性的，主要指网络节点间的逻辑连接，网络节点可以是连接到网络的任何装置。社会层由人及认知要素组成，包括赛博角色组件和人员组件。赛博角色组件包括网络上人员的身份和角色。人员组件则由网络上的实际人员组成。一个人可能担负多个赛博角色。从海战场军事需求出发，根据未来赛博作战的能力需求、要素与要素提供服务之间的关系。海战场赛博作战指标体系构建的基本过程是：通过赛博作战空间的物理层、逻辑层和社会层要素进行分析，建立相应层次下的网络防御性能指标、网络攻击性能指标、电磁管控性能指标和电磁调配性能指标的属性进行逐层分解，初步建立各类因素集合。再在上述因素集合中，剔除相互之间高度相关的因素，使剩余的因素保持相对独立，从而形成面向典型赛博作战应用的评估指标体系。最后通过评估实践，不断修正、调整，从而不断完善指标体系，如图2所示。

图2 海战场赛博作战指标体系

上述指标体系中逻辑层和社会层指标均属于赛博行动的范畴，而对物理层的指标体系是逻辑层和社会层的基础。其中物理层的指标体系分析，可以找出赛博空间中无线接口及物理链路中存在的漏洞，把握网络联通的能力，保障信息传输的通畅。对逻辑层的指标体系分析，可以分析出赛博空间在网络防御体系和电磁防御体系方面可能存在的漏洞，评估的赛博作战的能力。对社会层的指标体系分析，可以分析赛博作战的安全防卫、用户认证和权限分配能力，为用户顺利进入赛博空间提供保障。

5 基于指标关系的赛博作战效能评估分析

海战场赛博作战效能指标体系中其指标之间的水平方向上的关系比较紧密，而常见的评估方法都没有对此进行考虑，通过基于指标关系的赛博作战效能评估分析方法有助于横向指标的分析，其评估流程如图所示。首先通过人机交互的方式确定评估单项指标输入单项指标评估模型，导入基于指标间关系的评估算法（基于最大树的评估指标糊聚类分析方法），以准确反映指标间的比较和影响／依赖关系，使其能够正确计算，最终对指标体系、评估算法和评估数据进行综合处理，并将结果有效地显示其流程如图3所示。

对已构建的海战场赛博指标模型，还将采用基于模糊聚类的方法来对指标进行标准量化。据标准化数据用指数相似系数法计算样本间的相似关系，最后根据各样本与基准样本相聚类或分离进行量化分析，判断赛博综合作战能力的强弱次序。

图3 基于指标关系的赛博作战效能评估流程

评估指标模糊聚类分析过程：

设有n个能力指标样本，考虑m项因素指标，xij表示第i个样本的第j项因素指标值，进行标准化。

6 结语

本文通过分析赛博作战的特点，根据未来体系作战的需求，建立海战场赛博作战效能评估体系，并从物理层、逻辑层和社会层确定效能评估指标集，通过对构建的指标模型进行模糊聚类，以建立指标间的关系，最后根据各样本与基准样本相聚类或分离进行量化分析，判断赛博综合作战能力的强弱次序，评估整个赛博战场的作战能力。

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［6］Goodman S E.Cyberspace as a Medium for Terrorists［J］.Technological Forecasting and Social Change.2007，2：193－210.

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［9］张勇.网络安全态势感知模型研究与系统实现［D］.合肥：中国科技大学，2010.

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