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網絡空間和太空都是新的國家安全疆域,模糊了關于邊界、主權和國防戰略的傳統觀念。這兩個領域也都有著作為情報活動而非作戰領域起步的歷史,而且兩者仍與其情報起源密切相關。這兩個領域最初也都由政府主導,但現在越來越成為必不可少的商業活動,美國軍方的許多網絡空間和太空服務也越來越多地轉向私營部門。兩者都可以通過技術能力強的勞動力使用尖端技術來實現。然而,盡管太空和網絡空間在許多方面相似,但它們之間也存在差異。太空是地球環境中自然形成的一部分,而網絡空間則是一種人為現象。太空系統通常需要大量的資本支出,而網絡空間運行所需的資本支出要少得多。網絡空間與太空的這些異同帶來了幾個國家安全問題。

其中三個問題涉及:(a) 確定政府與商業部門在每個領域的國家安全關系;(b) 招募、專業發展和留住有技術能力的勞動力;(c) 在每個領域內部和兩者之間實現統一行動,包括確定美國網絡司令部(CCB)與美國太空總署(NASA)之間的適當關系。 這包括確定美國網絡司令部(CYBERCOM)與國家安全局(NSA)之間、美國太空司令部(SPACECOM)與國家偵察局(NRO)之間以及美國網絡司令部和太空司令部與地域和職能作戰司令部(CCMDs)之間的適當關系。

要處理好政府與商業部門在網絡空間和太空領域的國家安全關系,需要包括國防部(DoD)在內的多個政府機構的積極參與。在討論那些在網絡空間或太空中運行或過境的國家安全系統時,國防部的需求尤為重要。同樣,要解決網絡空間和太空領域有技術能力的軍警人員和文職人員的根本性短缺問題,也需要采取全國性的方法。然而,該部必須確保其招聘、保留和專業發展網絡空間和太空軍警和文職人員的內部政策、程序和資源配置水平,使其能夠與政府其他部門和商業部門競爭。最后,DoD應就當前網絡空間和太空司令部與國家安全局、網絡空間和太空司令部與國家偵察局之間的支持方式,以及網絡空間和太空司令部與地理和職能中央協調指揮部之間的指揮關系進行一系列壓力測試。這些測試將是DoD實現未來聯合作戰概念和部署聯合部隊未來關鍵能力的重要組成部分,例如通過聯合全域指揮與控制(JADC2)實現傳感器和數據流的統一生態系統,以及跟蹤高超音速導彈等新興威脅的能力,所有這些都將取決于對網絡空間和太空的可靠訪問。

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人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

本研究的主要目的是為太空力量軍事理論奠定基礎。本研究進而確定軍事理論的普遍邏輯基礎必須如何與每個獨立戰爭領域的不同假設相結合,以建立該領域獨特的戰爭理論。一個領域的軍事理論不能簡單地嫁接到其他領域。海軍和空軍理論并不也是太空力量理論。相反,過去的軍事理論作為研究戰爭領域獨特性的起點。

本研究首先考察了陸、海、空三軍的歷史戰爭理論,從而確定了四個基本問題,這四個問題的答案促成了獨立的海空戰爭理論的產生。這四個問題分別圍繞著國家或軍事力量的四個要素:集中、交通線、攻防和政治目標。本著作的主要內容就是針對太空力量的具體情況詳細回答和研究這四個問題。

為了解釋太空力量集中的概念,引入了積極(有益)和消極(剝奪)太空力量這兩個術語。分別為正太空力量和負太空力量提出了相應的競爭和沖突連續體。關于太空通信線路,發現太空的廣袤和對光子(光基)通信及地面補給的依賴為太空領域帶來了一系列奇特的動態。這些動力--頻譜優勢、自適應后勤、太陽能--以意想不到的方式影響著太空戰的進行。為避免太空理論過于復雜化,將克勞塞維茨以陸地為中心的攻擊和防御定義重新應用于非地球環境。運用這些更新的定義,本研究表明,通過不對稱戰爭剝奪太空力量是目前最有效的戰略。反過來,也表明,通過對稱的方式,即大多數國家都建立類似的太空資產,獲得有利的太空力量通常是最有效的。最后,確立了太空力量在國家整體政治和軍事戰略中的重要性。本文認為,太空專業人士既要認識到太空為其他領域的戰爭提供了關鍵的聯系,又要認識到太空戰的計劃和實施必須有別于其他領域的沖突。

最終,本著作得出結論,太空力量的最佳尋求方式是了解國家力量從太空中的剝奪和衍生。在不久的將來,無論是小國還是大國,太空力量都將成為經濟和軍事話語中日益重要的組成部分。因此,本著作摒棄了對其他領域軍事理論的簡單套用,而是將太空作為一個獨立、獨特的作戰領域進行研究,力求使太空領域的軍事理論規范化、嚴謹化。

圖 2. 以航天器為目標的常見天基或地基武器(改編自國防情報局《太空安全面臨的挑戰》,10)

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在過去十年中,美國與中國和俄羅斯聯邦之間的競爭加劇--通常被稱為大國競爭(GPC)或戰略競爭--深刻地改變了后冷戰時代有關美國國防問題的討論:反恐行動和美國在中東的軍事行動,在 2001 年 9 月 11 日恐怖襲擊事件后一直是美國國防問題討論的中心,現在已不再是討論的重點(但仍然存在),討論現在更多地集中在以下因素上,所有這些因素在很大程度上都與中國和/或俄羅斯有關:

  • 將大戰略和地緣政治作為討論美國國防問題的出發點;
  • 兵力規劃標準,即美軍規模應能應對的同時或重疊沖突或其他突發事件的數量和類型--這一規劃因素會對美國國防預算的規模產生重大影響;
  • 美國防部內部的組織變革;
  • 核武器、核威懾和核軍備控制;
  • 美國的全球軍事態勢;
  • 美國和盟國在印度洋-太平洋地區的軍事能力;
  • 美國和北約在歐洲的軍事能力;
  • 新的美軍作戰概念;
  • 進行所謂高端常規戰爭的能力;
  • 保持美國在常規武器技術方面的優勢;
  • 美國武器系統開發和部署的創新和速度;
  • 長時間大規模沖突的動員能力;
  • 供應鏈安全,即美國軍事系統對來自非盟國,特別是中國和俄羅斯的部件、子部件、材料和軟件的依賴性的認識和最小化;以及
  • 打擊所謂混合戰爭和灰色地帶戰術的能力。

美國國會面臨的問題是美國國防規劃和預算編制應如何應對全球戰略優先權,以及是否批準、否決或修改拜登政府的國防戰略和為應對全球戰略優先權而提出的資金水平、計劃和項目。國會對這些問題的決定可能會對美國國防能力和資金需求以及美國國防工業基礎產生重大影響。

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正如北約條令所規定的那樣,美國及其盟國一段時間以來一直承認五個作戰領域--空中、陸地、海上、網絡空間和太空。這些領域中的每一個都完全符合將領域理解為 "特定活動領域 "的觀點,而且軍隊在每一個領域中都會采取關鍵的戰時行動。但在正在進行的烏克蘭-俄羅斯戰爭中,某些關鍵的作戰活動是由私營部門作為戰爭行為的一部分開展的。例如,私營部門的公司在提供有效的網絡安全和維護有效的信息技術網絡方面發揮了重要作用。作為這些工作的一部分,這些公司建立了與相關政府行為者合作的協調機制。

私營部門的這些行動和協調活動表明,如果美國及其盟國要在未來的沖突中取得勝利,就必須將 "第六領域"--具體來說,私營部門在戰爭中的 "活動范圍"--作為作戰結構、計劃、準備和行動的一部分。如下文所述,這一活動領域主要側重于信息和關鍵基礎設施的作用,包括它們之間的交集--從信息的傳輸和保護到關鍵基礎設施運行的保障。

美國在第六個領域的許多活動將在美國本土進行。然而,雖然 "保衛本土 "在《2022 年國防戰略》中被列為第一優先事項,但對于除國防工業基地之外的私營部門為實現有效防御而需要采取的行動卻關注不夠。同樣,當美國兵力投入海外作戰時,盟國的私營部門公司(以及在海外開展業務的美國公司)對于美國兵力以及盟國本國軍隊的有效性都至關重要。總之,制定有效的私營部門戰爭戰略是美國及其盟國的關鍵要求。

本報告闡述了這一戰略的要素。在很大程度上,本文借鑒了正在進行的烏克蘭-俄羅斯戰爭中有關第六領域的經驗教訓。本報告討論了屬于第六領域的關鍵作戰活動,以及如何將這些活動納入戰爭規劃,重點是在戰爭中有效實施私營部門活動所需的組織結構和權限。為便于闡述,報告主要針對美國提出建議,但類似方法對盟國和合作伙伴也很重要。

報告承認美國為政府和私營部門之間的互動所建立的現有框架,如 2013 年關于關鍵基礎設施安全和復原力的第 21 號總統政策指令(PPD-21)、包括 2021 財年國防授權法案在內的法定要求、涉及關鍵基礎設施復原力的《國家基礎設施保護計劃》,以及網絡安全和基礎設施安全局(CISA)作為關鍵基礎設施安全和復原力國家協調員的作用。本報告在這些現有結構的基礎上提出了一些行動建議,為私營部門在戰時開展有效的業務活動提供了框架。

具體而言,報告建議

1.美國會和政府應共同,擴大現有的國家框架,使私營部門在戰時的作用得到有效的參與和協調。這一擴大的私營部門與聯邦政府之間的協調框架應包括必要的授權和資源,以完成以下建議的每項行動。

2.應建立一個由政府和私營部門成員組成的關鍵基礎設施戰時規劃和行動委員會 (CIWPOC),以監督政府和私營部門支持國防的戰時活動的規劃和協調。

3.應在關鍵地理位置建立地區復原力協作機構,以規劃和協調美國政府和私營部門在戰時的活動以及其他高后果事件和戰時工作,包括通過建立評估系統性風險的地區風險登記冊。

4.應為關鍵基礎設施建立私營部門系統性風險分析和應對中心:a) 將大型私營企業為金融和能源部門建立的系統性風險分析和復原力中心作為初始模式;b) 重點關注連帶風險以及其他高后果、特定部門的風險。新的中心應包括交通、衛生、水和食品部門的主要企業。

5.應建立一支網絡安全提供商綜合隊伍,其私營部門成員將在戰時為關鍵基礎設施提供高端網絡安全服務,并應要求為各州、地方、部落和領地(SLTTs)提供網絡安全服務。

6.應通過建立國家網絡安全文職人員后備隊和擴大國民警衛隊軍事后備網絡安全能力,建立戰時網絡安全人員的 "增援能力"。

7.應在戰時擴大網絡司令部的 "獵殺前線 "行動模式,以支持美國的關鍵基礎設施,并應要求向 SLTT 提供支持。

8.應建立一個國際海底基礎設施保護團,將政府和私人活動結合起來,支持海底電纜和管道的恢復能力。成員應包括美國、擁有海底海事能力的盟國以及主要的私營電纜和管道公司。

9.美國防部應繼續擴大對商業空間能力的利用,包括建立戰時合同安排和其他機制,以確保戰時商業空間資產的可用性。

10.美國會應頒布必要的授權并提供適當的資源,以完成上述建議的行動。

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敵對國家越來越多地使用混合戰術來影響民主進程并利用對手的弱點。這些策略包括協調同步地使用暴力和非暴力的權力工具,在常規軍事沖突的門檻之下實施跨領域活動,往往可以規避偵查和歸因。快節奏的技術發展和深入的全球聯系為這些國家提供了令人震驚的工具。近年來,許多國家政府逐步提高了對態勢的認識,并發展了將混合威脅造成的損失降至最低的能力。此外,它們還開始主動應對混合威脅,實施了一系列政策,不僅提高復原力和加強防御,還通過威懾措施塑造對手的行為。威懾的廣義定義是阻止對手采取不必要的行動,其實現方式是說服對手潛在的代價大于潛在的收益。懲罰威懾意味著針對潛在的攻擊威脅實施嚴厲的懲罰,旨在通過表明侵略行為會帶來嚴重后果來影響對手的戰略計算。相反,拒絕威懾的目的是通過使攻擊不太可能成功來剝奪對手成功實施攻擊的能力。

應對混合威脅的概念創新拓展了對威懾的傳統理解,并提出了威懾的新成功要素。首先,人們認識到,不同的混合威脅,如虛假信息和網絡行動,在絕對意義上可能并不具有威懾力。這導致復原力戰略的完善,將戰略否定納入其中,即不是否定行動的直接效果,而是否定可從中獲得的政治利益。其次,懲罰威懾也包括通過規范、去合法化和糾纏進行威懾,以應對灰色地帶出現的新的跨領域挑戰。通過規范進行威懾旨在影響那些挑戰某些行為標準的人的成本計算。去合法化與規范的存在密切相關,是一種通過點名羞辱和污名化進行懲罰的形式。最后,通過糾纏進行威懾利用了國家間跨領域的相互依存關系。這里的核心假設是,糾纏在一起的行動者會避免發動攻擊,因為他們會付出代價。

盡管有這些創新,但由于種種原因,威懾混合侵略者仍然困難重重。首先,混合對手故意規避偵查,逃避責任。其次,沒有明確的共同規則來規范可接受的行為。第三,防御者缺乏應對能力或意愿。第四,防御者對對手的激勵結構和弱點缺乏正確理解,因此無法制定有針對性的有效政策,擊中對手的要害。此外,防御方也無法事先令人信服地傳達反混合政策。第五,反混合政策的設計和執行往往會帶來潛在的二階和三階效應,而這些效應并不總是立竿見影的,對其升級動態也缺乏有力的了解。這反過來又阻礙了捍衛者執行反混合對策。

為解決這些隱患,本報告為中小強國(SMPs)的反混合態勢提供了一套非技術性政策指南,解釋了如何制定、應用跨域威懾的核心良好做法并將其納入政策和實踐。報告特別關注與懲罰威懾相關的積極措施,為政策制定者提供有用的見解,以制定相稱和有效的戰略來應對在灰色地帶活動的行為體。報告還介紹了管理升級和預測潛在的二階和三階效應所需的步驟。重要的是,在采取反混合威懾態勢的同時,應向對手傳達積極的保證和激勵措施,以鼓勵良好行為。

