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海上資產的維護計劃是一項復雜的活動，因為它會影響操作和安全風險和后果，依賴于人員資源的可用性，由于操作要求和環境因素的現場限制，以及與資產各種脆弱性相關的不確定性。本文詳細闡述了海上維護框架面臨的挑戰，并對最新的最新文獻進行了回顧，這些文獻發現，目前的最新技術并沒有將與海上人員資源可用性和執行活動所需時間的影響相關的資產場地限制納入維護計劃及其對維護引起的其他活動的影響。此外，在海上維護計劃程序中，沒有采用動態和自主的維護活動資源分配，因為海上維護計劃程序允許每個維護項目根據完成活動所需的時間獨立調整其資源分配，以提高資源利用率。

在這項工作中，采用了一種新的方法來制定浮式生產儲卸設施(FPSO)的維護計劃優化問題，該問題可以最大限度地利用維護人員資源，并使FPSO的狀態得到改善，同時考慮到設計特征、操作條件、惡化以及不進行維護的后果等方面的優先事項。考慮到完成活動所需的人力資源時間。為了找到帕累托最優解，建立了維修優先級的總體目標函數，包括應力統一校核、疲勞損傷比、彎矩比、剪力比、腐蝕規模程度、金屬損失程度、不維修時的安全風險和不維修時的財務風險。考慮到使用加權和方法完成活動所需的人力資源時間。該公式提供了靈活性，可以根據所遵循的維護策略調整其各自的權重，從而將總體目標功能的重點引導到任何一個或多個目標功能上，這將補充FPSO的監管監督要求。

此外，在這項工作中，提出了一種新的工作管理框架，該框架包括深度q-強化學習(DQN)問題表述，作為fpso維護活動多目標優化問題的解決方案。考慮到設計特點、操作條件、惡化情況、不進行活動的后果和完成活動所需的時間，該框架使開展的活動在場地限制最小的情況下進行，從而在盡可能短的時間內獲得更高的完成時間加權總和，從而實現更高的資源利用率。貪婪算法對DQN模型和由貪婪和DQN參數組成的混合模型的性能進行了基準測試。該配方能夠實現執行活動的最佳路徑，消除資產性能的風險，這反過來又補充了FPSO的監管監督要求。

這份混合型工作文件討論了太空領域如何在正在進行的烏克蘭戰爭中被使用并受到影響。可以說，空間領域在以前的任何沖突中都沒有以如此多變的方式被使用過，因此為西方國家提供了一個重要的學習機會。本文的重點是混合威脅、工具和行為者，它提供了對已實現和預測的影響的全面分析，包括空間領域和其他混合威脅領域之間的聯系。對空間基礎設施的攻擊和混合威脅可以產生非常廣泛的影響，因為現代社會嚴重依賴基于空間的能力。例如，針對衛星系統的系統性網絡攻擊可以阻止信息共享，并對能源和運輸部門造成干擾。有幾個經驗教訓：1）眾包態勢感知的力量已經在戰爭中得到證明。來自平民百姓的信息已被用于支持戰場上的行動。2）俄烏戰爭為基于衛星的技術鋪平了道路，使之成為軍隊和平民百姓都能輕易獲得的日常工具。這場戰爭已經證明，擁有空間能力并不像獲得它們那樣關鍵，正如對一些最重要的商業行為者的審查以及他們的服務在沖突中的使用情況所顯示的那樣。3) 商業空間資產在軍事行動中的使用正在模糊戰爭中軍事和民事行為者之間的界限。4) 衛星技術的發展及其使用也促進了可用于軍事目的的新能力組合。戰爭對空間環境和大量國際空間計劃造成的一個主要威脅是國家間合作精神的退化。這方面的一個明顯的后果是越來越多地通過每個國家自己的國家或區域活動來確保主權的工作。

俄羅斯自2022年2月24日以來對烏克蘭的戰爭被描述為第一場 "兩面空間戰爭"。空間領域已經以一種更加敏捷和靈活的方式被使用，并與其他混合威脅領域相聯系。特別是，商業和私人資源在利用空間領域方面的重要性得到了強調，而國際空間合作也因戰爭而經歷了重大挫折。俄羅斯正在發展反衛星能力以及電子和網絡武器，而西方國家正在重新評估其安全優先事項并制定空間戰略。不斷變化的空間威脅、新的空間現象、雙重用途的能力，以及天基能力對社會重要功能的日益關鍵性，塑造了空間領域的伙伴關系和協作。同時，目前的全球空間治理框架在管理空間活動和空間安全方面是不充分和無效的。這為混合行動留下了機會，并使在空間尋求一致的反措施變得復雜。

