人工智能（AI）和機器學習（ML）為整個技術生態系統提供了新的能力。作為新技術的基礎，最終軟件產品的安全性在很大程度上取決于底層供應鏈的安全性，包括其軟件依賴性。本研究通過對精選的人工智能庫樣本的依賴關系進行漏洞映射，對人工智能/機器學習供應鏈的一部分進行了研究。我們在樣本庫的依賴樹中尋找依賴深度與相應庫供應鏈中發現的漏洞數量之間的關系。我們考慮了多種開發工具和庫及其軟件依賴關系，所有這些都是開源軟件。了解開發供應鏈中存在的潛在風險、漏洞和依賴關系將為進一步安全開發 AI/ML 產品和確保其供應鏈的安全提供參考。

目前，美國政府內部并不存在同步收集情報和調查的能力，而從整體上減輕無人駕駛航空器系統帶來的新威脅需要這種能力。此外，擁有應對權力、知識和經驗的實體基本上都在獨立的環境中工作。本論文試圖找出最佳方法，匯集各個機構的力量，將情報和調查能力統一到應對無人機系統威脅的巨型行動中。為了解決這個問題，我們選擇了工作組、特遣部隊和單一機構指定作為可能的選擇，特別是考慮到它們的歷史先例和成功的可能性。每種方案都根據其接受兩個決定性特征的能力進行了比較：協作和承諾。分析結果表明，工作隊模式最終是全面應對無人機系統威脅的最有效手段。它通過利用情報和調查行動能力來妥善解決無人機系統殺傷鏈中六個步驟中的每一個步驟，在高度協作和承諾的環境中減輕了與當前技術和法律限制相關的挑戰。本論文概述的結論和相應建議提供了明確的方向和合理的實施計劃。

目前，美國政府內部并不存在同步收集情報和調查的能力，而這種能力是全面緩解無人駕駛航空器系統帶來的新威脅所必需的。此外，擁有應對權力、知識和經驗的實體基本上都在獨立的環境中工作。這其中有一些是現行法律限制所規定的，但也有一股潛在的自私自利的政治潮流在其中彌漫。

本論文試圖找出最佳方法，將各個機構的優勢集合起來，將情報和調查能力統一到一個巨無霸級別的響應中，以應對無人機系統的威脅。本研究揭示的三個主要問題包括：當前技術的局限性、法律障礙，以及對無人機系統 "殺傷鏈 "中一個方面的短視。工作組、特別工作組和單一機構指定是根據其歷史先例和成功可能性而特別選擇的方案。每種方案都根據其是否具備兩個決定性特征進行了比較：協作和承諾。

首先對工作組進行了審查，并最終將其排除在外。雖然工作組具有較高的協作水平，但在無人機系統威脅環境下，有效的承諾水平要求極低。此外，工作組在聯邦、州和地方政府中已經非常普遍，這使它們看起來更像是現狀而非創新選擇。

特遣部隊是第二個被審查的對象，不容忽視。與工作組不同，特遣部隊具有高度的協作性和承諾性。特遣部隊模式在整合情報和調查行動以應對恐怖主義、有組織犯罪和毒品等其他重大威脅方面也有成功的歷史。

最后分析的方案是指定單一機構。就承諾而言，這一選擇的評分極高，因為它要對其行動的成敗負全部責任。遺憾的是，單一機構指定在協作方面的排名相應很低。

分析結果表明，特遣部隊模式最終是全面應對無人機系統威脅的最有效手段。它通過利用情報和調查行動能力來妥善解決無人機系統 "殺傷鏈 "中六個步驟中的每一個步驟，在高度協作和承諾的環境中減輕了與當前技術和法律限制相關的挑戰。

本論文中概述的建議提供了實施的方向和合理計劃。該計劃首先由國家行政工作組制定政策，并在州一級進行復制，以確保連續性。在考慮了行政和政策要求后，將建立一個與行政部門平等合作的國家行動工作組，通過制定包含任務導向目標和可實現的里程碑的戰略來履行這些政策義務。這也將在州一級得到體現。

近年來，反無人機系統（CUAS）在應對無人機系統（UAS）帶來的各種威脅方面的技術能力急劇增長。有必要通過開發系統的 CUAS 方法來利用 CUAS 技術。在本研究中，文獻綜述探討了 (1) 當前的無人機系統技術和應用；以及 (2) CUAS 的能力及其有效性分析。利用這些信息，通過基于模型的系統工程（MBSE）工具（ExtendSim）對假設的作戰環境進行測試，以評估幾種假設的 SoS CUAS 配置的有效性。開發了一種方法來分析 SoS CUAS 任務成功的不同因素及其影響，并將其用于權衡分析。從在 MBSE 工具中進行的每個 SoS CUAS 仿真中，可以得出進一步迭代和改進 SoS CUAS 配置的見解，從而在對 SoS CUAS 成本進行定性分析的基礎上優化參數。這項研究的成果是一個完善的模型和方法，今后可用于代表實際運行環境，以進行進一步分析。這項研究表明，將各種不同的 CUAS 平臺集成到一個 SoS CUAS 中，以應對無人機系統所構成的復雜威脅，是大有可為的。

本研究探討了對反無人駕駛航空系統（CUAS）系統（SoS）的需求，以應對無人駕駛航空系統（UAS）對國家經濟、安保和安全造成的日益嚴重的威脅。近年來，無人機系統的使用激增，導致 CUAS 行業迅速發展，并開發出了應對特定威脅的解決方案。然而，隨著 CUAS 技術的成熟，現在需要將這些單獨的 CUAS 工作整合到一個同步統一的 SoS 中，以更好地防御無人機系統的威脅。