反混合對策框架

建議采用五階段應對框架,包括:(i) 準備階段;(ii) 檢測和歸因階段;(iii) 決策階段;(iv) 執行階段;(v) 評估階段。這些階段又細分為十個不同的步驟,每個步驟都包括具體的行動(見表 1)。該框架具有循環性質,捕捉了一個持續的反饋回路,以改進今后的反混合措施(見圖 1)。重點放在懲罰威懾上,但也考慮了與其他威懾形式(拒絕、糾纏和規范)的聯系。值得注意的是,特別是對小型軍事裝備而言,懲罰威懾活動通常是在多國聯盟內實施的,這就解釋了為什么要明確考慮國際背景。該框架提供了切實可行的指導原則,以便利用 DIMEFIL 范圍(即外交、信息、軍事、經濟、金融、情報和法律)內的不同權力工具設計有效的反混合對策,同時考慮到意外的二階和三階效應。值得注意的是,這一模式提出了一種理想的反混合反應框架。在現實世界中將反混合態勢付諸實踐時,最重要的是要保持靈活性、隨機應變,并在應對不斷變化和動態的對手時要有意料之外的收獲。盡管如此,擬議的應對框架為制定、應用跨域威懾的良好核心做法并將其納入有效的反混合態勢提供了實用指南。

圖 1:五階段十步驟應對框架的反饋回路

(i) 準備階段

準備階段涉及闡明核心利益,并向對手傳達不可接受行為的紅線。此外,還需要建立和加強發現混合攻擊的能力,以及將其歸咎于混合攻擊的政治意愿。

步驟 1:設定不可接受行為的紅線,保持一定程度的戰略模糊性。這就向對手清楚地表明哪些行為可能會引發反應,同時防止對手濫用嚴格界定的紅線和采取 "臘腸戰術"。這樣,防御方既教育了對手,又防止了濫用。此外,提供積極的保證和激勵措施,鼓勵良好行為,并參與規范制定。

第 2 步:公開或私下宣傳自己的能力和意愿,以便在混合威脅越界時進行報復。

步驟 3:提高發現混合侵略的能力,并增強在政治層面對此類行為進行有意義歸因的意愿。

(ii) 檢測和歸因階段

檢測和歸因階段的重點是檢測混合攻擊以及隨后將攻擊歸因于對手。

步驟 4:在與合作伙伴有效共享情報的基礎上,通過實施準備階段開發的偵測能力來偵測混合攻擊。

步驟 5:考慮歸屬選項,決定是否需要歸屬以及歸屬的程度。如果選擇歸因,則應在具有政治意義的時限內有效歸因,并向第三方做出令人信服的解釋,以爭取支持。

(iii) 決策階段

決策階段是任何成功的反混合戰略的關鍵,分為三個不同的步驟。

第 6 步:在整個范圍內選擇應對方案,并確定可能的目標。每個應對方案都要考慮:(i) 行動的合法性;(ii) 行動的持續時間和生效時限;(iii) 反措施的相稱性;(iv) 糾葛和二階及三階效應;(v) 升級評估。

第 7 步:評估應對措施對敵方成本強加觀念的影響。政策制定者必須評價和評估這些措施是否有可能影響所要威懾的特定侵略者的成本效益計算。

步驟 8:確保反制措施有足夠的政治支持和意愿,并確認侵略者認為報復性威脅是可信的。

(iv) 執行階段

在執行階段,執行應對方案并實施反措施。

步驟 9:執行選定的應對方案。應參照應對方尋求保護的利益和愿意實施的進一步威脅,及時實施應對措施,向侵略者發出警告。應監測國內和國際對所選應對方案的支持情況,并以戰略目標為中心。除非選擇秘密行動,否則實施工作應輔之以全政府、多層次的同步戰略溝通(StratCom)。

(v) 評估階段

在評估階段,對整個過程進行評估。

步驟 10: 評估反制措施的有效性。該步驟包括評估成本施加目標的實現情況、評估升級動態以及考慮二階和三階效應。(見表 1)

表 1:應對框架每個步驟所需的行動。關于每個步驟的詳細討論,請參見報告全文。

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在過去十年中,美國與中國和俄羅斯之間的競爭加劇--通常被稱為大國競爭(GPC)或戰略競爭--深刻地改變了后冷戰時代有關美國國防問題的討論: 反恐行動和美國在中東的軍事行動--在 2001 年 9 月 11 日恐怖襲擊事件后一直是美國國防問題討論的中心--現在已不再是討論的主要內容,討論現在更多地集中在以下內容上,而所有這些內容在很大程度上都與中國和/或俄羅斯有關:

  • 將大戰略和地緣政治作為討論美國國防問題的出發點;
  • 兵力規劃標準,即美軍規模應能應對的同時或重疊沖突或其他突發事件的數量和類型--這一規劃因素會對美國國防預算的規模產生重大影響;
  • 美國防部內部的組織變革;
  • 核武器、核威懾和核軍備控制;
  • 美國的全球軍事態勢;
  • 美國和盟國在印度洋-太平洋地區的軍事能力;
  • 美國和北約在歐洲的軍事能力;
  • 新的美軍作戰概念;
  • 進行所謂高端常規戰爭的能力;
  • 保持美國在常規武器技術方面的優勢;
  • 美國武器系統開發和部署的創新和速度;
  • 長時間大規模沖突的動員能力;
  • 供應鏈安全,即意識到并盡量減少美國軍事系統對外國部件、子部件、材料和軟件的依賴;以及
  • 打擊所謂混合戰爭和灰色地帶戰術的能力。

國會面臨的問題是美國國防規劃和預算編制應如何應對全球大氣污染防治,以及是否批準、否決或修改拜登政府的國防戰略和應對全球大氣污染防治的擬議資金水平、計劃和方案。國會對這些問題的決定可能會對美國國防能力和資金需求以及美國國防工業基礎產生重大影響。

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二十世紀末,隨著電子作戰秩序、電子戰、信息戰和以網絡為中心的作戰等新概念的發展,戰線的量化開始引起人們的興趣。今天,現代武裝力量的幾乎所有組成部分都已經裝備了以軟件和硬件為支撐的系統。雖然大多數軍事系統是通過與網絡空間隔離來操作的,但有一些項目正在開發中,以便在不久的將來創建一個軍事物聯網。

網絡威脅是所有在網絡空間運行的系統最重要的安全問題。這就是為什么網絡空間活動的有效開展取決于對網絡威脅的積極定義、識別、分析和緩解。同時,屬于網絡安全范圍的大多數概念可以有兩種使用方式--就像網絡武器可以用于網絡防御和網絡攻擊。這就是為什么構成關鍵基礎設施的部件被損壞會直接導致國家安全的脆弱性。因此,確保所有民用和軍用層的有效網絡安全,必須作為一個優先事項來對待。

1 引言

"數據 "被定義為 "以有利于交流、解釋和處理的形式表示事實、概念或命令",構成了當今數字化世界中最重要的組成部分之一,也被認為是涵蓋所有生活領域的重要資產。包括人類在內的所有生物,以及地球上以技術為基礎的系統都作為數據源運作。這些數據經過信息系統的處理,轉化為信息,用于私人、一般或跨學科領域,并以持續的數據流的形式用于提高人們的生活質量和有效利用現有資源。在有效實現這一數據流的過程中,使用了由智能傳感器、將提供快速和不間斷通信的通信技術以及用于快速決策的決策支持系統組成的網絡結構。在創建這些智能網絡產生或使用的所有信息時,需要有效的接口軟件、機器學習技術、網狀網絡結構和云計算技術來建立系統之間的通信標準。由于這些跨學科的技術,即時的數據變化可以被有效地跟蹤,并可以進行迅速的決策過程。網絡空間是一個高度動態的環境,被用來實現這種敏捷性。網絡空間被定義為 "一個網絡化的全球環境,其中信息技術基礎設施,包括互聯網、通信網絡、計算機系統、嵌入式處理器和控制器,都是相互連接的"。

當考慮到這個定義時,網絡空間代表了一個無限的綜合物理/虛擬環境,不僅基于互聯網,而且還有可以通過不同的網絡結構相互交流的系統。換句話說,網絡空間是一個環境,在這個環境中發生了獲取、使用和存儲數據/信息的過程。此外,雖然它是一個虛擬的環境,但其影響是物理的。

對網絡空間概念的處理方法并不局限于對概念的定義,還包括確定其態勢地位。在這種情況下,網絡空間被定位為由陸地、海洋、空中和空間組成的四個維度之外的第五個維度。同時還指出,雖然這五個維度中的每個維度都被認為是相互獨立的,而且交集區域有限,但網絡空間的節點(連接點)與每個維度都有聯系。網絡空間,如圖1所示,主要分三部分考察:物理層、邏輯層和社會層。在這三層中,物理層和社會層也被分為兩個子部分。

圖1:網絡空間的層次

以下是這些層次及其子組件的總結:

  • 物理層由地理和網絡部分組成。地理組件是依靠現有網絡工作的信息系統所在的環境。物理網絡組件是有線/無線/光學基礎設施以及提供接入這些基礎設施的各種技術組件。

  • 邏輯層規定了現有網絡所連接的節點。這些通信節點包含了各種信息系統,包括計算機、智能手機和傳感器。

  • 社會層由現實和網絡(虛擬)用戶組成。雖然用戶組件僅指實際存在的用戶,但網絡用戶組件可以比實際用戶組件多得多。

當我們思考我們使用的技術時,我們可以看到,網絡空間層實際上是我們生活的一部分。這些環境包括教育、通信、所有能源生產資源、健康、金融、安全、銀行、化學、國防、法律、運輸、供應鏈、航空和空間。

在這些條件下,確保與網絡空間通信的系統的安全與在網絡空間中運行同樣重要。這種保護涵蓋了數據的不同過程,包括生產、存儲和傳輸。需要保護的數據不僅包括數字,還包括物理價值。

物理環境可以概括為手寫的文件、打印的文件和保存這些文件的文件、官方或私人信件/報告、傳真打印件和會議室。數字環境可以概括為各種文件、電子郵件、數據庫中的社交媒體數據、云計算系統、信息系統或外部記憶。也許其中最重要的信息來源是人。由于所有這些組件都在一個空間內運行,因此確保環境的物理安全也很重要。在這個階段,信息安全的概念凸顯出來,它被定義為 "試圖通過為正確的目的和正確的方式使用正確的技術來防止不受歡迎的人在各種環境中獲取信息資產,以保護信息作為一種資產免受威脅或危險"。

如圖2所示,可以在三個主要標題下考察信息安全的組成部分:可訪問性、完整性和保密性。

圖2:信息安全組件

  • 可訪問性是指保護信息和信息系統不被未經授權的訪問所破壞。及時和可靠地獲取信息和信息系統。

  • 完整性是指防止未經授權的編輯或刪除信息,以確保信息和信息系統的準確、完整和完整。

  • 保密性是指保護信息免受未經授權的訪問或披露。它允許那些有權獲取信息的人這樣做,同時防止未經授權的人這樣做。

當我們研究這些簡短的定義和信息安全的組成部分時,我們可以說,信息安全的概念很廣泛,足以涵蓋所有共享環境的人和設備,從機構、校園、家庭或工作場所的入口門開始。然而,今天幾乎所有與這些要素相關的技術都在繼續與網絡空間有關的活動。在線活動,特別是在COVID-19爆發期間,已經把我們的日常生活空間變成了一個正式的工作環境或教室。因此,安全的概念是通過確保網絡空間維度的安全來實現的,所有這些因素都是共享的,而不僅僅是物理環境、產出或生產數據。這種對安全的理解將 "網絡安全 "的概念帶到了信息安全之外的最前沿。

2 網絡安全

國際電信聯盟將網絡安全定義為 "可用于保護網絡環境、組織和用戶資產的工具、政策、安全概念、安全措施、準則、風險管理方法、行動、培訓、最佳實踐、保證和技術的總體"。它包含了個人或機構通過用戶資產和信息處理設備、人員、基礎設施、應用程序、服務、通信系統以及與系統相連的網絡空間設施所產生和/或儲存的所有信息。

當我們研究這個定義時,我們可以看到,網絡安全的概念涵蓋了所有的虛擬和物理環境。當然,這些環境不僅包括信息系統的硬件和軟件,還包括提供這些系統與所有使用網絡空間的系統之間的通信技術。

為此,為了保護任何物體、生物或數據,我們需要知道我們會遇到什么樣的威脅,換句話說,我們需要能夠定義威脅。當涉及到網絡安全時,研究這些威脅來源和威脅積極使用的方法是非常有用的。

2.1 網絡威脅

網絡威脅可以定義為利用網絡空間環境破壞硬件、軟件、物理環境等利益相關者的活動,并削弱系統的確定性的因素。對于所有在網絡空間運行的系統,網絡威脅構成了最重要的安全挑戰。因此,網絡空間活動的有效實現取決于有效的網絡威脅識別、檢測、分析,以及降低威脅程度/損害風險。在這種情況下,圖3可用于要進行的基本識別活動。

圖3:網絡威脅

根據圖3,首先,必須確定網絡威脅是由人引起的還是基于軟件的。通過這種分類,目的是確定使用了什么有害的軟件,以及惡意的人用什么策略開發了該軟件。

2.1.1 惡意軟件

惡意軟件是任何旨在損害在網絡空間運行的任何系統或利用網絡空間活動的軟件的通用名稱。最基本的惡意軟件來源是病毒、木馬、蠕蟲、間諜軟件、勒索軟件、加密劫持和rootkits。以下是對這些惡意軟件來源的簡要描述。

