基于大数据、云计算的信息对抗体系设想

王 琦, 杨会军

( 中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

·技术前沿·

基于大数据、云计算的信息对抗体系设想

王 琦, 杨会军

( 中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

信息对抗体系建设是适应现代信息化作战的必由之路。探讨了大数据、云计算的信息对抗体系建设的基本概念、组成构架、建设内容，最后给出建设实施的几项建议。

大数据；云计算；信息对抗；体系

0 引言

信息对抗技术发展的最终目的就是通过扩展己方感知能力并抑制对方感知能力而形成作战的“单向信息透明”优势，同时通过信息优势获取作战胜利。信息对抗能力的优劣在当今作战中起到决定性作用。

现有信息对抗系统在功能、能力和作战使用方式等方面暴露出越来越多的问题：单装功能单一、互操作性差、缺乏融合协同、作战使用模式缺乏灵活性等不足，一言概之，缺乏体系作战发展规划[1]。面对未来任务挑战，现有的任何单一信息装备或多种信息对抗装备的功能叠加已不能满足需要,体系化的综合对抗不可避免。于是,在作战平台信息化程度不断提高的情况下,发展新一代信息对抗体系对抗成为提高战斗力的一种必然选择。

目前，云计算与大数据等技术的快速发展给传统信息对抗带来了挑战与机遇。不立足未来，不谋求物理、信息、作战域上的革命性体系重构，就难以在军事电子技术上真正实现突破与超越。以大数据为特征的信息系统一体化是军事电子系统的重大发展趋势，也将成为军事电子系统最具潜力、最为彻底的技术变革方向。以基于大数据、云计算先进理念构建下一代对抗体系成为了一种新的解决思路。本文就此议题作一些探讨并提出后续发展建议。

1 概念与内涵

1.1 大数据[2]

“大数据”是近两年来的一个热门话题，维基百科对于大数据的定义是：无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取管理和处理的数据集合。大数据的意义并不在于大容量、种类多等特征，而在于如何对数据进行管理和分析，以及因此而发掘出的价值。

信息对抗中的大数据具有以下几个特点：

1)具有不同尺度特性。数据在不同观察层次遵循的规律和体现出的特性不尽相同。在尺度维上，表达了数据由细至粗多比例尺或多分辨率的几何变换过程。尺度越小，对目标表达越精细、越微观；尺度越大，对目标表达越概括、越宏观，利用该特性可以探究目标信息在泛化和细化过程中所反映出的特性渐变规律。

2)数据巨大，分布式存储。分布在不同信息平台的海量数据常使一些算法因难度和效率或计算量过大而无法实施，因此要克服由海量数据的分布式存储带来的困难，发展云计算模式并研究新的高效算法。

3)目标空间属性的非线性关系。它是数据库系统复杂性的重要标志，反映了系统内部相互作用的复杂关系和机制。

4)目标维数的增加和数据类型的复杂。目标对象的属性增加极为迅速，如在侦察领域，由于传感器技术的飞速发展，波段的数量由几个增加到几十甚至上百个。如何从几十甚至几百维空间中挖掘数据，发现知识，成为研究的又一个难点。

5)目标信息的模糊性和不确定性。模糊性和不确定性几乎存在于各类数据中，如目标位置的不确定性，目标对象关系的模糊性以及模糊的属性值等。

6)数据的缺失。数据的缺失是由于不可抗拒的外力使数据无法获取或丢失。如何对丢失的数据进行恢复并估计数据的固有分布属性，成为解决数据复杂性的难点之一。

基于大数据的信息对抗需要在数据库的基础上，综合利用统计学原理、模式识别技术、人工智能方法、神经网络技术、模糊数学、机器学习、专家系统和相关信息技术等，从大量的接收数据、背景数据、经营数据或中间数据中提取出可信的、新颖的、感兴趣的、隐藏的、事先未知的、潜在有用的和最终可理解的知识，从而实现知识的自动获取。

1.2 云计算

云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机或其它设备。典型的云计算提供商往往通过互联网来提供动态、易扩展且虚拟化的资源。