文獻綜述包括對無人機系統和 CUAS 能力的研究，為本研究提供了清晰的信息。通過了解 (1) 群組分類；(2) 有效載荷能力；(3) 通信能力；以及 (4) 所采用的戰術，對無人機系統的類型和威脅情景進行了研究。通過了解 (1) 處理鏈；(2) 市場上可用的傳感器；(3) 指揮與控制 (C2) 能力；以及 (4) 緩解技術，可以使用 CUAS。以文獻綜述中形成的認識為基礎，提出了進一步分析 SoS CUAS 的方法和模型。

建議的方法使用基于模型的系統工程（MBSE）工具 ExtendSim 來模擬無人機系統飛入 SoS CUAS 作戰區時的作戰環境。該模型基于攻擊型無人機系統的特點，通過一套傳感器和射手來觀察場景的最終結果。作為名義基線模型的首次迭代，根據公開文獻假定了許多未知條件，同時控制了初始參數，以觀察這些參數值如何影響情景結果。在軍事背景下，攔截敵方無人機系統成功的置信度為 95%，失敗的可能性為 5%，這是一個保守的閾值。根據基線模型模擬了三種情景，得出測試結果，然后對結果進行進一步分析。

通過對結果的分析，得出進一步改進模型的見解。基于初始條件和假設，得出的經驗教訓有 (1) 指定 SoS CUAS 的置信度有助于確定后續模擬的范圍和錨點；(2) 在指定目標下，過多的資源投入（如更多的傳感器-射手組）不會產生最具成本效益的組合；(3) 在指定目標下，改變傳感器和射手參數有助于優化整個系統，為完善模型提供整體方法。通過在 Excel 中復制模型，對 MBSE 模型進行了驗證，并在第二次迭代中對模型進行了優化，從而進一步改進了模型。

這項研究表明，使用 ExtendSim 模型（如作為本研究一部分開發的模型）將單個 CUAS 集成和優化為一個統一的 SoS 具有很大的潛力。隨著無人機系統威脅的不斷發展，發展當前的 CUAS 能力并跟上新出現的無人機系統威脅是至關重要的。未來可擴展本研究的工作包括 (1) 改變無人機系統及其使用的參數，以模擬動態威脅場景；(2) 改變 CUAS 規格，以模擬當今和未來多種系統的不同能力；(3) 建立一個 C2 系統模型，同步 SoS CUAS 中各種傳感器和射手系統的所有鏈接，以便在統一戰線中有效、高效地消除無人機系統的威脅。

該研究探討了如何利用博弈論來模擬俄羅斯、中國和美國之間的多極升級動態。此外，該研究還重點分析了影響潛在沖突結果的各種參數，以便在三極環境中進一步提出新的威懾思想。

本文建立了一個初步的博弈論模型來模擬和分析升級動態。該模型以扎加雷和基爾古爾在其著作《完美威懾》中提出的框架為基礎。該模型基于博弈前設定的假設和規則。然后，根據這些假設，采用一種適用于博弈理論家的數學逆向歸納法對模型進行分析。然后，對潛在結果進行評估，以提出威懾建議。

為了實現這一目標，設定了一個假設，然后與最終研究結果進行比較。在比較的基礎上，提出最終結論和建議。通過博弈論和研究獲得的結果符合設定的假設，本論文描述了滿足假設背后的原因和理論。

俄羅斯已經與美國達到了粗略的戰略均勢。中國將很快加入美國和俄羅斯的核同行或近鄰行列，從而創造一個新的多極地緣政治環境。美國傳統的核威懾政策植根于兩極背景，需要重新考慮威懾戰略。博弈論模型為探索提供了一個途徑，因為這些模型模擬了參與特定局勢或博弈的多個參與者之間的戰略局勢。戰略局勢涉及的結果取決于所有參與者的行動及其不同的動機。要制定新的威懾政策和戰略以領先于競爭對手，就必須了解和分析結果與形勢。通過對博弈進行正式建模，建模者不得不闡明模型中的任何假設和結論，從而為知情和新的威懾思維創造機會。在建立兩極沖突的博弈論模型方面已經做了大量工作，但在三極領域的研究卻嚴重不足。例如，2000 年，Zagare 和 Kilgour 提出了一種非對稱升級博弈來研究兩極威懾的動態。他們的工作可以擴展到多玩家框架。本論文旨在利用之前的兩極博弈論模型來建立三極模型，分析俄羅斯、中國和美國之間的升級和威懾動態，更具體地說，評估影響沖突結果的關鍵因素，從而解讀不斷變化的地緣政治環境。雖然本項目的大部分內容更廣泛、更具體地研究了這些方面，但首先必須分析以往的兩極博弈論威懾戰略，以理解并擴展以往的理論和研究。目標是找到兩極博弈論模型與當前地緣政治環境之間的相關性，從而建立新的三極博弈論分析模型。本研究的目標是利用博弈論分析俄羅斯、中國和美國之間的多極升級動態。分析將在三種可能的情況下進行。第一種情景假定所有參與者都各自為政、互不協調，模擬等邊三角形環境。第二種假設是中國和俄羅斯之間的協調，第三種假設是中國和美國之間的協調。雖然還有一種可能的情況是俄羅斯和美國之間的協調，但認為這種情況并不可靠。目前雙方在烏克蘭緊張局勢中的敵對行動使得結盟對抗第三方的可能性很小。因此，所有方案都假定兩國繼續對立。