  • 病毒。最古老的惡意軟件類型。它們可以存儲在任何類型的傳輸文件中。它們可以修改現有的程序,并在創建適當的環境時將自己復制到其他信息系統。

  • 特洛伊木馬。偽裝成無害程序的惡意軟件,但在用戶不知情的情況下進行感染,當被制造這種惡意軟件的人激活時,可以導致你的文件被共享、修改、跟蹤和刪除。特洛伊木馬不能自行感染另一個系統并成為活動的。

  • 蠕蟲。就像病毒一樣,它們可以繁殖并感染信息系統。這種增殖在它所在的系統和它所感染的系統中都會出現非常大的數量。由于這個原因,它們導致信息系統的網絡流量大量擁堵,并減慢網絡連接訪問速度。

  • 間諜軟件。它們用信息系統中的數據收集系統用戶的信息,并與感染間諜軟件的人共享。共享的數據可以是各種金融信息,如電子商務、銀行和信用卡密碼,以及信息系統中的所有數據和文件。

  • 勒索軟件。一種惡意軟件,通過加密用戶創建的文件或它們所感染的信息系統中的整個信息系統,使其無法使用。要求用戶支付一定數額的贖金,以使信息系統再次被訪問。

  • 密碼劫持。在用戶不知情的情況下安插在用戶的信息系統中。然后,它利用它所感染的信息系統的處理能力來挖掘加密貨幣。

  • Rootkits: 一種惡意軟件,允許惡意者訪問和控制目標信息系統。你的信息系統在被rootkit感染后會變成一個完整的僵尸信息系統。

  • 后門程序。這些軟件可以使傳統的安全裝置失效,并在用戶不知情的情況下打開信息系統進行遠程訪問。特洛伊木馬經常被用來制造后門。大多數情況下,它們在復雜的攻擊之前被加載到信息系統中,并等待攻擊的那一天變得活躍。

2.1.2 用戶造成的網絡威脅

用戶在網絡安全漏洞的范圍內發揮著重要作用。有些人可以用他們自覺/不自覺或有意/無意的各種習慣來破壞信息系統的安全,甚至可能造成網絡安全的破壞。大多數與不知道或不自覺地造成傷害的活動,多與缺乏技術知識有關。在這些情況下,在這種活動中造成的損害可能不涉及系統的過程,因為它不是故意的和有組織的。然而,一些網絡安全事件可能是由具有惡意的人直接進行的。

這些人為造成的網絡威脅,無論是個人的還是有組織的,一般涉及四種類型的活動。

  • 欺詐性目的:利用屬于機構的數據謀取私利。

  • 破壞信息技術。針對機構的大型和不可預測的行動,旨在阻止整個基礎設施的可用性。

  • 盜竊知識產權。未經授權泄漏屬于公司的版權、專利、商標和商業秘密。

  • 間諜活動。非法獲取工業或政府組織的各種數據。

此外,當從整體角度審視這一過程時,不應忘記,惡意軟件范圍內規定的因素和人為因素可以一起使用。這種情況也預示著惡意軟件和人為造成的威脅都將隨著技術的發展而迅速轉變。面對這些不斷變化的威脅,由網絡安全研究人員提出并有效使用的 "網絡攻擊生命周期 "的概念已經變得非常重要。

2.2 網絡攻擊生命周期

要討論在網絡空間運行的所有系統或受益于網絡空間設施的100%安全環境是不可能的。這是因為信息技術的不斷發展也轉變了網絡威脅的來源。最大限度地減少網絡威脅的影響的方法是進行詳細和最新的風險分析。為了使這種分析準確,需要可靠的數據。因此,有必要通過分析檢測到的威脅數據來確定威脅,并確定威脅的類型和攻擊階段。換句話說,要針對威脅尋找 "它是什么?"、"它在哪里?"、"它做什么?"這些問題的答案。然而,當威脅來自網絡空間時,就很難找到這些問題的答案,而且識別威脅所需的時間也很長。在這種情況下,可以做的是發展 "以網絡威脅源為中心的思維"。幫助發展這一思想的最重要因素是被描述為 "網絡攻擊生命周期 "的過程,如圖4所示。

圖4:網絡攻擊生命周期

網絡攻擊的生命周期顯示了網絡攻擊者的活動和攻擊過程。在這個過程中,首先要確定網絡攻擊的目標。

在確定目標的過程中或目標確定后,通過使用端口掃描、社會工程、網絡滲透和流量監測等方法收集目標系統的信息。在確定了薄弱環節后,開始分析如何捕獲目標系統的策略。

在這個階段,如何攻擊目標信息系統,將使用哪種攻擊技術,以及使用哪種網絡攻擊工具,如惡意軟件的類型,都要決定。根據這些決定,目標系統被攻擊,系統被滲透。在這種滲透之后,有針對性的目標,如竊取信息,改變信息,加密數據或信息系統,或刪除數據,都會被執行。在信息系統的預定攻擊活動結束后,現有的痕跡開始被刪除。在這里,攻擊者的信息和技術基礎設施越強大,刪除痕跡的活動就越成功。因為留下痕跡意味著促進或加速對信息系統中產生的異常現象的檢測。出于這個原因,網絡痕跡要盡可能有效地消除。最后一個階段是評估由于這次攻擊而獲得的利益/收益。在完成這個周期后,開始尋找新的目標。換句話說,這個過程在其他目標或同一目標的不同組成部分中繼續進行。

被攻擊單位對這一周期的適當評估將有助于在檢測、識別和追蹤網絡攻擊者的階段中獲得重要線索。也許這里要考慮的最重要的問題是網絡攻擊中使用的威脅源對被攻擊系統的影響,用利益/收益的表述來簡單描述。準確地確定和識別這種影響可以成為阻止網絡攻擊者實現其目標的一個機會。

2.3 網絡威脅影響評估與威懾

解決任何問題或議題的第一步是要從整體角度正確定義問題或議題,并發掘其相關性。在這種情況下,為了能夠分析問題或議題,必須找到該問題的根源,并以科學的分析方法從部分到整體進行。換句話說,必須對根本原因和問題之間的過程進行正確的建模或分類。由于這種分類,由于需要集中關注的領域將從其他領域中分離出來,注意力將集中在事件上,能量將得到有效的利用。

2.3.1 網絡威脅影響評估

為了在網絡威脅影響評估的范圍內得出結論,我們需要將威脅源與危害等級進行比較。在學術資料中使用 "網絡威脅譜 "或 "網絡威脅等級 "的研究中,最不應該忽視的一點是,這些分類/評估的威脅都可以針對個人、機構或國家。

圖5是對 "網絡威脅譜 "研究的圖解,它表現為網絡威脅的比較和這些網絡威脅的危險程度。事實上,這個結構是為了分類而進行的,在我們的研究中,將從網絡威脅影響評估的方法中進行研究。

圖5:網絡威脅譜

根據圖5,有七種類型的網絡威脅:個人網絡攻擊者,小規模的犯罪分子,互聯網用于恐怖主義目的,網絡間諜,有組織的犯罪分子,國家支持的網絡攻擊,以及國家支持的網絡動能攻擊。這些類型在一個由 "網絡威脅 "和 "危險等級 "組成的二維宇宙中進行比較,并根據網絡威脅的危險等級分類,從低到高進行劃分。在這種情況下,"個人網絡攻擊者 "在威脅和危險等級方面的威脅最小,而 "國家支持的網絡動力攻擊 "的威脅影響值最高。在這里,"國家支持的網絡動能攻擊 "的一個例子是在沒有任何物理接觸/攻擊的情況下,由于網絡攻擊而使發電設施無法運行。

在研究的第一種方法中,稱為 "網絡威脅等級",等級被分為五類:"網絡破壞"、"網絡欺詐"、"網絡監控"、"網絡間諜 "和 "網絡戰爭",如表1所示。

表1:網絡威脅等級

這五個威脅級別通過兩個主要部分進行了研究。"網絡攻擊者的類型 "和 "網絡攻擊者的目的和目標"。在這個網絡威脅分類中,影響值最小的級別被定義為 "網絡破壞",由小型攻擊者團體代表,而被列為影響潛力最大的 "網絡戰爭 "則由軍事單位代表。

在網絡威脅等級范圍內進行的另一項研究中,網絡威脅通過五個類別進行研究:黑客行動、網絡犯罪、網絡間諜、網絡恐怖主義和網絡戰爭,如圖6所示。這些類別與三個影響值相比較:動機、行為者和目標。

圖6:網絡威脅等級

在這里,雖然網絡威脅的影響值(嚴重性)從 "黑客行動 "增加到 "網絡戰爭",但每個網絡威脅所包含的問題都從其動機、參與活動的行為者和他們的目標方面進行審查。

在此背景下考察的三項研究統統顯示在表2中,并注明了作者的名字:

表2:網絡威脅評估總表

在這三項研究中--在內容和出版日期方面都不盡相同--最低的威脅級別被認為是基于人的威脅,而最高級別的威脅評估則被列為 "網絡戰"。然而,網絡威脅評估不是一個結論,而是一個過程的開始,這個過程將成為確定網絡攻擊有效性的基礎。在這種情況下,人腦的功能結構可以作為分析過程的一個模型。

人腦在分析任何問題時,會評估其環境中的現象,并在三維尺度上形成一套解決方案。除了本節所述的三項研究,另一項研究設計了一個三維的網絡攻擊空間,如圖7所示,并關注網絡攻擊的影響程度:

圖7:三維環境模型中的網絡攻擊效果

網絡攻擊包括三個方面。"攻擊嚴重程度"、"轉化過程 "和 "攻擊持續時間"。因此,要進行的攻擊的有效性是在三個軸上評估的,彼此不同,并且是綜合的,如圖7所示。

例如,假設圖8中所示的字母A、B和C代表三種不同的網絡攻擊。

圖8:網絡攻擊有效性的三個維度的實例說明

在這里,當我們看A、B、C三個維度的網絡威脅的預測時,我們看到影響值是不同的。例如,可以看到B1>A1>C1是在 "攻擊嚴重程度 "軸上,C2>B2>A2是在 "轉化過程 "軸上,C3>B3>A3是在 "攻擊持續時間 "維度上。換句話說,雖然B網絡攻擊源對 "攻擊嚴重性 "軸的影響最大,但C網絡攻擊源對 "轉化過程 "和 "攻擊時間 "軸的影響最大。因此,在威脅評估階段對差異進行分類是非常重要的。我們評估這種威脅的速度越快,應對所需的時間越長,威懾的程度就越成功。

2.3.2 網絡威懾

"威懾 "一詞被定義為 "采取措施防止和阻止侵略的工作"。換句話說,"它是指在不以現有手段進行任何攻擊的情況下,使對方中立的能力"。雖然它多用于軍事文獻,但網絡威懾的概念在學術文獻中也占有一席之地,特別是自2010年代以來,人們將網絡空間視為威脅源,并將網絡威脅視為網絡物理環境中的有效元素。

特別是在旨在發展網絡戰概念的研究中,網絡威懾被強調,可以用圖形來表達,如圖9所示。

圖9:網絡威懾

在這種分類中,與國家戰斗力和效果有關的威懾指標按照外交和經濟條件(盡管所有條件都很重要)、網絡能力、物質力量水平和核能力進行分級。在這種情況下做出的排名中,雖然外交和經濟條件被評價為具有最少的威懾水平,但核能力被認為是最重要的力量倍增器,即具有最高威懾系數的組成部分。因此,根據這一評價,僅僅擁有核能力就可以提供最高水平的威懾力。

在2009年進行的研究六年后進行的另一項研究中,圖10中規定的條件引起了人們的注意。

圖10:可能的張力模式

根據圖10中的圖表,核能力自然保持在頂端的位置,而網絡攻擊則根據其規模/體積條件位于動能攻擊的下方和上方。這表明,在當今世界,大規模的網絡攻擊已經幾乎等同于核能力。事實上,由于使用核武器會造成長期的健康(放射性)威脅,所以核武器只能繼續發揮威懾作用,而大規模的網絡攻擊卻可以在很多領域發揮作用。此外,由于核武器是在國家的控制之下,它們可能更容易控制。然而,網絡攻擊者可以很容易地進行不同層次的網絡攻擊,如圖5和圖6以及表1和表2中的圖表所示。

網絡攻擊如此有效,而且幾乎達到了核武器的效力水平,這就提出了一個問題:戰略是否是效力的唯一決定因素。雖然所確定的策略在這些攻擊的有效性中占有重要地位,但實現這些策略的最重要因素是攻擊中使用的惡意軟件類型,我們可以稱之為網絡武器。

3 網絡武器

在過去和現在,正常的武器系統被稱為 "經典(常規)武器",而 "大規模殺傷性武器 "則根據其影響因素被列為 "經典武器",并以其使用的技術名稱來稱呼,如 "生物武器"、"化學武器"、"核武器 "和 "網絡武器"。

除網絡武器外,所有的武器都是通過各種平臺向其目標實際發送的。它們造成的物理破壞程度是確定的,其結果可以通過物理方式進行評估。另一方面,網絡武器不由任何外部平臺攜帶,不由任何系統引導,其破壞程度也不能被傳統的偵察工具發現。然而,它們造成的物理影響至少與其他武器系統一樣多。

導向導彈可以被研究為除網絡武器以外的所有彈頭的最先進武器系統。導向導彈由四個基本部分組成:推進系統、搜索線圈、制導系統和彈頭(彈藥),如圖11所示。

圖11:制導導彈的基本部分

這些部件是:

  • 制導系統,包括設計有主動、被動或半主動制導方法的搜索線圈,根據使用環境配備紅外(infrared-IR)、射頻(RF)或各種探測器,以及比載人航空平臺更優越的機動系統。

  • 火箭發動機是決定導彈速度和射程的推進系統。

  • 根據影響和破壞程度準備的炸藥。

在網絡武器中,將瞄準網絡目標的制導系統、提供推力的發動機系統和影響破壞程度的彈頭,都聚集在惡意軟件中。因此,開發、使用和確定網絡武器效果的所有活動都是在網絡空間條件下進行的。然而,網絡武器攻擊的后果往往可以在一定時間后表現為物理破壞。如果你沒有一個強大的網絡防御系統,你甚至可能沒有意識到攻擊已經進行了很長時間。