混合威脅可被定義為協調和同步的行動，這些行動故意針對民主國家或機構的系統脆弱性，以達到戰略目標并創造預期的效果。行動通常是在多個領域進行的，而且敵對行為者也可以以創造全新的脆弱性為目標。空間領域對敵對行為者來說是一個誘人的目標，因為西方社會對天基系統的依賴比以往任何時候都大。空間領域與空中領域相互連接，這很容易造成連帶效應。天基系統也可以通過地基系統受到干擾和破壞。

混合威脅被認為針對13個不同領域，即基礎設施、經濟、情報、信息、網絡、外交、政治、文化、社會/社會、法律、軍事/國防、空間和行政。影響空間領域的混合威脅工具包括，例如，針對基礎設施的實際行動、創造和利用基礎設施的依賴性、外國直接投資、工業間諜、網絡間諜、網絡行動和電子行動（例如，干擾和欺騙）。利用法律中的門檻、不歸屬、差距和不確定性也是可能的，還可以利用法律規則、程序、機構和論點。作為對混合威脅工具的回應，也可以利用空間領域來創造對混合威脅的復原力，并作為適當反措施的平臺。

這份混合型共同利益工作文件著重于以下研究問題：

1）在俄烏戰爭中，空間領域是如何被使用的？

2. 空間領域是如何與其他混合威脅領域聯系起來的，以及使用了什么樣的工具？

3. 哪些服務已經成為目標，產生了什么樣的影響？

4. 誰是沖突中與空間領域有關的主要行為者？

5. 哪些空間能力已經被用來對付混合威脅？

6. 對混合型歐洲共同體的參與國有什么影響？

本文的結構如下。首先，作者介紹了天基服務以及它們如何在俄烏戰爭中使用。隨后討論了在戰爭中利用空間領域進行混合威脅活動，以及針對混合威脅的反措施。提供了使用空間領域的主要例子，并闡述了與其他混合威脅領域的聯系。還強調了選定的商業行為者和服務的作用。最后，提供了結論和建議。

俄烏戰爭期間使用的天基技術

衛星技術在現代社會中的應用很多，往往是看不見的。衛星是一個重要的基礎設施，使電信、交通、金融系統和能源網絡能夠可靠地運作。例如，衛星提供天氣數據，來自偏遠地區的新聞，以及開車或做運動時的定位服務。典型的衛星服務被分為四個主要領域，包括（1）定位、導航和定時（PNT）服務，（2）通信，（3）遙感，以及（4）科學和探索任務，通常旨在探索外層空間，與前三類相比，主要是為了支持地球上的生命。

軍事衛星服務包括衛星通信和PNT這樣的服務。監測能力用于以下服務：（1）導彈預警系統，（2）環境和天氣信息，以及（3）情報、監視和偵察（ISR）。軍事空間行動還包括將衛星發射到軌道上并操作它們，以及了解空間態勢。后者包括空間氣象服務，對衛星和其他空間物體運動的探測和建模，以了解對手能看到什么和做什么，以及探測對衛星的威脅（如空間碎片或導彈）的能力。空間技術是一項重要的輔助技術，通過提高部隊的機動性、協調性和行動的準確性，為提高部隊的表現提供了手段。因此，空間沖突被Szymanski定義為 "所有關于拒絕衛星對地球上的軍事力量或平民的支持--不是簡單地為了破壞而消除衛星系統"。

自俄烏戰爭開始以來，基于空間的服務在戰爭中發揮了不可或缺的作用。俄羅斯入侵烏克蘭的影響已經擴散到空間領域，影響了國際空間合作和空間服務的使用方式。所有上述能力都被積極利用，商業公司在支持軍事行動和民用需求方面發揮了越來越重要的作用。諸如HIMARS這樣的GPS制導武器已經被用來非常精確地打擊目標。基于衛星的監測已使戰場可能成為歷史上最透明的戰場。在戰爭中利用空間并不意味著你需要擁有自己的衛星。正如在俄烏戰爭中所證明的那樣，人們可以利用公共和商業衛星，以及盟友提供的服務。空間活動已經變得越來越商業化，今天90%以上的發射都是商業衛星。截至今天，所有軍隊都采用商業衛星服務作為其行動的一部分。烏克蘭部隊在其行動中使用了來自Starlink等公司的服務。衛星技術的一個重要用途是通過分享俄羅斯軍事車隊、建筑、飛機部署和其他關鍵事件的衛星圖像，在全球提高公眾對烏克蘭局勢的認識。這也突出了空間在情報和信息領域的重要性，無論是對于戰爭中的侵略者還是防御者。

空間領域的軍事存在和行動在未來可能最終擴展到摧毀天基基礎設施。俄羅斯已經展示了這種能力，在2021年11月的反衛星導彈試驗中拆毀了一顆衛星。可以說，最重要的太空目標將是直接向遠程軌道上的其他衛星轉發數據和指令的衛星，使它們成為關鍵太空系統的扼制點。對于沒有廣泛的世界性衛星地面控制站的國家來說，這一點尤其如此。然而，實際的太空戰將是最后的邊界，因為沒有人愿意摧毀或冒險使用太空資產的能力。這可能是不理想的后果，因為太空中的爆炸會產生大量的空間碎片，幾乎可以在任何地方危及空間安全和衛星服務。