假設在多極化環境中，全面戰略沖突的風險將增加，而緩和沖突的時間將縮短。在從理論和實證兩方面全面分析和建立新模型之前，有必要對威懾和博弈論方面的現有文獻進行調查。下文將簡要概述迄今為止的多項學術研究。

決策支持是一個至關重要的過程，它能為決策者提供必要的洞察力，使其做出明智的選擇，從而提高任務準備狀態并優化資源分配。要提供有效的決策支持，顧問和分析人員必須理解決策者的優先事項，并采用能靈活、即時地直觀呈現資源情況的決策支持工具。在本研究中，主張實施專門設計的數據分析工具，通過數據分析協助管理決策。評估重點是未來創建戰略決策儀表板的潛在解決方案。評估了數據分析工具在整個決策過程中提供與管理決策相一致的決策支持能力。這項研究深入探討了每種數據分析工具的優缺點。理想的設計應為決策者提供數據可視化技術，使他們能夠做出明智的管理決策，確保資源效率和組織目標的實現。總之，所開展的研究支持使用合適的數據分析工具和未來開發戰略決策儀表板。

美國執法部門在很大程度上依靠開源情報（OSINT）來有效保護他們所服務的公民和社區。由于技術的進步，這種形式的情報已經迅速發展，使得執法部門難以有效地收集、分析和傳播這種信息。本論文回顧了當前執法部門對開源情報的使用情況，并對俄烏戰爭之前和期間開源情報的使用情況進行了案例研究。研究發現，社交媒體開源情報是最被依賴的形式，而缺乏收集標準、公眾情緒低落和執法文化則是充分使用其潛力的障礙。空前的眾包和入侵期間公眾對烏克蘭的高度積極情緒被強調為成功抵御入侵的俄羅斯軍隊的關鍵因素。成立國家開放源碼情報標準委員會，改善公眾情緒以鼓勵公眾眾包，并建立國家開放源碼情報數據庫，將提高執法部門開放源碼情報的有效性。

執法機構有責任利用一切可以利用的工具來保護和服務他們的社區和公民。主動預防暴力犯罪的情報是一種重要的資源，必須有效優化以完成這一任務。開放源碼情報（OSINT）被各地的執法機構嚴重依賴，以提供準確、實時的信息，幫助官員預防暴力犯罪。盡管幾個世紀以來，執法部門一直在使用這種情報，但互聯網和社交媒體平臺的快速發展和擴張，增加了信息量和對開源情報的依賴性。

這篇論文研究了開放源碼情報（OSINT）的背景和目前執法部門對OSINT的使用，并對俄烏行動之前和期間OSINT的使用進行了案例研究。在2022年2月的烏克蘭入侵期間，開放源碼情報的使用在針對俄羅斯軍隊的準備工作中產生了前所未有的有益結果。雖然這次入侵是一場國際軍事沖突，但它被選為案例研究，因為它展示了對不斷發展的現代社交媒體開源情報的有效利用。圍繞沖突的大量數據被詳細分析，積極主動的防御性演習可能歸功于這些情報。

美國政府在戰爭中使用開源情報的歷史可以追溯到第一次世界大戰。傳統來源包括報紙、雜志和印刷媒體，在美國的各種沖突中被用來對付敵人的軍事戰術。互聯網的誕生改變了開源情報，它創造了在世界各地即時和無限制地分享信息的平臺。2009年伊朗總統選舉抗議期間，社交媒體的影響在全球范圍內得到了強調。由于推特的存在，伊朗公民仍然能夠與世界溝通，盡管他們的政府試圖關閉國外的通信。

2021年12月，數以千計的俄羅斯軍隊開始在與烏克蘭接壤的俄羅斯土地和俄羅斯占領的克里米亞移動和駐扎。到2022年1月和2月，全球新聞機構都在報道這場即將發生的沖突，并強調普京總統的行動和講話。烏克蘭-俄羅斯的沖突已經聚集了全世界的注意力，并在社交媒體平臺上成為 "趨勢"，這導致數百萬公民觀看和 "分享 "相關帖子。俄羅斯和烏克蘭公民在社交媒體上發布圖片、視頻和其他信息，并由世界各地的其他人進行分析。衛星圖像和谷歌地圖被用來確定俄羅斯軍事資產的集結地點，反駁俄羅斯的錯誤信息，并對抗俄羅斯的軍事戰術。

美國執法部門有幾個已確定的障礙，阻礙了OSINT的充分利用，包括需要分析的大量數據、公眾對執法技術的低落情緒、囤積信息的文化，以及缺乏國家收集標準。該案例研究表明，由于烏克蘭的公眾情緒很高，世界上很多地方都愿意協助傳播和分析社會媒體的帖子。對烏克蘭的支持很高，眾包如此猖獗，以至于形成了許多OSINT數據庫，幫助在中心位置收集情報。公眾情緒、眾包和這些新穎的OSINT數據庫對于烏克蘭準備應對俄羅斯的入侵至關重要。

本論文通過研究當前執法部門OSINT的使用和烏克蘭的案例研究提出了幾個建議。第一個建議是通過提高公眾對執法技術的信任和情感來吸引公眾眾包。突出和展示OSINT的成功使用，展示預防大規模槍擊事件等暴力行為的積極措施，將有助于這一努力。第二個建議是建立一個類似于其他國家執法數據庫的國家OSINT數據庫。這將集中重要的情報，協助全國的執法安全措施。