3.1 網絡武器和設計階段

網絡武器的識別或監管不僅在國際法研究者中,而且在信息技術和國際政治的專家以及安全研究者中都被認為是一個未解決的問題。換句話說,考慮到網絡武器一詞的各種技術、法律、安全和政治方面,不太可能確定一個普遍接受的定義。這種模糊性類似于缺乏國際公認的恐怖主義的定義。

然而,雖然這種不確定性只表現在定義上,但對網絡武器的研究仍在繼續。圖12展示了利用另一項專注于網絡武器不同層面的研究,在演示方面做了一些補充的概念性表述,并在同一來源的范圍內總結了與此過程有關的評價。

圖12:網絡武器使用理念的概念表述

在這里,行動者表示國家、非國家實體,以及這兩個因素共同使用的混合地區。"國家 "指的是政治結構、治理的政府和屬于這些國家的官方機構。這種高級別的形成具有經濟、政治、技術和軍事設施,并在一定的過程中創造戰略,按照這些戰略設計/已設計,測試/已測試,一旦評估到必要性,就可以使用。然而,像國家機關這樣的大型結構往往不可能在這個過程的范圍內采取行動和迅速行動。

另一方面,非國家行為者可以根據個人的、意識形態的、經濟的或道德的價值觀采取行動,而不需要與國家組成部分接觸。這些結構中的大多數,我們可以標記為黑客、網絡專業人士、安全研究人員、私人組織或機構,可以更靈活、更快速地完成網絡武器的開發過程。雖然國家在常規武器方面更有經驗和生產力,特別是考慮到他們的經濟手段,但由于經濟資源有限,非國家行為者更有動力專注于開發網絡武器。

混合行為體所表達的問題代表了國家和非國家行為體,或者非國家行為體和惡意的個人或組織聯合行動的情況。這些網絡武器可以被有經濟或社會關切的國家使用,也可以被惡意的組織用于網絡恐怖主義、網絡犯罪和網絡戰爭攻擊等活動

第二步是根據網絡空間內外的行為者所確定的目的/目標來定義目標,并在定義的目標中選擇適當的目標。在這個過程中,選擇目標并確定其優先次序,可以簡稱為 "目標選擇過程"。

雖然在研究中沒有提到,但在這個過程的范圍內,有必要設計或提供針對目標的網絡武器。

在采取行動的范圍內,根據行為人的目的,確定用指定的網絡武器對目標進行攻擊。

在所有這些過程進行后,對所使用的網絡武器對目標的影響進行檢查。就像在物理攻擊中,可能會遇到理想的效果,也可能會遇到不想要的效果。在這兩種情況下,這些影響都是根據預期或意外的結果來評估的。

在一項調查網絡武器控制的可能性的研究中,網絡武器被分為三個部分進行評估。

  • 僅用于攻擊或造成傷害的攻擊性武器。

  • 僅用于攻擊或傷害目的的網絡攻擊武器。

  • 用于保護免受網絡攻擊武器攻擊的網絡防御武器。

3.2 網絡武器發展過程

如前所述,盡管網絡武器的概念存在不確定性,但關于這個問題最詳細的研究可能是由Maathuis等人完成的。

在這項研究中,網絡武器的發展過程被確定為識別、偵察、設計、開發、測試、驗證、入侵和控制、攻擊、維護和滲透。

4 網絡武器對物理武器系統和平臺的影響

隨著 "電子戰爭秩序"、"電子戰爭"、"信息戰爭 "和 "以網絡為中心的行動 "等概念的出現,戰線的數字化已經提上日程,這些概念在20世紀末開始發展。目前,我們看到,現代武裝部隊的幾乎所有組成部分都配備了軟件和硬件支持的系統。盡管大多數軍事系統在與網絡空間環境隔離的情況下運作,但他們正在開發項目,以便在不久的將來創建戰場物聯網基礎設施。雖然今天沒有任何發展可以給出具體的例子,但通過學術界各科學分支提出的論文,可以了解到發展的領域。計劃或設想在此范圍內的環境包括軍事(友好和威脅)和民用傳感器節點,除了現有的智能傳感器外,還包括三維雷達和激光圖像檢測和測距傳感器。這些網絡結構的規劃量將涵蓋廣泛的網絡地理,從小型機載計算設備到強大的邊緣云。這種硬件驅動的環境還必須得到時間、性能/功能、安全和可靠性的支持。在這種情況下,它需要利用側信道傳播發現民用和威脅節點的算法,需要快速自上而下合成特定任務軍事對象的互聯網功能的算法,以及風險評估。報告還指出,將需要用算法支持傳感器觀測,以利用傳感器觀測的物理動態,確保在數據污染的情況下進行安全和靈活的情況預測和控制。

3.1 網絡戰原則

網絡戰的原則在八個小標題下進行審查。"沒有物理邊界"、"物理(動能)效應"、"保密性"、"可變性和不一致性"、"身份和特權"、"雙重使用"、"基礎設施控制 "和 "信息作為作戰環境"。這些小節總結如下。

3.1.1 物理邊界的缺失

在物理世界中,每個平臺都在其定義的地理區域和指定的時間范圍內運作。距離和空間的物理限制并不適用于網絡空間。網絡空間的物理距離既不是執行攻擊的障礙,也不是執行攻擊的促進因素。一個網絡攻擊可以從世界的另一端或從隔壁的房間以同樣的效力進行。雖然在動能世界中實現目標有物理限制,但在網絡空間中探測和捕獲目標沒有類似的限制。網絡攻擊者甚至可以在不消耗大量時間和/或材料的情況下創造和制造多個網絡武器的副本。

3.1.2 物理(動力學)效應

網絡戰的目的是為了創造物理效應。這涉及到物理損害或簡單地影響目標行為者的決策過程。一個最熱門的問題是,哪些網絡事件應被視為網絡戰爭。我們所說的實體戰爭的概念一般是以使用國家的武裝部隊的形式實現的。這在聯合國的立法中得到了明確的闡述。

然而,國際上對網絡戰并沒有明確的定義。關于這個問題最重要的研究是劍橋大學出版的《塔林手冊》,其第一版和第二版都以數字形式出版。

網絡戰概念的另一種方法包括針對關鍵基礎設施的網絡攻擊。"關鍵基礎設施;容納信息系統的基礎設施,如果其處理的信息的保密性、完整性或可訪問性受到損害,這可能導致生命損失、大規模經濟損失、國家安全赤字或公共秩序的破壞"。

在這種情況下,對伊朗納坦茲核設施的網絡攻擊被認為是第一個網絡戰事件。簡而言之,網絡攻擊的目標不是可能造成核污染的物理攻擊,而是使該設施中心的反應堆失效。為了做到這一點,該攻擊旨在加速、減慢和破壞離心機系統的穩定性,而離心機是反應堆的一個重要組成部分。為了實現這一目標,對控制上述系統的SCADA系統的網絡攻擊已經提上日程。在這種情況下創建的惡意軟件被發送到伊朗,轉移到設施信息系統,加載到生產階段使用的微控制器上(制造商不知情),并在攻擊當天激活。這次攻擊的出現是通過調查這種破壞的根源進行的,因為它在不同國家的設施中被激活,這些設施收到了加載有惡意軟件的其他微控制器,并發生了類似的破壞。這次攻擊以 "stuxnet "的名義開始了網絡戰的歷史。

3.1.3 隱私

人們可以采取積極措施隱藏在網絡空間,但我們在網絡空間所做的一切是可見的。不存在完全隱藏的事情。只有較少的可探測的痕跡,即試圖隱藏現有數據流中的異常值。因此,在網絡空間中不能采取類似于在物理世界中通過冷卻紅外信號來隱藏雷達能量的步驟。相反,它試圖從現有的數據流中存儲證據。

3.1.4 可變性和不一致性

在網絡戰中,差異可以轉化為不總是以相同方式進行的攻擊,改變攻擊的環境,以及攻擊性能的波動。網絡空間不變的一面是需要物理世界的變化。例如,除非物理世界中的人使用更快的處理器,否則軟件性能不會超過計算機的處理能力。通信帶寬將受到通信基礎設施的限制。

這一原則的一個影響是,你永遠無法確定攻擊中的某一步驟會成功。攻擊是利用數據路徑來計劃的,這些數據路徑表明系統狀態從最初的威脅訪問到到達目標點的變化。這個過程中的每條路徑都包含了一組攻擊方案,或一組特定攻擊者可以到達的攻擊方案。

3.1.5 身份和特權

網絡空間中的某些個人可能具有執行攻擊者想要執行的任何操作的權限、訪問權限或能力。攻擊者的目標是嘗試獲取該人的身份以隱藏其身份。

3.1.6 雙重用途

網絡戰平臺是雙重用途的,就像實體作戰系統一樣。使用最新技術的戰機(如F-16)既可用于攻擊地面目標,也可用于從空中防御敵機。決定這種使用方式的最重要因素是使用的彈藥。在網絡戰中,同樣的工具被用于攻擊和防御,既有硬件也有軟件。例如,在攻擊時使用漏洞掃描器,而類似的瀏覽器則用于尋找和修復其系統的弱點。同樣,網絡管理員用于診斷網絡問題的設備也被攻擊者用于偵察。

3.1.7 基礎設施控制

防御者和攻擊者都控制著他們所使用的網絡空間的一小部分。誰能控制對手使用的一部分網絡空間,誰就能控制他的對手。出于這個原因,滲透測試等方法是通過事先模擬對其網絡的攻擊來確定對威脅的脆弱程度。

3.1.8 作為作戰環境的信息

在物理戰爭中,地形條件、天氣、威脅部隊的位置等要素都會影響作戰環境,而在網絡空間環境中,這一過程由信息系統、依靠現有網絡工作的有線/無線/光學基礎設施以及提供進入這些基礎設施的各種技術組件組成。因此,在實體戰和網絡戰環境中,信息被認為是最重要的力量倍增器。

3.2 網絡作戰格局的整體視圖

在建立有形的武裝力量中,最重要的組成部分應該是人員、情報、后勤和行動。所有這些領域都構成了一個重要的軍事力量要素,具有強大的指揮-控制-通信-計算機-情報-監視-偵察結構。

就網絡戰而言,在使用類似結構的網絡空間環境時,圖13中總結的結構尤為重要。

圖13:網絡作戰環境的整體分析

在傳感器系統以及動能和網絡武器系統出現的同時,一個不間斷的安全通信網絡也開始發揮作用。在這種情況下,這些系統的摘要可在以下小標題下獲得。

3.2.1 網絡指揮和控制系統

網絡指揮和控制系統負責與計劃活動的人/人一起成功完成既定任務,如路由、協調和控制,以及用各種方法和技術定期檢查人員、設備、網絡基礎設施和安全軟件的過程。

為了有效管理這個過程,有必要確定檢測到的數據是否有害,并進行威脅分析。如果確定或強烈懷疑存在威脅,就有必要根據威脅等級來確定所要采取的措施。

在這種情況下,屬于或可能屬于威脅的要素可以列舉出人為的威脅、含有惡意軟件的網頁/應用程序、將網頁用于有害的宣傳目的、信息系統的破壞/功能障礙/將其變成僵尸(僵尸網絡)信息系統、通過奪取智能網絡結構中的傳感器創建的假數據傳輸,以確保系統的安全,以及對關鍵基礎設施的攻擊和同時對不同目標的攻擊。

3.2.2 傳感器系統

各種來源產生的信號,如聲、光、壓力、電磁散射、頻率等,由特殊設備定義,并由這些設備轉換為電信號。然后它們被傳輸到信息系統或其他智能網絡系統。執行這種識別和轉換過程的設備被稱為智能傳感器。

圖14:智能傳感器

以圖14的工作原理為模型的智能傳感器,通過傳感元件檢測其環境中可以識別的標志,并將其轉換成電信號。然后,轉換為要在 "信號調節層 "處理的格式的信號被直接傳送到微處理器。由微處理器制作好的信號被傳輸到評估中心或其他智能網絡節點。智能傳感器最重要的特點是體積小,能量需求低,靈敏度高,能快速處理數據,使用效果好。這一過程的有效創造取決于對來自各種來源的數據的有效管理和不間斷地將數據傳輸到中央服務器。

基于物聯網創建的網絡物理環境被用于作戰環境以及民用環境,被稱為戰場物聯網。然而,自21世紀初以來,這一領域在軍事文獻中被稱為以網絡為中心的行動或以網絡為中心的戰爭。

3.2.3 武器系統

當我們檢查武器系統時,我們可以看到,許多武器系統和平臺,不管是哪個部隊指揮部,都是由軟件支持的,并且是基于嵌入式系統的。在這種情況下,將擁有最先進技術的武器系統/平臺--其開發工作繼續處于高度保密狀態--是第六代戰斗機。根據所描述的項目,一項洞察力研究(STMThinktech)準備了一張關于可能使用的技術的信息圖。該圖片中的技術總結如下。

  • 人工智能。與無人駕駛航空器(UAV)機群的協調

  • 與盟國在地面、空中、海上和太空平臺的強大傳感器連接

  • 更大的機身和更高效的發動機

  • 結合傳感器信息和圖像使用的飛行員頭盔

  • 真正的以網絡為中心的行動

  • 網絡戰和網絡安全能力

  • 有能力使用定向能量武器

  • 利用電子干擾、電子戰系統和紅外調光提高隱蔽性

  • 可選擇作為有人駕駛式空中平臺

人們認為,第六代戰斗機將通過放置在固定硬件上的軟件獲得作戰功能,就像第五代戰斗機一樣。在這種情況下,所有系統都會成為網絡戰的一個組成部分。然而,由于智能傳感器的存在,幾乎無限的操作區域可以使這些平臺像指揮和控制中心一樣運作。出于這個原因,特別是以網絡為中心的行動/以網絡為中心的戰爭在這個過程中發揮了關鍵作用。