云计算的特点有：大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、低成本。这些特点为信息对抗大数据处理提供了有效解决途径。

1.3 信息对抗体系

体系在某种程度上和系统、整体的概念有所相似, 但体系是更高层次的系统, 具有层次结构, 是联系复杂多样的有机整体。体系的概念可以理解为: 体系是由若干相互联系、相互作用的系统综合集成的具有一定结构和功能的有机整体。它满足以下几个条件：1)每个成员系统具有运行与管理的独立性；2)成员系统间存在信息交互，并且相互关联；3)成员系统组合在一起完成特定的功能，并具有“整体大于部分之和”的能力涌现性；4)体系是不断发展演化的。

信息对抗体系, 就是将综合电子信息系统( 包括情报侦察系统、指挥控制系统、电子战系统、信息传输系统、导航定位系统和其它信息系统等)作为对抗能力的物质技术基础, 发挥综合信息系统互联、互通、互操作的融合功能, 实现对抗单元、要素和系统的整体联动。含义主要体现在融合各种信息对抗要素、形成联合作战体系、具有强大整体作战能力等几个方面。信息对抗作战体系发展是随整个作战体系发展应运而生的，不是孤立的信息对抗，而是与其它对抗领域相辅相成的。

2 信息对抗体系架构

当前战争处于一个信息爆炸的时代，各种作战信息指数快速增长，如何有效利用这庞大的数据进行信息获取与对抗，大数据与云计算成为有效工具，基于大数据、云计算的信息对抗体系成为必然选择。

对基于大数据、云计算的信息对抗协同作战体系的技术研究，可打破传统系统设置的界限，提高信息对抗体系整体作战效能。通过建立基于云计算的信息云网络，可实现体系内的对抗资源共享，提升体系对抗性能效果。

发展思路：在统一的框架下实现传感器网、计算机网和作战平台网的综合集成，并遵循“按需定制”的原则，把整个一体化的军事信息网络化分为若干云，将信息共享分为不同层次，使系统能针对不同用户提供所需要的可处理的信息。

体系建立框架：协同作战体系架构采取了四层结构，即资源层、接入层、管理层和应用层，再加上应用安全模块。如图1所示。

资源层是指能够支持军事信息系统集成的任何信息资源，整体分为三类：信息设备资源、信息处理资源、数据资源。信息设备资源包括各类信息资源，这些设备自身有其控制和管理模块，但一旦接入信息对抗体系后能够以一种标准的格式提供数据流服务。数据资源是体系架构的基础，各类数据的存储方式各不相同，有的存于数据库中，有的数据以文件目录进行组织。信息处理资源实际上是对上述数据资源的分析与处理，本质上说是提供数据密集型计算。

接入层主要目的在于在资源层的资源上部署通用的服务，将底层的信息系统资源进行封装，从而可以屏蔽底层资源的异构性，实现资源即插即用，从根本上消除信息孤岛造成的信息系统之间的互联、互通、互操作的困难。

管理层用于提供对底层的各种资源进行管理和分类的功能，为应用提供透明的访问资源和有效的发现资源。

应用层主要是针对各种不同的情况开发的具体应用，它需要提供各类信息系统应用及集成中间件、具体应用及用户接口。

图1 基于大数据、云计算的信息对抗体系架构

3 信息对抗体系具备特点

与传统信息对抗比较，基于大数据、云计算的信息对抗体系建立带来了几个重要变化：

1) 作战对象由传感器转变为“观察-瞄准-决策-行动环”反应式武器系统；

2) 作战方式由传感器对抗转变为体系破击，以更快、更精确、更高效的作战方式压制对手；

3) 作战构成由离散的电子支援、电子攻击、电子防护转变为有机集成的作战组织，装备的研制方向会有革命性的变化。

通过大数据、云计算的体系构建过程实质上就是体系能力形成与提升过程，未来战场上单一信息对抗装备的先进程度取决于在体系中的贡献程度[3]。

基于大数据、云计算的信息对抗体系具备如下能力：

1)无缝的互联互通互操作能力

各种信息作战要素是高度分散在各地的，它们依托专用网络及将来战术云实现系统中各个单元的互联，为它们的协同工作提供通路及带宽的保证。实现不同系统之间的信息融合，使节点之间可以自动完成互操作。