第三項建議是建立一個開源的情報國家收集標準委員會。該委員會將形成收集標準并傳播 "最佳做法"，以指導情報分析員采用最高效和有效的收集方法。研究表明，如果正確實施，這些建議將提高執法部門改善公共安全和預防暴力犯罪的能力。總之，這項研究意味著要提高執法部門使用開源情報的能力，以保護他們所服務社區的公民。通過向執法人員增加可靠的、實時的開源情報，他們可以更有效地保護人的生命，防止對平民的傷害。

近年來，"原型戰爭 "的概念已被西方軍隊采用，以加速實驗性開發、獲取和部署戰爭中的新興技術。本文以科技研究和國際關系學的交叉研究為基礎，調查了支撐當代戰爭邏輯的更廣泛的話語和物質基礎結構，并對科學、技術和戰爭之間的關系特別感興趣，指出原型戰爭是如何捕捉到一種新的戰爭制度的出現的，本文稱之為戰爭的實驗方式。雖然戰爭一直是由實驗活動定義的，但在目前的背景下，特別是實驗如何跨越越來越廣泛的軍事實踐，在高度推測的實驗理解的基礎上運作，將失敗作為一種生產力量。文章追溯了西方軍事話語和實踐中的原型戰爭概念，并放大了原型戰爭是如何將實驗直接帶入戰場的，文章最后概述了原型戰爭是如何將軍事干預重新配置并正常化為實驗。

美國、中國和俄羅斯都在競相發展高超音速武器。這場高超音速武器競賽能算作軍備競賽嗎？目前有關高超音速武器的文獻將其視為軍備競賽的表現，但并未對當前高超音速武器發展中的軍備競賽動態進行全面評估。本論文使用傳統的軍備競賽理論和當前的戰略穩定性文獻來分析高超音速武器競爭并強調競爭帶來的挑戰。本文提出了一個新的軍備競賽類別來對高超音速武器競賽進行分類：初期軍備競賽。它定義了一場初期的軍備競賽，檢驗了承認其初期的重要性，并提出了決策者需要考慮的潛在問題。

無人機群可以在海上、陸地、空中甚至太空中使用，從根本上說是一種依賴信息的武器。迄今為止，還沒有任何研究從信息戰的角度來研究無人機群。本文利用開源研究和定性推理，探討了這些蜂群對信息的依賴性以及由此產生的與信息戰領域--電子、網絡、空間和心理--的聯系。總的來說，文章對這一重要的新興技術如何融入更廣泛的國防生態系統提供了見解，并概述了加強相關信息戰能力的實用方法。

關鍵詞：信息戰、無人機群、無人系統、網絡戰、電子戰

無人機群來了。在以色列2021年與加沙的沖突中，該國軍隊成為第一個在戰斗中部署無人機群的國家。在俄羅斯和烏克蘭正在進行的沖突中，俄羅斯部署了卡拉什尼科夫KUB-BLA游蕩彈藥，據說這種彈藥能夠（或將會）形成蜂群。俄羅斯還擁有一種尚未部署的柳葉刀彈藥，具有創造空中雷區以瞄準無人機和其他飛機的潛在能力。

美國及其盟友和對手正在尋求合作性的無人機群技術。這種追求并不奇怪。無人機群在每個沖突領域的每個軍種都有應用，從步兵支援和后勤到核威懾。整個聯合部隊的軍事領導人必須考慮，隨著技術的成熟和進入戰場，無人機群與現有能力和戰爭形式的關系。這些想法應貫穿于未來的概念、采購決策、演習、訓練、計劃和行動，以考慮到友好和敵對的使用。本文研究了一個更大挑戰：無人機群和信息戰。

盡管無人機群可以在陸地、海上、空中甚至太空中行動，但它們從根本上說是依賴信息的武器。每個蜂群的共同點是需要在無人機之間保持穩定的通信聯系，確保信息得到有效和適當的處理。事實上，蜂群是 "能夠協調其行動以完成共同目標的多個無人駕駛系統"。 蜂群的許多獨特優勢也來自于信息共享。

無人機群的優勢來自三個關鍵領域：機群規模、定制化和多樣性。擁有更多傳感器和彈藥的大型機群能力更強，可以進行大規模攻擊；但是，機群必須處理來自更多無人機的輸入。靈活的蜂群可以增加或刪除無人機以滿足指揮官的需要，可以分成較小的群體，從多個方向攻擊或打擊不同的目標，并在增加或刪除無人機時處理信息輸入的變化。多樣化的機群可以納入不同類型的彈藥和傳感器，并允許緊密結合多領域打擊，增加新類型的信息源，并在無人機以不同的速度和不同的環境風險移動時產生協調挑戰。信息失效意味著碰撞的風險和能力的喪失。

這些能力使信息共享所支持的新型戰術成為可能。正如保羅-沙爾寫道："蜂群將是一種更有效的、動態的、反應迅速的戰斗組織模式。"蜂群可以集中火力攻擊目標，也可以分散和重組以反擊。實現這些壯舉需要高水平的穩定通信。

支持技術也依賴于信息。機器視覺--機器的觀察能力--需要大量的數據來訓練算法。感應器無人機使用這些算法來收集和分享關于敵方防御、可能的目標和環境危害的信息。與單個無人機一樣，蜂群作為一個整體或外部控制系統必須處理在現場收集的大量信息。處理速度會影響蜂群的戰場價值，因為較慢的算法速度意味著較慢的決策速度。雖然蜂群可能不包含機器視覺，但隨著蜂群規模的擴大，人類控制者將面臨類似的挑戰。