3.3 網絡中心戰/戰爭

以網絡為中心的戰爭的概念廣泛地描述了 "一個網絡化的力量可以用來創造決定性戰爭優勢的新興戰術、技術和程序的組合"。它用陸地、海洋、空中和太空的維度來模擬作戰環境,并將使用這些維度的平臺(連同它們使用的設備)放在一起。在這個概念之前,它發展了電子作戰區的概念,顯示為三維,并發展了即時成像和操作設施。

3.3.1 電子戰

用于軍事目的的電磁系統和定向能被用來監測電磁波譜,收集信息,控制或攻擊敵人,并在必要時阻止電磁波譜的使用。

電子戰由三個主要部分組成:電子支持、電子攻擊和電子保護。這些部分的基本分項如圖15所示。

圖15:電子戰部門

電子支持:它是緊急威脅探測的電子戰部門,包括搜索、探測和識別有意識/無意識的電磁能量發射源的活動。它由導航和威脅警告兩個子項組成。

電子突擊:它是電子戰的一個分支,涉及用電磁系統或定向能武器攻擊電磁系統,以減少、抵消或消除電磁威脅的作戰能力。它包括反傳播導彈、定向能、干擾和欺騙。

電子保護:這是電子戰部門,涵蓋了保護人員、設施和設備免受友軍或敵軍電子戰活動的影響,以減少、消除或破壞友軍的作戰能力。該部門由傳播控制、電磁加固、電磁頻率碰撞預防和其他過程/措施等子項組成。

4 創建網絡防御系統

一個人需要信息和各種獲取或生產信息的手段,以保護自己的個人,了解和檢測攻擊,并對防御方法做出決定。簡而言之,防御是保護系統免受攻擊的行為。因此,網絡防御指的是一個積極的過程,確保正在進行的關鍵過程免受攻擊。

4.1 建立網絡防御的工作

雖然網絡防御的概念是為了保護我們的網絡基礎設施,但它也在制定戰略以在必要時對抗網絡攻擊方面發揮了積極作用。在這種情況下,首先,使用和管理我們的網絡資產的人的個人意識,以及專家關于他們的職責和其他活動的知識應該不斷地進行轉變,這將有助于支持基于威脅數據的決策。當然,在收集用于這一過程的數據方面,傳感器的使用是非常重要的。通過這些傳感器,可以預測諸如攻擊的能力和策略等要素。根據情況分析所產生的數據,可能需要啟動防御系統。這個過程可以被簡單描述為網絡指揮和控制。在這種情況下,雖然指揮部研究選項并根據決策過程范圍內的情況迅速進行評估,但控制方面是一個既定的系統,以溝通決策并在整個系統中可靠地執行它們。

到目前為止提到的幾點是對網絡防御的全面回顧,也有人指出,"網絡情報 "應該作為一個額外的因素加入到這些層面。通過這些方法,網絡防御活動可以通過將從過去的攻擊中吸取的教訓納入指定的流程而得到加強。

5 世界網絡安全活動

當對當前的網絡安全活動水平進行評估時,可以看到它們在個人安全和有關國家安全方面都有了發展。然而,個人因素的簡單錯誤會直接影響一個國家的安全。出于這個原因,需要制定高水平的措施。

在這種情況下,"根據'部長會議關于開展、管理和協調國家網絡安全工作的決定(BKK)'和2012年10月20日政府公報中編號為28447的第5809號電子通信法,準備和協調與提供國家網絡安全有關的政策、戰略和管理計劃的任務被賦予運輸、海洋事務和通信部的責任,"根據同一法律,土耳其成立了一個 "網絡安全委員會"。

土耳其網絡安全集群是在土耳其共和國國防工業主席的領導下,在所有相關公共機構/組織、私營部門和學術界的幫助下建立的,作為一個平臺,根據土耳其在網絡安全領域生產技術并與世界競爭的主要目標,發展我國的網絡安全生態系統。平臺活動是在總統府數字轉型辦公室的支持和協調下進行的。

在土耳其2023年愿景框架內確定的國家網絡安全目標如下。

  • 全天候保護關鍵基礎設施的網絡安全。在國家層面擁有網絡安全領域的最新技術設施。在業務需求的框架內發展國內和國家技術機會。

  • 繼續發展主動的網絡防御方法,基于對網絡事件的反應是一個整體,涵蓋了事件發生前、發生中和發生后。衡量和監測網絡事件應對小組的能力水平。提高網絡事件響應團隊的能力。

  • 通過基于風險的分析和基于規劃的方法,提高企業、部門和國家對網絡事件的準備水平。確保機構和組織之間的安全數據共享。

  • 確保數據流量的來源和目的地都在國內。在關鍵的基礎設施部門制定一個管理和監督網絡安全的方法。

  • 防止生產商在關鍵基礎設施部門對信息技術產品的依賴。確定確保下一代技術安全的要求。支持創新的想法和研發活動,并確保實現其轉化為國內和國家產品和服務。

  • 社會各階層安全使用網絡空間。保持活動,使整個社會的網絡安全意識保持在一個較高的水平。

  • 在機構和組織中建立企業信息安全文化。確保兒童在網絡空間受到保護。加強人力資源,為對網絡安全感興趣的個人或想在這一領域從事專業工作的個人提供項目。

  • 在正規和非正規教育中傳播網絡安全培訓,豐富培訓內容。制定機制,確保與國家和國際利益相關者的信息共享和合作。

  • 盡量減少網絡犯罪,提高威懾力。建立機制,確保在互聯網和社會媒體上分享準確和最新的信息。

在其他有效利用技術的國家和我國一樣,都在制定網絡安全戰略。在這種情況下,下面介紹美國、俄羅斯、中國、英國、以色列和伊朗確定的政策和戰略。

5.1 美國

美國公共部門和私營部門聯合行動,保護關鍵基礎設施。

在公共和私營部門之間共同行動,對付可能來自網絡空間的攻擊,以及提出發展這種聯合行動的策略和計劃,鼓勵和支持私營部門履行其在網絡空間領域的職責,并在所有這些目標的范圍內發展一個聯邦系統。

提高美國企業和雇主部門以及整個社會對網絡攻擊的認識,重視在聯邦一級對這個問題的培訓和指導活動。

由于俄羅斯日益增長的網絡力量和網絡挑戰對美國的安全構成嚴重威脅,制定計劃以消除這些威脅。

由于中國對美國構成威脅,特別是在網絡間諜活動領域,美國應采取必要措施,保護其技術創新和私營部門的商業利益。

保護農業和食品部門、飲用水和公共衛生及應急系統、社會保障、信息和電信基礎設施、能源、交通、銀行和金融及化工部門、郵政和航運系統的所有官方計算機、軟件和網絡技術為國家關鍵基礎設施,并保護這些領域免受網絡攻擊。

認識到網絡空間是全球一級的共同使用領域,這些領域應該是安全和自由的,以確保貨物和服務、思想、企業家和資本的自由流動。在此背景下,美國應采取各種措施確保這些自由機會,在此背景下,應在全球范圍內打擊俄羅斯和中國對互聯網進行分割的技術和行政措施。

美國應全力支持有關國家打擊旨在破壞盟國穩定的網絡攻擊。

5.2 俄羅斯

在格拉西莫夫學說提出的原則范圍內,俄羅斯旨在通過將不具有軍事性質的方法納入其軍事能力,以較少的常規力量指導和管理熱點沖突的進程,從而減少人員損失和代價。在這種情況下,在軍事干預之前,它的目的是通過對目標地區、國家、社區或國家的網絡攻擊來獲得優勢,消磨目標,用心理戰的方法壓制它,打擊它的士氣,打破防御阻力,破壞其關鍵的基礎設施,并損害其經濟。

5.3 中國

在網絡行動范圍內提供對實現經濟增長和穩定有重大影響的新一代技術。

控制互聯網以維持國家治理,從而控制當地的分離主義團體和可能的社會動蕩。

制定針對以網絡技術為中心的對手信息戰計劃措施,反擊旨在干涉國家內部事務的活動。

針對外國情報部門對中國計劃的網絡間諜活動,建立有效的反合同結構。

在源于網絡空間領域的新一代技術所提供的可能性范圍內支持軍事能力,以及準備針對潛在對手軍事力量的關鍵基礎設施的計劃。

組織針對目標地區和政府的信息戰戰略和以網絡技術為中心的網絡活動。

5.4 英國

防御:英國政府必須確保加強國家IT基礎設施的防御,并確保其免受針對英國關鍵數據和系統的網絡威脅。為了實現這一目標,公共和私人部門應共同行動。

威懾:英國應加強現有的對網絡威脅的主動和被動的抵御能力,并創造一種有效的威懾觀念。

發展:英國政府必須提高英國的網絡能力,以應對網絡威脅。在這種情況下,英國不斷增長的網絡安全產業的發展應該得到支持。

5.5 以色列

憑借其戰略計劃,以色列是全球網絡安全經濟中的一個典范。以色列的公共當局根據國家的安全和商業利益,以具體的經濟計劃鼓勵私營部門在網絡安全領域的發展,在這種激勵下,以色列的各個大學和研究中心都專注于網絡安全領域的研發研究,并不斷在這個領域創造新的發展和揭示產品。

在這種情況下,根據經濟合作與發展組織(OECD)的數據,以色列已經成為世界上領先的國家之一,將其國民生產總值的約4%(100億歐元)分配給科學研發支出。此外,以色列的信息、通信和技術部門正在迅速增長。2014年,以色列在全球網絡安全行業的份額增長了8%,達到60億美元。另一方面,據了解,2016年,以色列有超過350家大大小小的公司在網絡安全行業運營。這個數字在2017年迅速增加,達到420家活躍的公司。其中26家網絡安全公司躋身2017年世界上最活躍、發展最迅速的500家網絡安全公司之列。

5.6 伊朗

在針對核設施的Stuxnet攻擊事件發生后,伊朗出于報復性反應,加快了網絡安全工作。然而,伊朗提高其網絡攻擊能力的努力,當初是以報復的動機而加速的,現在已經變成了一個目標,即通過以下時期的措施使伊朗成為網絡空間的有效行為者。在這種情況下,伊朗將擁有強大的網絡攻擊能力作為其國家目標。這一目標的背景基本上是,不是全球大國的伊朗希望利用網絡空間提供的不對稱優勢,在中東地區與美國、沙特阿拉伯和以色列進行權力斗爭。

在伊朗的網絡攻擊能力中,網絡安全最高委員會、革命衛隊、伊朗情報部、網絡司令部以及與這些機構有聯系的伊朗網絡軍隊的代理結構在決定網絡政策方面具有重要作用。

伊朗的網絡攻擊目標似乎與伊朗傳統的國內和國外的防御重點相一致。

6 評估

網絡安全的概念--考慮到今天的技術層面--現在是一個不能被放棄的領域。這個概念被認為是一個不僅與個人,而且與部門、組織、機構,當然還有國家密切相關的領域。雖然它只由兩個詞組成--網絡和安全,但這只是冰山一角。構成網絡安全的組成部分有哪些?當我們問起時,我們可能一開始并沒有意識到這個主題有多深。我們可以把構成這個領域的一些組成部分表達出來,如圖16所示。

圖 16:網絡安全組件的選擇

當我們研究圖16中的網絡安全組成部分的選擇時,可以看到這些組成部分既與民用也與軍事有關。因此,網絡安全范圍內的許多現象具有雙重用途(正如網絡武器可以用于網絡防御和網絡進攻的目的)。因此,當我們將網絡安全的最高層視為網絡戰時,這一概念將不限于武裝部隊,還將涵蓋構成國家權力要素的所有層級的責任領域。特別是,圖16中最右邊一欄所示的人工智能、大數據和物聯網的組成部分,也應被視為能夠使這一過程進一步復雜化并使威脅類型敏捷化的技術。

當我們特別關注軍事系統所創造的環境時,可以看到在物理戰場上使用的所有武器系統和平臺所創造的維度已經成為收集、生產、共享和使用數據范圍內的網絡物理環境。出于這個原因,有可能談論軍事大數據環境。在這種情況下,即使作戰數據在某些環境下是加密或匿名的,但幾乎是PB級的數據被生產、共享和存儲的事實表明,這一領域對網絡活動(網絡間諜活動、恐怖主義、攻擊等)是開放的。在所有這些發展的背景下,使用 "軍事物聯網 "的概念而不是以網絡為中心的行動或以網絡為中心的戰爭的概念是合適的。我們可以借助圖18來總結軍事物聯網結構在網絡防御-公共安全范圍內的重要性。這種結構也可以作為一個指標來評價,即要安裝和使用的系統有多復雜。特別是軍事運行環境,應該有一個網絡安全盾牌。

圖18:網絡防御-公共安全和軍事物聯網

此外,考慮到敵方部隊和友方部隊都在一個有效的人工智能平臺上共同行動,探測、識別和干預系統中惡意軟件造成的異常情況將同樣困難。

在這種情況下,如果我們把大數據、軍事物聯網和人工智能技術放在一起評估,并在網絡安全的大框架下進行整合結構,我們可以說這個過程是雙向作用的,存在防御/攻擊、朋友/對手等困境。

考慮到這些組件可以影響所有民用/官方安全層,保護 "關鍵基礎設施 "是非常重要的,它被定義為 "包含信息系統的基礎設施,當它們處理的信息的保密性、完整性或可訪問性被破壞時,可能導致生命損失、大規模經濟損失、國家安全漏洞或公共秩序的破壞"。構成關鍵基礎設施的部件受到損害,可能導致國家安全的脆弱性。

出于這個原因,確保所有層面--平民和軍隊--的有效網絡安全應被視為重中之重。在確定有效的網絡安全過程中,圖19所示的 "網絡安全生命周期 "可以作為一個重要的指導。

圖19:網絡安全生命周期

為了提高網絡安全生命周期的有效性,可以設計一個 "人工智能支持的網絡安全決策支持系統",如圖20所示。

在這個設計中,來自各種來源的數據都要進行初步評估,調查數據中是否存在異常。如果沒有異常,則繼續進行正常的活動,而如果有異常,則將這些數據發送到網絡威脅庫,并與現有的威脅數據進行比較。如果無法識別,則從網絡威脅情報方面進行調查,并確定威脅識別。然后,它被處理到網絡威脅庫中。被定義為異常的數據在經歷了威脅分析、威脅分類、影響評估和風險評估后,被轉移到 "人工智能支持的決策支持系統"。在這里,網絡威脅的網絡威脅層(戰略、操作或戰術)被確定,適當的選項(根據級別)被提交給相關的決策者。決策者在這些選項的幫助下,在現行法律的范圍內做出有效的決定。