2)广域的系统覆盖能力

现代战争要求具有广域覆盖能力，传统的军事信息系统难以胜任，采用先进的军事信息对抗体系把作战平台联系起来，从而实现全面大范围及时掌握战场态势，实施精确打击，联合作战。

3)全面信息资源共享能力

资源共享能力主要包括多传感器数据融合、异构数据库共享和应用程序共享三个方面。通过信息资源共享实现更快、更精确、更全面的目标侦察。

4)快捷的应急响应能力

这种能力使得各参战单元能够以战术云为纽带，自适应实现情报信息与指挥控制信息的快速共享与传达，满足战场争分夺秒反应需求。

5)高效的信息处理能力

通过云计算实现多信息平台资源的有效结合应用，完成复杂战场数据处理功能。

6)综合的安全防护与抗摧毁能力

4 建设发展建议

着眼未来信息对抗发展趋势，应当以军事需求为牵引，以能力建设为导向，以技术进步为推动，重点突出全球信息感知、战场持续侦察监视和战术支援、载荷抗干扰能力和一体化联合作战理念。突出重点，统筹安排，构建具备全球频谱实时感知、战略情报获取、重点区域战术情报支援、关键信息网络节点攻击等能力的，具有网络化、服务化功能的一体化信息对抗体系。

基于大数据、云计算的信息对抗体系建设思路首先要从以下几个方面入手，明确体系发展重点建设内容与途径，逐步发展最终形成强大的体系对抗能力：

1) 制定“以数据为中心”的体系结构数据管理策略，并将其用于描述目标结构登记库系统，使各类信息数据有效规范与管理，避免复杂作战环境过多过乱的信息扰乱决策贻误战机。

2) 体系结构数据的通用分类法，即随着通用体系结构相关数据实体，相应体系结构及其数据的资源库的不断改进，体系结构框架将重新描述分类法并指导其应用。

3) 重视判断强敌发展趋势，开发新的能力增长点。加强赛博空间、水下空间、临近空间作战力量，这些对抗领域必将是未来战争的重要作战空间，研究这些空间对抗领域必须站在国家利益的高度，把信息化武器系统和网络化社会作为一个整体来考虑[4]。

4) 扩大“体系结构框架”的应用范围。使尽可能多的各种信息系统相互兼容，信息共享，实现大规模的一体化体系作战。

5 结束语

体系作战的本质要求所有参战实体实现信息、智力和力量上的全面联合，相互取长补短、相互促进,将分散的战斗力凝聚成一股强大的、以整体形式出击的力量。为了推动未来先进信息对抗领域的创新变革与能力跨越，必须思考如何建设新一代信息对抗体系。基于大数据、云计算的信息对抗体系能起到对抗效能倍增器的作用，将是今后信息对抗发展的必然之路。■

[1] 杨小牛，杨志邦，赖兰剑.下一代信号情报侦察体系架构——大数据概念的应用[J].中国电子科学研究院学报， 2013,8(1):1-7.

[2] 郭晓科. 大数据[M]. 北京: 清华大学出版社, 2003.

[3] 刘鹏. 军事信息栅格理论与技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2015.

[4] 邹时禧．赛博空间作战条件下的电子对抗装备技术发展现状研究[J].舰船电子对抗，2013，36(3)：7-11.

Design of information countermeasure system based on big date and cloud computing

Wang Qi, Yang Huijun

(No. 8511 Research Institute of CASIC, Nanjing 210007, Jiangsu, China)

The construction of information countermeasure system is the only way to adapt to modern information warfare. The basic concept, composition framework and construction content of information countermeasure system based on big date and cloud computing are discussed. Finally, several suggestions of construction implementation are given.

big date; cloud computing; information countermeasure; system

2017-06-20；2017-07-18修回。

王琦(1972-)，男，研究员,博士，从事电子对抗总体研究工作。

TN973

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