信息依賴性意味著必須在信息戰的背景下考慮無人機群。根據美國國會研究服務部的說法，美國政府對信息戰沒有一個正式的定義。實踐者通常將信息戰定義為 "使用和管理信息以追求競爭優勢的戰略，包括進攻和防御行動"。這種戰略包括電子戰、網絡戰和心理戰。也包括空間戰，因為位置、導航、時間信息和基于衛星的通信是無人系統的關鍵信息來源。

當然，注意到信息依賴性并不意味著行為者會成功地認識或利用這種依賴性。盡管俄羅斯軍方早已認識到電子戰在對抗無人機方面的重要性，但在烏克蘭沖突期間，軍方似乎在落實這一知識方面遇到了困難。例如，社交媒體上發布的視頻似乎顯示，烏克蘭無人機在沒有俄羅斯電子戰保護的情況下靠近俄羅斯車輛。俄羅斯軍方和其他國家也可能在網絡、太空和心理戰領域努力實施這種知識。

本文研究了無人機群與信息戰四個方面（電子、網絡、空間和心理）的關系，并探討了人工智能（AI）和機器人技術，它們支持其他領域并影響無人機群的信息戰脆弱性。文章最后提出了政策建議。

電子戰

在巴德學院無人機研究中心對反無人機系統的審查中，電子干擾是最受歡迎的反無人機攔截系統。這種受歡迎程度并不令人驚訝；電子干擾代表了一種潛在的廉價、可重復使用的擊敗無人機的方法，不管是否是蜂群。人類必須向無人機提供任務參數、發射決定，有時還必須進行實際控制。中斷蜂群內的控制和信息共享會擾亂無人機。如果通信中斷，人類就不能設定或修改任務，或指揮打擊或發布撤退命令。無人機群更依賴于通信，特別是電磁波譜上的通信。

盡管無人機可以根據簡單的規則創建蜂群，但通信對于復雜的行為來說是必不可少的，特別是在軍事背景下的蜂群，因為戰場上的地形各不相同，戰斗人員的數量和配置也在變化，而且采用了一系列的戰斗戰術。因此，通信對于防止無人機-蜂群的碰撞以及協調運動和攻擊決策是必要的。如果無人機無法溝通，蜂群就不能作為一個統一的單位運作，不能協調搜索目標，也不能分享成功的識別結果。此外，無人機不能協調攻擊，即一些無人機攻擊一個目標，另一些則攻擊另一個目標。沒有通信，無人機群的價值就會喪失。

電子攻擊可以模仿友軍信號，操縱整個蜂群的通信。例如，據報道，2011年，伊朗通過干擾無人機的通信并操縱全球定位系統迫使其在伊朗降落，從而俘獲了一架洛克希德-馬丁公司的RQ-170 "哨兵 "無人機。如果一個國家允許無人機在沒有人類控制的情況下開火（這絕不是肯定的），對手也可以發送信號，表明對手在一個友好的位置，可能會導致蜂群向該位置開火。

蜂群通信架構--因此，破壞或操縱無人機蜂群的方法--在不同的蜂群中是不同的。蜂群通信通常依賴于電磁波--無線電波（例如Wi-Fi）、紅外線和光學--但聲學信號對于水下無人機可能是必要的，因為電磁信號在水下傳播得不好。因此，頻譜管理對于確保蜂群內部和蜂群之間以及任何控制站的信號是不沖突的非常重要。蜂群控制結構要求將信號傳遞給正確的無人機，如果蜂群中的無人機被禁用或破壞，這將是一個挑戰。

信息在整個蜂群中的傳播方式也可能不同，這可能會影響破壞或維持通信的機制。在集中控制的蜂群中，一個領導者可以協調分配給蜂群中每個成員的任務。在分散控制的蜂群中，無人機與離它們最近的無人機溝通，導致出現成群行為。從理論上講，這種行為消除了全球通信的需要。但是，實現分散控制的簡單算法可能不足以應對復雜、動態的軍事環境。

未來的發展可能會減少蜂群對電磁波譜的依賴。新技術根據不同的物理原理提供通信渠道，如量子通信。另外，無人機可以通過stigmergy間接地協調它們的行動。螞蟻等昆蟲會在潛在的食物來源上留下信息素痕跡，而跟隨的螞蟻如果也找到了食物，也會留下它們的信息素。先進的無人機群可以采用類似的方法。

螞蟻為無人機群提供了另一個教訓：角色的多樣性。蟻群中的螞蟻采用專門的角色，最明顯的是在蟻后和工蟻之間。同樣，蜂群可以納入通信無人機，將可用的機載功率用于加強信號，作為交換通信的備用節點，或使用不同的信號類型來發布撤退命令。無人機群還可以混合集中式和分散式的通信方法，以提高復原力。例如，蜂群可以依靠分散式通信，并有一個備用的集中式通信系統來對抗干擾。這種方法將需要大量的技術開發，以防止兩種通信方式之間的沖突。

隨著無人機群越來越自主，來自群外的基于電磁頻譜的信息就越來越少，對人類輸入的需求減少意味著對一些通信渠道的需求減少。然而，這種自主性是有代價的，那就是操縱或破壞自主系統的新機會。