圖 20:人工智能支持的網絡安全決策支持系統

網絡安全概念的影響是多方面的,其中一個主要原因是它涵蓋了社會的各個層面。今天,被引入網絡空間的年齡已經下降到學齡前,特別是由于父母使用智能手機來分散孩子的注意力。因此,從學齡前兒童到死亡,人類都在網絡空間運作。因此,在具有綜合結構的網絡安全過程中,最薄弱的環節是不具備網絡安全意識的個人。出于這個原因:

  • 考慮到個人的教育水平和年齡差異,規劃培訓,以包括社會的所有層面,包括計劃和當前的威脅,以加強網絡安全意識和網絡安全措施。

  • 建立網絡安全戰略和網絡安全實施政策,包括所有機構、組織和部門,從社會最小的單位--家庭開始,保持這些政策的更新,支持現實的做法。

  • 鼓勵在生產敏感技術,特別是關鍵基礎設施系統所需的所有軟件時,以機構為單位進行國家源碼編碼,并按照安全軟件創建標準進行創建。

  • 并評價說,應該鼓勵實現所有相關學科(心理學、社會學、管理組織、行為科學、戰略管理、工程領域等)在網絡威脅檢測、網絡威脅分析、網絡威脅分類、網絡威脅影響評估、網絡威懾和確定網絡攻擊者特征等領域的跨學科課題的獨特項目。

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太空的多極化、多參與者特點是國際體系的體現,存在一定的風險和機遇。一些國家率先在商業航天領域與國家安全航天任務相結合,通過在深空建立永久性基地解決行星目標,將資源私有化并建立太空殖民地,以鞏固各自在國際上的政治地位。因此,外層太空及相關研究再次成為在軍事意義上具有重要戰略意義的領域。在這方面,太空技術和進入太空的能力在軍事術語中被視為一種力量倍增器。事實上,抵御敵人的能力、新太空武器的發展以及出于情報目的進入所有領域,都有助于進一步加強任何特定國家的軍隊。本報告結合全球趨勢,對上述幾點進行綜合分析。

引言

人類棲息的地球所在的外層空間和銀河系,在國際條約中被描述為屬于所有人的地方,任何國家都不能宣稱擁有主權。在美國的領導下,私營部門作為非國家行為者參與空間研究,這是一個迄今為止國家行為者一直占主導地位的領域,導致商業空間理念變得越來越重要,并標志著新時代的開始具有多個玩家和任務的太空時代。這種由多個參與者組成的多極體系是地球國際體系在空間的反映,它帶來了某些額外的威脅和風險。可以說,所有相關國家的國家安全都需要在其現有的太空任務之上,在商業太空領域發揮領導作用,在深空建立永久性基地并安置行星物體,將其資源私有化并建設太空殖民地——這將鞏固他們在地球上的領導地位。 除了國家行為者之外,作為私營部門一部分的空間企業家,其既定理想是開拓努力,在銀河系內的另一個星球上重建生命。

從軍事上講,外太空--特別是低地球軌道--已經成為深空研究框架內的一個重要戰略領域,因為有機會進入太空的國家開始爭奪月球和附近行星以增強其實力。因此,空間技術被認為是一種力量倍增器,通過使任何特定國家能夠進入太空而進一步增加其軍事力量。同時,新型太空武器使相關國家有可能抵御敵人,因為進入太空增加了他們的情報能力,使他們的武裝力量更加強大。必須指出,人類在太空的存在是冷戰的副產品,其根本目的是讓蘇聯或美國在天基能力的幫助下使其軍隊立于不敗之地。這第一個時期以平局結束,因為兩個國家在太空中積累了類似的力量,只要他們在不同的時間點完成相同的任務。

將太空視為地緣政治和軍事競爭的一個領域,導致美國與俄羅斯、法國等一起,在其軍事結構中創建一支新的力量,并通過太空部隊提高其活動水平。太空部隊作為相關國家軍隊中的新力量,其作用是利用地面和天基系統抵御空中攻擊,為情報目的從事監視、監測和跟蹤,跟蹤其他國家的軍事衛星,根據指令使衛星失效,從衛星上提取信息,開發新的軍事太空技術和指導深空研究。

今天,對空間相關活動的重新強調被描述為空間2.0。 目前這一章與最初時期的不同之處在于,私營部門參與和投資在美國領導下確定的某些項目成為可能。同時,一個新的企業家階層,即太空百萬富翁,出現了。 第二個主要區別是建立了一個以太空部隊為名的特殊軍事組織。在美國、法國、俄羅斯等組建自己的太空特種部隊的同時,北約在2019年宣布太空為作戰領域,并在拉姆施泰因空軍基地設立了北約太空中心。 另一個預示著太空戰的發展是在2021年底建立了太空作戰分析中心,作為美國太空部隊的一部分。該中心的目的是為太空戰爭開發某些模型,創建兵棋推演模擬,提出作戰概念,并將必要的軍事力量落實到位。 美國政府計劃明年在新墨西哥州的科特蘭空軍基地開設的兵棋推演和高級研究模擬實驗室,在太空戰的模擬環境中測試新型太空武器——高能激光武器和高能電磁武器。 與此同時,這些創建了太空部隊的國家也建立了太空情報單位。眾所周知,這三個重量級國家--美國、俄羅斯和中國--正在進行 "秘密的特殊太空行動",而這些行動的結果還沒有與人類分享。空間情報單位主要是通過關注這三個國家之間的秘密任務來獲取信息。同時,美國還對朝鮮和伊朗進行監視。

另一個重大發展是作為新武器系統和技術進步的結果,出現了軍事空間技術。在物理學家的領導下,這些武器系統以人工智能的方式運作,在沒有人類參與的情況下開發,在未來的世界統治和潛在的常規世界戰爭中發揮關鍵作用。正如理查德-A-穆勒在《未來總統的物理學》中所說,領導人在決策過程中必須考慮到先進的技術,需要有足夠的信息來采取明智、迅速和適度的行動。人們在關于全球變暖、間諜衛星、洲際彈道導彈、高超音速導彈、裂變和聚變、人工智能和分子遺傳學的研究中遇到了技術知識。在《不可能的物理學》中,Michio Kaku分析了物理學定律,并通過物理學的方式談論空間技術,涉及隱形、傳送、可超過光速的星艦、時間旅行、平行宇宙、反物質和反宇宙的問題。在這個新的空間時代,私營部門也對空間技術的創新做出了貢獻。

重新開始的軍事競爭可以追溯到冷戰時期。當時,太空作為一個戰略領域,美國和蘇聯在發射偵察、監視和間諜衛星,發展洲際導彈系統,使載人太空旅行成為現實,踏上月球,發現新的行星和在外太空建立空間站方面展開競爭。這種競爭植根于他們的目標,即通過實現科學和技術的全球領導地位來塑造人類的未來。同時,這兩個國家在太空所做的事情是更廣泛的核軍備競賽的一部分。因此,他們將太空競賽視為一種軍備競賽。當蘇聯在1957年成功發射人類第一顆人造衛星--斯普特尼克1號時,太空競賽開始了。而美國在1969年取得了領先地位,當時美國宇航員尼爾-阿姆斯特朗踏上了月球,蘇聯的經濟崩潰導致其在冷戰中失利,導致其太空計劃被推遲,太空競賽結束。從那時起,從國際關系的角度看,這兩個國家因其與空間有關的能力而被稱為空間大國。

中國在冷戰結束后不久就以自己的資源參與了同樣的活動,在2003年完成了一次載人航天任務,加入了美國和俄羅斯的太空大國行列。通過與這兩個超級大國平起平坐,中國在全世界取得了巨大的威望和聲譽。此外,中國在2014年建立了自己的航天部隊。中國航天計劃的目的是在深空建立一支軍事力量,以削弱美國在該領域的現有地位。該國的太空和彈道導彈計劃是在錢學森的領導下開發的。被稱為 "中國的馮-布勞恩",這位工程師在麻省理工學院(MIT)學習了空間和火箭科學,然后為美國在這些領域的發展做出了貢獻。回到祖國后,錢學森去了蘇聯,在那里他研究了俄羅斯的R-2導彈,以促進中國Dong-Ning導彈的生產。他在美國和蘇聯獲得的技術知識能夠發展中國的空間技術。許多觀察家將這位受過西方教育的中國工程師描述為太空的成功者。

在中國和美國之間重新開始太空競賽的同時,俄羅斯與這兩個國家合作,并發揮平衡作用。這場新的太空競賽的目的與前者相同,即中國希望成為全球科學和技術的領導者,以創造和強加一個替代美國領導的世界秩序。同時,無論哪個國家在軍事空間技術方面成為主導,也會在未來的地球戰爭中占據上風。然而,重要的是要注意到,中國作為一個空間大國的出現也暗示了與日本和印度的競爭--這些亞洲國家都在尋求成為空間大國。專家認為,這三個亞洲國家在外太空的活動將導致它們之間未來的軍事力量平衡。

如果地球上爆發常規、區域或'灰色'戰爭,在空間的軍事統治將決定全球大國之間權力斗爭的結果。在來自太空的混合威脅的框架內,根據'灰色'戰爭的概念,這也是在地球上開展行動的一個重要領域。在這三個國家之間積極競爭的背景下,美國(不包括北約)仍然是孤獨的,而俄羅斯和中國則平衡了美國,法國則更加參與了這一平衡。

新興太空武器技術

在討論當前的問題之前,重要的一點是,所有發展高科技武器的國家都嚴重需要物理學家和工程師。我們絕對有必要知道,如果沒有深厚的物理學和天體物理學知識,就不可能有太空方面的軍事成就。為了理解質量之間的吸引力,即宇宙中的主要力量之一,阿爾伯特-愛因斯坦的廣義相對論和馬克斯-普朗克的量子物理學工作成為有用的指南。了解粒子物理學,對發展電磁波譜武器也獲得了重要性。

快速瀏覽一下正在開發的太空武器就會發現定向能武器、高超音速導彈和量子技術。這些武器被部署在地球上,而不僅僅是在太空中,用于進攻和防御目的。還有必要強調的是,少數國家有機會獲得此類武器,相關政府在嚴格保密的情況下運作,將其部署到太空。現在讓我們簡要地談一談我們在上面作為例子提到的那些新的技術類型。

定向能武器

定向能武器技術是繼火藥、核和核聚變之后的第四種武器系統,在空間防御性武器方面受到關注。這種武器以光速移動,看不見,具有破壞性,利用了電磁波譜。42蘭德公司2002年出版的一本名為《太空武器地球戰爭》的書詳細討論了定向能武器的問題。這些武器以高速造成巨大破壞,包括激光、微波、粒子射線武器和天基激光系統。這些武器是為防御目的而設計的,旨在摧毀衛星和打擊陸地上的目標。可以得出結論,這種武器可以用來擊落地球上的衛星,因為中國已經在新疆地區駐扎了電磁波發生器。同時,在月球黑暗面的無人駕駛飛行器著陸后進行了某些電磁實驗。不言而喻,定向能武器的發展導致那些想掌握電磁波譜的國家之間的權力斗爭出現了一個新的領域。

任何在定向能系統基礎上運作的武器,在被放置在衛星系統中用于進攻目的時不可能被發現,但卻可以用射線造成巨大破壞。在這方面,這種武器可以進行旨在摧毀整個城鎮--特別是首都城市的攻擊。射線球也有可能擊中位于目標國家附近的陸地或海底的地震斷層線,并引發地震。同樣的射線球也可以落在火山內,重新激活火山。因此,有可能在沒有可察覺的肇事者的情況下進行自然災害攻擊,通過在陸地上觸發地震來破壞城市,通過引起水下地震或重新激活火山來創造海嘯。人們可以認為,按照 "灰色戰爭 "的概念使用空間軍事力量,通過不知道時間或方法的攻擊使對手喪失能力,是一種重要的秘密行動。

任何定向能武器也有可能作為一種望遠鏡駐扎在太空中。畢竟,望遠鏡中使用的光學透鏡的尺寸將為收集足夠的能量創造機會。因此,作為最大和最發達的太空望遠鏡,詹姆斯-韋伯太空望遠鏡有可能在為某種隱藏的議程服務。具體來說,人們不禁想到,望遠鏡使用的鏡子可能會將太陽的大量能量反射到地球上,以達到破壞的目的。在這方面,有可能為定向能量武器積累足夠的能量。事實上,使用巨大的鏡子將太陽能轉向地球并摧毀整個國家的基本想法可以追溯到亞里士多德。同樣,德國物理學家赫爾曼-奧伯特在阿道夫-希特勒政權下設計的所謂太陽槍,將被安裝在低軌道的空間站上,用凹面鏡將太陽光線反射到地球上,以摧毀城鎮或引發大規模風暴來摧毀敵人的海軍部隊。

從防御角度講,這種武器的目的是在進入大氣層后摧毀洲際彈道導彈和高超音速導彈。因此,專家們堅持認為,將配備激光武器并在地球上自主運行的衛星,可以在洲際彈道導彈和潛艇發射的彈道導彈以及新開發的帶有核彈頭的高超音速導彈擊中目標之前,用于保護它們免受戰略核武器的攻擊。這種防御系統對美國特別重要,因為美國在高超音速技術方面處于落后狀態。聲明一下,這種技術并不新鮮。里根政府在1982年制定了國家太空計劃,并在1984年制定了戰略防御計劃(也稱為 "星球大戰計劃")46。該計劃是一個防御性軍事項目,目的是在到達美國之前用激光射線摧毀蘇聯的洲際彈道導彈,這些激光射線將由太空指揮。具體而言,"星球大戰 "計劃涉及高能激光器、微波武器和粒子射線等形式的定向能武器。這一舉措意義重大,因為它標志著兩個超級大國之間的軍事力量平衡,即基于恐怖的平衡,正在向華盛頓的優勢轉變。2000年,喬治-W-布什總統以國家導彈防御系統的名義重新提出了這個項目。這個項目在當時被科學家和工程師認為成本太高,此后在美國重新獲得重視,著眼于高超音速導彈的摧毀。專家們認為,無形的定向能武器可以有效地對付移動速度超過聲音的高超音速導彈,如果安裝在衛星上或駐扎在月球上,可以進行外科手術式的打擊。而五角大樓已經報告說,它將在2023年測試天基反導彈激光武器和粒子射線武器系統,有可能這種武器已經位于太空的衛星系統上。事實上,美國國防情報局2019年的一份報告指出,中國和俄羅斯正在開發反衛星激光武器。

2022年1月,中國測試了實驗性高級超導Tokamak(EAST)--一個 "人造太陽",產生的熱量是太陽核心的十倍。ITER是一個涉及35個國家的產生清潔、可持續和高效能源的研究項目的一部分,該研究是基于將氫原子和氦原子聚集在一起的聚變能。值得注意的是,氦-3,托卡馬克系統運行所需的某種氦同位素,在月球表面很豐富。因此,有可能使用氦-3為相關國家打算在月球上建造的聚變反應堆提供動力。顯然,該反應堆也可以被武器化,以創造一個人造太陽并向目標國家發送火球。美國宇航局希望在2025年前在月球上建造的核反應堆也將使用氦-3來產生聚變能。該核反應堆的既定目的是為月球軌道上的空間站的太空飛行器提供燃料,然后再駛向火星軌道,特別是,由于假設它可以被武器化,因此引發了人們的擔憂。不用說,《星球大戰》三部曲中的虛構武器死星是由核聚變和裂變驅動的,這仍然是這種說法的主要原因。因此,一些人認為,可以用同樣的方法建造這樣的武器。這種說法認為,死星可以摧毀整個國家

萊斯特大學的一群物理學學生成功地進行了一項實驗,設計出了 "偏轉盾",宇宙飛船在《星球大戰》電影中使用這種盾牌來阻止武器系統將其摧毀。相應地,該技術可以保護任何地區、物體甚至星球免受激光束的影響。而該盾牌技術是為了防止軍用飛船和衛星被摧毀,目前正在討論用它來庇護前往火星的飛船免受輻射。同時,偏轉盾牌系統是由美國波音公司開發的,其名稱為電磁弧等離子體盾牌技術。因此,地面部隊成員使用位于手臂上的該系統來保護自己免受爆炸和暴力沖突的傷害。該防御系統在《星球大戰》電影中某些星球的沖突中被利用,被認為是軍事技術的一個重大創新。

同時,英國軍方將注意力集中在基于空間定向能量的激光防御系統上。英國BAE系統公司據此設計了激光開發大氣層透鏡(LDAL),該透鏡是基于偏轉盾牌的。據該公司稱,該武器將地球的大氣層電離或加熱,用高能激光操縱它,從而改變電磁波,作為一種盾牌。這種現象被稱為克爾效應。有可能將該技術視為一種新的天基防御系統,用于戰時對抗從太空發射的激光武器。在這個意義上,定向能可用于空間領域的各種目的,包括作為一種武器,作為一種防御工具,以及推動飛船。

另一項技術是受到《星球大戰》電影的啟發,即所謂的牽引光束。蘇塞克斯大學的一組研究人員最近使用超聲波將一個小物體保持在空中,并在不與另一物體接觸的情況下移動它。此外,澳大利亞國立大學的Vladlen Shvedov博士設計了一個系統,使用激光束來牽引物體。換句話說,使用激光束來重新定位物體成為可能。這項技術也將使人們有可能通過拉動地球軌道上的衛星以及行星物體來移動它們。科學家們還宣布,使用石墨烯的激光束可以用來調整閃電的方向或制造雷電。似乎也有可能使用牽引光束來停用軌道上的衛星。在這方面,該技術可以被看作是一種反衛星武器。同樣,在地球軌道上運行的太空垃圾可以在該技術的幫助下被重新定位,并撞向目標衛星。畢竟,"太空垃圾 "一詞是指將太空中所有其他物體置于危險之中的物體--很像一個軍火庫。在這個意義上,觀察家們注意到,將這種物體吸引到衛星上而不被發現可能是一種有用的策略。

一個牽引恒星的系統也可以用來改變從木星不斷向地球飛來的各種隕石的方向。換句話說,人們可以干擾任何隕石,這些隕石首先不會撞擊地球,并改變其方向以確保它撞擊地球上的特定位置。通過重新思考牽引光束作為一種攻擊性武器或將隕石武器化,人們可以使用該系統來打擊地面上的任何目標。事實上,一些美國消息人士指出,隕石可以作為武器使用。然而,地球被隕石擊中可能會引發地震或海嘯,這可能相當于一場足以完全摧毀我們星球的嚴重災難。盡管如此,專家們表示,像朝鮮和伊朗這樣的國家可能會使用這種武器。從這個意義上說,作為 "雷神計劃 "的一部分,以動能為武器的隕石雨可以成為一種有效的武器。

這種類型的武器建立在上帝懲罰的神秘理念之上,類似于由總部位于加利福尼亞州的 "太空制造 "公司開發的 "將小行星重建為機械自動裝置"(RAMA)項目,該項目獲得了美國宇航局創新先進概念(NIAC)項目的獎勵。該項目旨在將任何長10米、寬10米的小行星改造成一個自主的太空飛行器,該項目被認為是地球防御的一部分。因此,在放置在小行星表面的無數納米機器人的幫助下,似乎可以改變小行星的軌道。在這個意義上,科學家們認為,從小行星中出來的各種材料,可以作為燃料來推動有關的物體。事實上,2021年的電影《別看了》(Don't Look Up)中出現了放置在隕石上的納米機器人對隕石的破壞,強調有可能對隕石進行干擾,防止它撞擊地球。事實上,2013年一顆隕石以大約每小時6萬公里的速度撞擊了俄羅斯,在墜落過程中變成了一個明亮的物體,沒有留下任何殘留物,并造成約1000人受傷。那次事件作為一個可疑的案例被載入史冊。在這個意義上,可能有必要將隕石的武器化視為 "灰色戰爭 "概念中的一種混合威脅。雖然使用核武器是不可能的,但專家指出,隕石可以作為一種有效的武器,完全摧毀敵國,而沒有人對發生的事情負責。

高超音速導彈系統

高超音速導彈,其移動速度比聲音快五倍,可以配備核彈頭,今天已經進入俄羅斯、朝鮮等的軍事庫存。事實上,俄羅斯已經用Kinzhal(小刀)高超音速導彈打擊了烏克蘭的一些軍事陣地。專家認為這是空戰優勢的主要來源。同時,高超音速導彈被認為代表了核威懾的范式轉變--與人工智能和自主系統、高性能數據分析、量子計算機、天基傳感器、反衛星武器和網絡武器系統一起。

最近一份題為 "五次革命 "的報告。大西洋理事會斯考克羅夫特戰略與安全中心討論了相關地區的五種新型軍事技術,并提出了中國在網絡、電磁波譜和空間領域的技術進步使其更有可能贏得一場地區戰爭。具體來說,東風21D和東風26B反艦彈道導彈、東風17D高超音速導彈發射系統以及CH-AS-X-13高超音速導彈都是為了針對中國對手的海軍力量而開發的。報告提到,中國和俄羅斯一樣,將太空確定為拒絕進入、建立不對稱力量(由于其核武器能力低)和信息優勢的優先事項。

雖然美國在軍事力量方面在大國中排名第一,但它在高超音速導彈領域缺乏這種優勢。相反,該國已優先發展防御能力和預警系統,以應對此類導彈。在這方面,國防部高級研究計劃局(DARPA)繼續嘗試在 "21世紀項目 "的框架內為太空中的軍事衛星創建一個新的安全架構。同時,美國政府繼續致力于高超音速導彈的預警系統,根據與埃隆-馬斯克的Space X公司達成的協議,大約2萬顆微型衛星將被發射到地球軌道,一個配備傳感器的衛星網絡將運行基于人工智能的特殊算法。目前正在進行迷你衛星的試驗。然而,美國軍方官員指出,由于在太空中遇到的復雜情況,預警系統沒有產生預期的結果--盡管該算法在地球上相對容易運行。

俄羅斯、中國和朝鮮的高超音速導彈試驗創造了一種以美國為代價的力量不對稱。考慮到這種建立在反介入(A2)和區域拒止(AD)概念上的戰爭,這些導彈的作用是防止美國這個全球參與者在政治和軍事上影響任何地理上的偏遠地區。黑海和南中國海立即映入眼簾。1991年出現的反介入戰爭的想法,代表了空戰和海戰的結合。同時,它超越了軍事行動,涵蓋了一系列經濟、法律、網絡和外交活動,旨在削弱目標國家對世界任何特定地區的影響力。對任何敵對國家來說,重要的是建立起空間支持的防空系統和通信基礎設施,確保其海軍部隊在相關地區的活動,在其他國家的邊界內獲得陸軍/海軍/空軍基地,并擴大其網絡能力。這個國家的防御和進攻能力由多種武裝力量的總和組成,如其海軍、空軍、陸軍、網絡部隊、太空部隊和電子戰部隊,將使其能夠通過超越其他國家并阻止他們在相關地點活動而拒絕任何地區。在以導彈為先導的空襲情況下,區域拒止將導致對手在太空中的軍事衛星失靈,切斷其通信,使用電磁波使所有具有電子系統的軍事元素無法運作,用自己的導彈摧毀導彈和導彈發射器,用來自空中和海上的攻擊消滅對手的海軍部隊,并以勝利結束戰爭。不言而喻,空間在這種戰爭概念化中起著關鍵和決定性的作用。只要防空系統是從太空指揮的,衛星必須及時提供準確的信息,以便發射反導彈。特別是由于一直缺乏早期預警系統,高超音速導彈在被探測到時用來自太空的 "射線槍 "摧毀是至關重要的。專家認為,俄羅斯軍事情報部門打算通過停用美國在其國家領土附近的導彈發射坡道來實現心理優勢--從華盛頓積極利用空間的北極附近地區開始,并且用導彈或將其他衛星撞向它們來摧毀他們從地球上用觀測望遠鏡探測到的美國衛星,從而使美國無法看到或聽到任何東西。此外,俄羅斯通過向地中海沿岸國家出售S-400和S-300防空系統來論證降低北約在空中的效力水平。這就是為什么從美國軍隊的角度來看,擁有更多核導彈并在太空中保持更活躍的俄羅斯所代表的對手要比中國危險得多。

量子技術與空間

從軍事角度來看,量子技術被用于空間領域的衛星和計算機。可以觀察到,中國已經在這一特定領域取得了領先地位。通過在2017年將以中國古代哲學家命名的第一顆量子衛星Micius送入太空,以防止其現有衛星的數據被盜,中國迎來了太空中的量子技術時代。由于量子力學使用光子在特定網絡內安全地傳輸數據,數據包在傳輸過程中不可能被攔截和復制。這就是為什么量子衛星被視為從安全通信的角度確保數據安全的最新技術。2020年,中國啟動了第一個移動量子地面站,與衛星Micius進行了長達8分鐘的通信。此外,該國在2017年成功進行了一次量子傳送實驗,以獲得一項新技術,使其能夠通過傳送從一個地方到另一個地方傳輸信息。中國繼續進行量子傳送物體的實驗,目的是向太空運送貨物。

與此同時,美國試圖通過埃隆-馬斯克的Starlink衛星網絡建立一個天基量子互聯網網絡。該項目涉及利用天基量子技術,在衛星上安裝人工智能算法軟件,用于衛星通信中的加密和準確定位。網絡安全公司博思艾倫漢密爾頓(Booz Allen Hamilton)的一份報告最近確定,中國在啟動其量子系統后能夠從美國提取大量的加密數據。該文件指出,中國在該技術領域已經占據了上風,能夠在人工智能的幫助下輕松解密商業和軍事加密,呼吁當局立即采取必要的預防措施。鑒于這些發展,不言而喻,中國和美國之間在量子技術領域正在進行激烈的競爭。

5G技術

天基軍事力量建設的另一個重大發展是5G技術。事實上,五角大樓打算使用5G通信技術來建設未來的網絡通信。這項技術將在從太空到地球的數據傳輸中發揮重要作用,被喬治亞理工學院的一群科學家稱為空間物聯網,他們將其描述為一個網絡物理領域,將地球和太空的信息網絡聯合起來。Cubesat,一顆微型衛星,在該系統中發揮著核心作用--特別是關于該網絡基礎設施的建設和主動/被動傳感器的運作。該5G連接的系統旨在為偏遠地區提供互聯網接入,那里的通信仍然是一個問題,以及地球成像、遠程控制和深空研究。

同樣地,中國利用該系統為其標志性的地緣經濟項目建設數字絲綢之路。有大約130個項目屬于數字絲綢之路的范圍,如在肯尼亞建設一個智能城市,鋪設光纖電纜,在泰國進行5G測試,在馬來西亞啟動電子商務中心和數據中心。中國在這一領域采取的最重要步驟之一,是2018年中國標準2035戰略,試圖在制定技術標準方面承擔領導角色。一些觀察家認為,中國制定人工智能、5G和6G以及量子技術標準的目標代表了軍事武器競爭的一個重要階段,也是技術戰爭背后的原因。