從理論上講，先進的無人機群可以獨立于外部控制，但政策和技術上的挑戰給自主權設置了上限。美國防部目前的政策不允許無人平臺上的半自主武器在通信功能下降的情況下選擇和攻擊目標，也不允許自主武器在沒有有意義的人類輸入的情況下用致命武力攻擊人類。自主的、復雜的戰略決策，如評估目標對整個戰爭結果的價值，如果沒有通用的人工智能，可能是不可能的，而通用人工智能在短期內不太可能出現。因此，在可預見的未來，將需要一些電子通信。電子戰也越來越與網絡戰聯系在一起。

網絡戰

網絡攻擊可能試圖使無人機群失靈、控制、操縱或滲出信息。蜂群必然擁有單個無人機的所有網絡安全漏洞，包括容易受到反認證攻擊（阻止控制器操作無人機）、代碼注入和代碼更改、利用零日漏洞以及數據外流。更多的無人機也意味著有更多的機會來攻擊系統。

網絡攻擊可以通過反認證攻擊或代碼注入或更改來實現無人機控制系統。使人類控制失靈或改變代碼，使無人機引擎或螺旋槳不能動彈，可能會導致蜂群崩潰。墜落的無人機可能與其他無人機或其他友好資產相撞。禁用傳感器可能導致無人機群盲目飛行，導致碰撞或阻止識別對手的防御系統和其他感興趣的目標。作為一個民用例子，研究人員在2015年7月利用網絡漏洞使一輛吉普切諾基?的剎車失靈。限制無人機的移動為對手提供了戰場優勢。更巧妙的是，網絡攻擊可以利用無人機群的信息處理算法。通過提供不正確的數據、重放攻擊（重復或延遲有效的信息傳輸）、注入惡意的代碼或改變現有的代碼來實現對無人機控制和任務分配算法的簡單操縱，可以造成重大破壞。如果操縱使無人機無法檢測到彼此，它們可能會發生碰撞。如果不能檢測到環境危險，可能會導致崩潰，只需輸入舊的視頻或圖像數據，使蜂群不能 "看到"它前面的建筑物。由于錯誤是不可避免的，增加錯誤風險（但不一定導致錯誤）的代碼修改可能會在很長一段時間內沒有被發現。對手引起的錯誤可能會出現在正常的計算機錯誤中。另外，網絡操縱可能會減緩信息處理、決策或物體識別，使蜂群更容易受到反蜂群防御的影響。算法破壞甚至可能發生在生產過程中。

機器學習和相關技術的進步使對手能夠創建和傳播高度復雜的假圖像和視頻，或利用網絡滲透將其注入數據收集中。假數據可能導致圖像和視頻分析軟件得出錯誤的結論，錯過威脅，或將非戰斗人員作為目標。如果在多個無人系統中使用相同的軟件，對手可能會造成大規模傷害。

最重要的是，對手可以通過改變控制算法的代碼或提供不正確的數據，使無人機群認為一個友好的目標是一個對手，從而將無人機群的能力轉為自己的利益。另外，敵方可以命令蜂群離開受威脅的區域或進入敵方的火力范圍。對手也可能使蜂群安全地進行收集和研究，以獲得關于蜂群能力的獨特情報。對網絡操縱的脆弱性和自主性水平是相互關聯的。

更多的自主性意味著更復雜的計算系統，有更多的利用機會和更大的錯誤風險。具有自主導航、運動或瞄準系統的無人機可以在沒有人類控制的情況下運行，并可以被操縱。同樣，對于更大的、異質的蜂群來說，協調可能更加困難，這提高了災難性失敗的風險。識別滲透在大型蜂群中也更具挑戰性，因為對手可能只攻擊蜂群中的一架無人機。

最后，對手可以通過訪問無人機之間或無人機與控制站之間的通信鏈路或無人機本身的內部控制系統的軟件和固件，尋求從蜂群中滲出數據。這些策略可以讓對手收集關于蜂群位置和活動的情報，以改善防御，從預期的攻擊區域撤退，或酌情準備反措施。通過更好地了解使多架無人機以蜂群形式運作的算法和程序，數據滲出也可能促成更多的破壞性行動。這種理解也將更好地使行動者能夠創建他們自己的蜂群。

空間戰

無人機群通常依靠空間資產進行地理定位，而在地平線上行動的無人機群需要空間資產進行指揮和控制。如果衛星被禁用或摧毀，蜂群可能無法有效運作，或者根本無法運作。然而，最近的技術發展表明，隨著時間的推移，空間領域的依賴性可能會降低，而且信息戰的最有可能的層面不再是無人機群的要求。

許多無人機群依靠全球導航衛星系統（GNSS）來引導它們，GNSS航點可用于定義所遵循的路徑或要避免的區域，識別感興趣的目標（如用于情報收集的對手設施的位置），并引導機群返回發射位置。衛星也可以作為指揮和控制信息的中繼站。

目前，無人機群在相對較短的距離內運行，沒有必要進行衛星通信。隨著技術的發展，無人機群可能在更遠的距離上運行，這些更遠的距離可能需要基于衛星的通信來更新任務目標，給予許可，或提供其他命令。在未來，蜂群中無人機之間的通信甚至可能需要空間資產來覆蓋長距離。

停用或摧毀衛星將使依賴衛星進行地理定位或指揮命令的蜂群無法有效運作。無人機將變得無效，并開始徘徊而不知道該做什么或去哪里。在一個敵對軍事力量主要依賴無人系統的世界里，在大范圍內禁用地理定位可能被證明是毀滅性的。