結論

物理學領域的發展塑造了軍事空間技術。在大多數情況下,定向能武器系統承擔了各種防御和進攻的作用。已成為太空大國的敵對國家不僅有能力阻止對方在太空的項目,而且可以擱置他們的分歧,以便在他們之間瓜分世界,讓所有其他國家衰弱和滅亡。然而,假設地球上的聯盟在太空中也保持不變,多個全球參與者在太空中相互制衡,構建了安全領域。伊朗和朝鮮與中國和俄羅斯結盟,而英國和澳大利亞在美國的支持下創造了一個安全保護傘。私營公司通過公開招標參與的這些項目,從來都不完全是為了爭奪最高權力。事實上,美國政府傾向于為任何一項任務同時與多家公司合作。很明顯,在未來三年內,隨著月球任務的啟動,競爭將進一步加深,在一個行星物體上永久部署武器系統將代表在全球統治的嘗試中的一個主要優勢。重要的是要記住,這種軍事系統,加上未來的技術發展,將迎來一個新的技術世紀。這就是為什么密切關注所有的發展在軍事上具有重要意義。盡管如此,似乎防御將通過在太空中擁有同樣重要的存在而成為可能。

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想象力和對物理原理不斷發展的理解是未來技術能力的唯一界限,當美國陸軍將自己轉變為一支能夠在多域作戰(MDO)中占主導地位的部隊時,技術在建立和保持對敵手的優勢方面的作用就會增加。美國的政府機構包含了一些組織,負責資助、研究、開發并在新技術增長時將其納入部隊。本專著描述了目前正在開發的能力,這些能力將作為下一代概念的基礎,目前只存在于科幻小說中,但現實中卻有可能實現。它概述了這些進展中的技術所提供的潛在機會,以及它們如何能夠融入所有領域的未來作戰環境。

引言

隨著美國國防部(DoD)從大規模戰斗行動概念向多域作戰(MDO)和聯合全域作戰過渡,對跨領域技術整合的重視程度繼續提高。公共和私營部門的研究和開發組織已經從關注具體的能力轉向提供基本概念的創新,正如陸軍優先研究領域中所概述的那樣(見圖1)。雖然這些優先事項是陸軍特有的,但國防部的其他部門也在為技術創新投入大量資源。

圖 1. 美陸軍優先研究領域。美國陸軍,“2019 年陸軍現代化戰略:投資未來”。

2019年正式成立的美國太空部隊(USSF),在其預算撥款中包括89億美元用于發展天基系統技術。 作為領導將新技術納入空間領域當前和未來擬議戰爭概念的軍事機構,USSF占據了一個不斷發展以滿足作戰環境變化的角色。在短期內,其余領域的更多能力將依賴于空間領域的資產,并推動對技術能力和效率的要求呈指數級增長。美國防部或整個美國政府的任何作戰組織都沒有智力或財政能力來單獨管理這一巨大的任務。與私營企業的緊密合作提供了美國所需的優勢,以保持對其對手的相對優勢。

民用技術的軍事應用和軍用技術的民用應用通過連接兩個平行的研究軌道和匯集關鍵資源如突破、設施和資金來加速發展進程。美國的幾家私營公司已經有專門的部門與政府合作,使雙方受益。作為洛克希德-馬丁公司的一部分,臭鼬工廠負責開發標志性的軍用飛機,如F-117夜鷹和SR-71黑鳥,而雷神技術實驗室創造了愛國者導彈,至今仍是國家防空計劃的基石。私營企業和軍方官員之間的持續合作也改善了技術預測,使規劃者有能力建立起納入仍在開發管道中的概念的途徑,甚至在它們準備投入使用之前。

在本專著中,對未來軍事規劃者來說,最后也是最關鍵的難題是如何在中期和長期將預測能力整合到作戰方法中。等到概念經歷了研究、開發、測試、原型設計和規模生產的完整周期后再考慮其效果,會使美國部隊落后于曲線,并處于持續的反應狀態,特別是在與俄羅斯和中國這樣的全球技術大國競爭時。未來的鑄造過程必須是連續的和迭代的。適應性強的計劃,具有圍繞發展中的突然延遲或進展進行調整的靈活性,比依賴線性進展的概念保持優勢。將 "鞭打 "事件的可能性傳達給高級領導人和政治家,以緩和期望,并減少那些不熟悉技術的細微差別的人的摩擦。

研究問題

美國國防機構如何利用并迅速整合技術進步,以在多域作戰框架內獲得并保持競爭優勢?

論題

負責開發下一代全域聯合作戰概念的戰地級規劃人員需要采用一個反復的、持續的規劃過程,考慮到理論上可能的、但目前還沒有的、與所有領域相互依賴的技術,以集中資源分配和從目前到未來作戰環境的未來預測路徑。

方法論

本專著包括四個不同的研究和思考階段,大致遵循軍隊設計方法學的概念。因此,第一部分試圖了解創新技術的現狀,從而了解軌道和軌道外競爭的技術作戰環境。發展存在于整個美國戰爭機器從概念到原型生產的連續過程中,一些進步來自非軍事應用,如通信、金融和體育產業。第二,研究哪些非保密技術有待于相對迫切的實施。即使在起步階段,新概念的簡單應用也會在多領域的戰場上帶來作戰優勢,而來自真實世界的反饋和數據支持進一步的完善。

在已知的物理學和應用科學的限制下,對現在和可能的空間進行了略微緩和但雄心勃勃的介紹,為未來三十年設定了目標桿。計算能力、材料科學和效率的線性增長阻礙了這些崇高目標的實現。然而,如果能力的增長保持過去幾十年的指數增長(見圖2),本專著中所探討的所有概念都是可以掌握的。最后,本研究以一個簡短的未來戰爭的虛構場景作為結束,該場景展示了戰略和作戰能力在戰術領域的整合,加強了它們與未來戰士在MDO的五個現有領域以及未來可能存在的地外領域的相關性。該方案提出了一個可能的理論終結狀態,以在10到15年的規劃范圍內建立一個作戰方法。然而,這很可能只是物理學和想象力極限競賽中的一個快照。

圖2. 隨著時間的推移,技術能力呈指數增長。

本專著主要關注軌道和軌道外的競爭,包括對所探討的能力有重大影響的地面節點和系統。最終的勝利或失敗,即使是在未來的沖突中,也將極大地影響地面人口,即交戰國的公民。他們將掙扎著在戰爭的附帶影響下生存,同時也會受到氣候變化、人口過剩、食物和水匱乏的日益嚴重的影響。

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英國無人機戰爭組織與核裁軍運動(CND)合作發布的新簡報,探討了英國新興的軍事太空計劃,并考慮了所涉及的治理、環境和道德問題。

天基行動影響了現代生活和商業的許多方面。全球經濟嚴重依賴在軌衛星為各種服務提供通信服務,包括移動電話、互聯網、電視和金融交易系統。全球定位系統(GPS)衛星在運輸網絡中發揮著關鍵作用,而地球觀測衛星為天氣預報、氣候監測和作物觀測提供信息。

不幸的是,空間也是軍事行動的一個關鍵領域。現代軍事交戰在很大程度上依賴于天基資產。空間系統被用于全球的指揮和控制;監視、情報和偵察;導彈預警;以及支持部署在海外的部隊。衛星還為軍事和安全部隊提供安全的通信鏈接,包括武裝無人機遠程飛行所需的通信。許多精確制導彈藥使用由天基資產提供的信息來糾正其定位,以擊中目標。

發射小型衛星的成本下降正在推動一場新的 "空間競賽",許多商業和政府行為者熱衷于利用空間開發帶來的經濟和戰略優勢。然而,這正在為沖突創造條件。衛星軌道有爭議,空間資產面臨各種自然和人工危害和威脅的風險,包括潛在的反衛星能力。 衛星系統不設防,極其脆弱,失去一顆重要的衛星可能產生嚴重后果。在國際緊張局勢下,一顆關鍵的軍事或兩用衛星(如用于導彈攻擊預警的衛星)的損失--通過事故、碎片或隕石的撞擊、技術故障或網絡攻擊或對關鍵地面基礎設施的類似攻擊--可能無意中導致軍事交換,造成重大后果。

雖然英國的太空計劃開始于1952年,但直到最近,它所取得的成功有限。與中國、法國、日本、俄羅斯和美國相比,英國在太空方面是一個相對較小的參與者,這些國家都有更大和更先進的太空計劃。然而,隨著商業航天部門的擴大和發射成本的降低,英國政府現在正將太空作為一個認真關注的領域。2021年9月,政府發布了一項國家太空戰略,旨在發展太空經濟,保護英國的太空利益。 2022年2月,英國防部發布了《國防空間戰略》,概述了"在一個威脅不斷增長的時代,國防部將如何保護英國的國家空間利益"。 該戰略宣布了發展空間資產和基礎設施的一攬子計劃,包括:

  • 升級英國的天網軍事通信衛星網絡。
  • 開發一個小型衛星網絡,用于情報、監視和偵察,并在未來可能用于目標選擇。
  • 發展和加強空間資產的指揮和控制。
  • 發展和空間領域感知(SDA)能力,以探測、跟蹤和識別軌道上的物體。

英國航天局目前正在支持開發三個用于從英國發射火箭的太空港址。這些太空港的擬議地點是:

  • SaxaVord太空港(以前被稱為設得蘭太空中心)--設得蘭群島的Unst。
  • 薩瑟蘭空間中心--薩瑟蘭。
  • 康沃爾太空港--康沃爾的紐基機場。

盡管從太空港的發射將由商業公司進行,但其中許多預計將用于軍事或雙重用途。 空間利用已經演變成一種模糊的軍事/商業合作。

引起當地居民對太空港運營擔憂的問題之一是環境影響。火箭的發射開始產生環境問題,用燃料和廢氣污染了地面。在開發和制造火箭以及生產、儲存和燃燒火箭燃料時,會釋放出大量的二氧化碳。

火箭發射一直被認為對全球環境構成有限的威脅,因為直到現在,航天工業一直是小規模和不變的。然而,今天的快速增長和不斷擴大的太空旅游和運輸系統的威脅,再加上缺乏研究和監督,正在引起科學家、環保主義者和公民團體的關注。 到目前為止,對于什么是人類在太空中的負責任的行為,幾乎沒有一致意見,而且太空倫理學領域還處于起步階段。迫切需要在這些領域開展進一步的工作,以便在不考慮環境和道德因素的情況下推進空間的商業開發之前制定出 "基本規則"。

英國無人機大戰和CND提出以下建議,以解決目前空間政策中的一些差距。

  • 需要對太空的商業和軍事用途及其好處和壞處進行更多的公開討論和辯論。
  • 英國航天局和國防部應該為其空間業務和相關的地面發展制定良好的道德實踐準則。
  • 需要進一步研究空間作業的環境影響,包括短期和長期以及在地球和空間的影響。
  • 英國航天局不應該為可以預見的高道德和環境風險的項目提供資金或支持。
  • 在開發太空港之前,應該進行有意義的環境影響評估,包括空間影響評估。
  • 英國政府應繼續在國際上開展工作,促進負責任的空間行為,同時確保其自身的空間行為無可指責。
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空中力量已經從一個世紀的技術創新和進步中受益。新技術的出現繼續挑戰著空中力量中經常持有的常識。無人機系統(UAS)就是這樣一種不斷發展的空中力量技術。這項技術為澳大利亞國防軍(ADF)帶來了巨大的機遇。雖然澳大利亞國防軍在特定的角色上取得了一些無人機系統的進展,但澳大利亞皇家空軍(RAAF)還沒有在其所有的空中力量貢獻中采用這種技術來達到軍事效果。

《空中力量手冊》(空天力量中心[ASPC],2022年)定義了七種空中力量的貢獻:力量生成、空軍基地行動、空中指揮和控制、反空、空中機動、空中情報和ISR(情報、監視和偵察)以及空中打擊。一些先進的盟國已經在空中情報、ISR和空中打擊方面采用了發達的無人系統。這些系統包括美國空軍(USAF)的MQ-1捕食者、MQ-9死神和RQ-4全球鷹。甚至反空--載人空戰--也在發展無人系統的路上;RAAF與波音公司合作開展了 "忠誠的翼人 "項目(戴維斯,2019c),現在正式命名為MQ-28A幽靈蝙蝠(達頓,2022)。

但空中機動性如何?ADF還沒有接受關于未來ADF空中機動性自主性的真正對話。未來自主空中機動性思維停滯不前的一個更可能的原因是,在(到目前為止)有效的空運理論的支持下,載人系統幾十年來取得了高度可靠和經證實的作戰成功。因此,這里有一個克勞塞維茨式的平行關系:戰爭性質的一個持久因素是對機動性的需要,但今天皇家空軍所面臨的是戰爭性質的一個階梯式變化,一個對機動性來說過于重要的技術機會,不容忽視。

本文確定了在澳大利亞國防軍空中機動中采用無人機系統的滯后性,并探討了澳大利亞國防軍在未來使用無人機系統的機會。通過這樣做,本文旨在提高對ADF無人駕駛空中機動性潛力的集體認識,并為ADF部隊結構企業的軍事和商業貢獻者提供一個廣泛的參考來源。本文首先研究了無人機系統適應的驅動因素,或指標。這些驅動因素包括澳大利亞的戰略利益、區域軍事現代化、安全和生存能力、降低成本和技術可用性。然后,本文介紹并分析了三種核心空中機動性活動中每一種的無人機系統發展的具體機會和例子。為此,本文簡要討論了澳大利亞國防軍目前的機隊,然后探討了一些不斷發展的無人駕駛空中機動性技術和概念,澳大利亞國防軍可能會考慮在下一代空中機動性機隊中使用。最后,本文提出了無人機系統空中機動性發展可能面臨的一些挑戰,以幫助未來的研究和探索。

證據表明,需要一個靈活的、跨服務(和跨文化)、跨行業的方法來設計、開發和使用未來的空中機動部隊。傳統的澳大利亞皇家空軍中重載平臺和陸軍輕中載平臺的分叉模式可能會讓位于大型和小型載人和自主系統的混合艦隊。聯合部隊設計者之間的集體方法--跨單一軍種總部的真正合作--對于皇家空軍的固定翼空中機動團體和陸軍的旋轉翼團體之間的合作至關重要。也許更重要的是,在這個領域需要與工業界合作。商業行業在自主車輛領域發揮著相當大的作用,政府和私人研究和開發組織也是如此。現有的和新的伙伴關系的跨服役杠桿對于利用未來自主的ADF空中機動性的機會是至關重要的。

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