技術的進步可能減少或可能減輕基于空間的風險。蜂群可以使用外部的全球定位系統節點來幫助定位。一個研究小組使用與全球定位系統相連的浮標，讓水下無人機在不直接進入該系統的情況下定位其位置。一個類似的概念可以通過使用從已知位置（如支持車輛）傳輸的信號來幫助地面或空中車輛進行地理定位。另外，新的導航概念可能會消除對全球導航衛星系統的需求，盡管這些概念在軍事上的成功程度還不清楚。與電子戰一樣，更多的無人機自主性降低了對外部、天基信號的需求。

心理戰

無人機群與心理戰的關系最小。但可能用于傳播宣傳小冊子是個例外，然而，與現有的宣傳手段相比，蜂群似乎沒有什么有意義的優勢。然而，無人機群和更廣泛的自主武器可能會成為錯誤信息、虛假信息和惡意信息的對象，因為全球和公共規范圍繞著機群和自主武器的使用形成。由于擔心對平民的風險和放棄人類控制的道德問題，越來越多的運動正在尋求禁止自主武器。越來越多的人支持這一運動，包括在一些北約成員國。例如，根據2019年1月的益普索民意調查，%的德國人反對使用自主武器。同樣，由于大規模傷亡的可能性和目前機器視覺系統的脆性，武裝的、完全自主的蜂群可能會帶來類似于傳統大規模殺傷性武器的心理影響和風險。"大規模殺傷性武器 "一詞帶有強烈的規范意義，圍繞其使用和擴散的污名。

無論這些公眾運動是否轉化為全球政策的變化，它們都可能為戰略信息行動創造機會，以播種分裂。例如，行為者可能會放大關于使用蜂群和自主武器的說法，以鼓勵內部和伙伴國家反對戰爭努力。反之，行為者可能會對他人進行虛假指控，以達到同樣的效果。核實自主武器是否真正自主的挑戰使得真相與虛構難以區分。無人機群的自主性可能更容易證明，因為一個人有可能控制一個由幾十架無人機組成的小群，但沒有人能夠合理地控制幾千架無人機。駁斥關于無人機群自主使用的錯誤說法則要難得多。

人工智能和機器人技術

人工智能和機器人技術的進步是無人機群所有方面的基礎，并影響到對信息戰的脆弱性和復原力。這些技術的改進可能會導致更好的瞄準算法、蜂群任務分配算法和更大、更復雜的蜂群，也會影響可能被蜂群使用或對抗的電子戰、網絡戰和空間戰系統。在戰場上更多地使用人工智能和機器人技術也可能為心理戰創造更多機會。

機器人和人工智能可以改善進攻性電子戰和網絡戰能力。機器學習可以加強電子戰的目標定位，創造更有效和自動化的網絡攻擊。例如，機器學習可以實現更好的頻譜和功率分配、網絡釣魚檢測、網絡入侵檢測和其他活動。事實上，據報道，中國人民解放軍戰略支援部隊正在將機器學習與網絡戰和電子戰相結合。此外，機器學習的進步可以使用戶通過網絡手段向友好或敵對的數據集添加更好的深度假象。研究人員也在探索使用機器人作為電子攻擊和網絡攻擊的平臺。

人工智能的進步也有可能改善電子、網絡和空間對抗措施。基于人工智能的網絡防御技術為網絡入侵檢測提供了巨大的好處，包括提高準確性、自動響應和吞吐量。另外，機器人系統可以被用來在其他系統退化或被破壞的地方形成一個臨時的通信網絡。例如，Swarm Technologies的SpaceBEE衛星為互聯網連接的設備形成了通信網絡。單個或多個機器人可以作為中間人，支持穩定的通信。

機器人系統非常適合太空戰；它們不需要維持生命的設備，這使它們的成本更低。天基機器人可以用來攻擊對手的衛星或收集信息。多個天基機器人可以操縱空間碎片進入軌道，以打擊對手的衛星或發動分布式的協調攻擊。當然，天基蜂群可能有不同于地面蜂群的技術挑戰，特別是成功的移動和協調。

戰場上更多的人工智能和機器人意味著有更多的機會指責對手違反新生的自主武器規范，因此，有更多的機會發動心理戰。人工智能的改進可能會抵消這種擔憂的一部分。活動家們的一個擔憂是，眾所周知，機器學習是很脆弱的，因為訓練數據可能是有偏見的或不完整的。加強測試和評估、合成數據和數據共享可能會減少風險，并提供反信息的機會。如果不仔細檢查訓練數據，就很難判斷機器學習系統有多強大，甚至不可能。敵人可能會謊稱機器學習系統未經測試且設計不良，導致平民面臨高風險，而反駁這種說法將非常困難，甚至不可能。因此，廣泛部署這些系統可能會導致對違反戰爭法的指控增加。

政策建議

無人機群對信息戰的依賴對軍方的成功行動有幾個影響。

對無人機群和信息戰之間的關系進行更深入的研究是必要的，應該探索信息互動的技術特征，信息環境如何影響戰術使用，以及戰術使用如何影響作戰和戰略環境。一些研究可以進行建模和模擬，以評估不同的無人機群配置對信息攻擊的復原力。模擬和戰爭游戲可以探索無人機群在特定信息相關角色（如電子攻擊）或作為反衛星武器的相對價值。

分析的重點應該是信息競爭在不同類型的沖突中如何變化（同行對同行，同行對近同行，以及不對稱），不同形式的通信對電子攻擊的彈性和無人機群如何適應更廣泛的頻譜分配，以及納入無人機群的新概念以及它們如何與信息戰互動。

友好無人機群的研究和開發必須包括對信息攻擊的加固。蜂群內的通信渠道、信息處理系統以及較遠距離的指揮和控制系統都必須得到保護。某些系統（如物體探測算法）將不針對蜂群。一些有希望的信息加固研究已經開始，如國防高級研究計劃局關于可在GNSS否認的環境中操作的蜂群的工作。無人機群的加固程度應取決于任務以及機群可能面臨的基于信息的攻擊的可能性和類型。

美國還應該對各軍種的信息戰能力進行全面審查。有跡象表明，美國空軍和美國陸軍面臨著電子戰的挑戰，盡管美國海軍沒有。美國陸軍卓越網絡中心的指揮官約翰-莫里森少將直言不諱地說："當涉及到電子戰時，我們的武器不夠用。我們被同行和接近同行的競爭者所淘汰。"最近的報告也描繪了軍事網絡安全的負面形象。2018年10月政府問責局的一份報告 "發現從2012年到2017年，[國防部]測試人員經常在幾乎所有正在開發的武器系統中發現關鍵任務的網絡漏洞。"國防部在招募網絡戰士方面的困難以及硅谷和該部門之間日益擴大的分歧加劇了這一挑戰。 美國在太空也面臨越來越多的反對。國防情報局最近的一份非機密報告發現如下。

• 俄羅斯等的軍事理論表明，他們認為空間對現代戰爭很重要，并將反空間能力視為降低美國和盟國軍事效力的一種手段。俄羅斯等都發展了強大和有能力的空間服務，包括天基情報、監視和偵察......。俄羅斯等都在發展干擾和網絡空間能力、定向能武器、在軌能力和地基反衛星導彈，可以實現一系列可逆轉到不可逆的效果。

該審查應評估軍事信息戰的真實狀況及其與對手發展的一致性，確定改善信息戰能力和組織的具體建議，并為國防工業和知識分子提供一套非保密的建議和指導，說明他們的努力如何能夠支持更廣泛的信息戰活動。

根據審查結果，美國軍方將能夠在研究和發展進攻性信息戰能力（例如，電子干擾和進攻性網絡武器）方面進行有針對性的投資，以擾亂、操縱或以其他方式擊敗可能被用來對付美國軍隊的對手無人機群。這種投資也將有利于未來戰爭的其他方面--從對抗無人系統和依賴信息的戰爭概念到破壞敵方的供應鏈。

相關的能力應該在組織上進行整合，機器人技術、電子戰、網絡戰和太空戰的發展應該為無人機群的獲取、研究和開發、戰爭游戲、概念和理論發展以及相關培訓提供參考。由于無人機群的信息挑戰對每個軍種都是一樣的，因此應盡可能在聯合層面開展活動。更好地整合信息領域的各個組成部分對非蜂群無人系統也是有用的，因為本文的許多分析也適用于它們。

對敵方無人機群和相關信息戰方面的情報收集也很重要。針對無人機群技術操作的情報收集將幫助軍方了解如何操縱或破壞對手的無人機群，并確定秘密行動的機會，如毒害用于機器視覺算法的數據收集。其他明顯的情報收集目標是結合信息戰能力的對手組織（例如，中國人民解放軍的戰略支援部隊）。收集到的信息將有助于軍方了解可能針對美國和戰略伙伴無人機群部署的能力。

在部署無人機群之前，未來的指揮官應評估戰場上的信息戰情況，以告知將使用的機群類型及其組成。例如，指揮官可以包括更多的通信無人機以提高生存能力。應該建立培訓、演習和戰爭游戲，以幫助指揮官發展和行使這種判斷。此外，將信息戰要素納入更廣泛的戰備和訓練活動中，將使指揮官了解失去對信息環境控制的挑戰。指揮官還可以考慮部署反電子戰武器，以支持無人機群在被拒絕的環境中使用。

如果美軍尋求大量使用無人機群，它還必須計劃減輕由此產生的心理戰風險，并采取措施使這些行動更加透明，確保適當的人力控制，前提是這種透明不會給對手帶來好處。例如，美國可以通過將國防部指令3000.09 "武器系統的自主性"下的現有限制變成具有約束力的法律，或通過關于自主武器能力的新的透明度政策，對自主武器采取更有力的限制。這些限制可以伴隨著昂貴的承諾，如投資于自主武器的核查措施。

結論

與其他任何武器系統相比，無人機群更依賴于信息。幾乎每一種與蜂群有關的能力都需要掌握信息流，使蜂群規模擴大，采取復雜的行為，并同時在多個領域運作。然而，這些優勢也構成了一個重要的弱點。癱瘓、破壞或操縱蜂群通信、信息處理和地理定位可以使蜂群喪失能力或被打敗。

沒有任何軍事技術存在于真空中。軍事是一個高度復雜的系統，許多技術領域是相互依存的。高級領導人必須考慮新技術在更廣泛的軍事生態系統中的作用，因為近視和失敗是快速的朋友。

扎卡里-卡倫伯恩

扎卡里-卡倫伯恩是沙爾政策與政府學院的政策研究員，是美國國家恐怖主義與反恐對策研究聯合會非常規武器與技術項目的研究成員，是ABS集團的高級顧問，并被正式宣布為美國軍隊的 "瘋狂科學家"。他是自主武器、無人機群、大規模殺傷性武器和涉及大規模殺傷性武器的恐怖主義方面出版物的作者。