空間和其他混合威脅領域之間的聯系

到目前為止，大多數可以針對空間領域的混合威脅工具利用了空間資產與其他領域的聯系。空間領域以前被視為與軍事/國防、經濟、基礎設施、信息和情報領域密切相關。然而，來自烏克蘭的證據揭示了與所有其他混合威脅領域的有意義的聯系。空間技術和空間環境容易受到混合威脅，特別是在網絡領域。

衛星系統有與平臺及其安全有關的網絡安全漏洞，地面基礎設施的接口，以及竊取和破壞數據，甚至關閉系統的可能性。與衛星系統有關的安全威脅，重點是衛星通信，最近已經被確認，有一些威脅涉及任何類型的衛星系統。干擾可以影響空間和地面資產。現代衛星的可編程性使得更新軌道上的衛星可以執行新的操作，這就為惡意的應用程序上傳到衛星上打開了大門。

與俄烏戰爭有關的一個例子是俄羅斯對Viasat衛星（KA-SAT）網絡的網絡攻擊，使烏克蘭的調制解調器無法運行，導致整個歐洲的組織出現了數千次中斷。該事件發生在入侵開始之前，大大影響了通信和共享態勢感知數據的能力。地面入侵者利用一個錯誤的配置進入衛星運營商的管理系統，然后指示大量的住宅衛星調制解調器從網絡中退出。該事件不僅顯示了衛星系統的脆弱性，而且還揭示了如果將具有安全弱點和漏洞的技術整合在一起，集成系統將具有更高的脆弱性。因此，在整合地面和衛星系統共同運作時，必須創建網絡原生設計，也就是說，從一開始就考慮到網絡問題。

俄烏戰爭已經廣泛表明，空間領域影響到其他混合威脅領域，既為惡意行為者提供工具，又為建立抵御威脅的能力提供資源。與所有混合威脅領域都有聯系。例如，大型衛星群可以作為一種替代性基礎設施，提供通信和PNT服務。在經濟領域，無法使用俄羅斯的發射能力在全球范圍內對商業衛星公司產生了影響，烏克蘭的航天工業在很大程度上被禁用。由于沖突期間對商業能力的使用增加，俄羅斯已經聲稱私人空間資產是戰爭中的合法目標，影響發生在法律領域。表1總結了空間和其他混合威脅領域之間的初步聯系。

表1. 俄烏戰爭中空間和其他混合威脅領域之間的聯系

以空間能力對抗混合威脅

觀察戰爭期間的活動

如表1所示，空間技術也被積極用于應對混合威脅行動。例如，衛星實現了最新信息和新聞的共享，使烏克蘭的平民和軍事人員了解情況，而不顧地面渠道的信息操作。應對混合威脅的另一個重要因素是國家和領先的商業和公共組織之間的合作，如美國國家航空航天局和歐空局，空間行業有影響力的人一直在指明方向，也提高了人們對開發更好的空間系統的需求。這場戰爭通過政治對話和共同的信息傳遞加深了北約和歐盟之間的合作，為應對外國信息操縱和干擾等各種類型的威脅提供了更好的能力。這種戰略伙伴關系比以往任何時候都更加有力，支持烏克蘭自衛和保護其人民。歐盟的政治和安全委員會與北大西洋理事會之間定期舉行會議，各工作組之間也經常進行交叉匯報。合作的工作范圍包括，例如，在歐盟和北約防務規劃過程中，在需求重疊的地方作出努力。這場戰爭表明，擁有空間能力并不像獲得這些能力那樣關鍵。這一重要的認識可能會進一步推動國際空間合作和私營空間部門的崛起。為此，建立系統冗余和備用系統的重要性可能會被強調。總而言之，通過私有化和多樣化的空間威脅，能夠拒絕獲得空間能力的行為者群體將變得更加多面。

提高空間技術的復原力

這對于確保關鍵的空間技術在未來仍然有用是至關重要的。要回答的問題是如何提高空間技術的復原力并創建網絡防護系統。提高復原力的一個方法是納入冗余和使用幾個系統的可能性。這樣一來，單一系統的故障就不會妨礙通信能力，例如。最近的一個例子表明，行動不應該依賴單一的衛星通信系統，埃隆-馬斯克宣布Starlink衛星不能在克里米亞使用。這種限制對該地區的部隊行動有直接影響，因為如果不使用其他冗余系統，部隊和指揮部之間就無法有效建立聯系。

有多種網絡安全威脅，在過去設計 "舊空間 "系統時沒有得到適當考慮。必須從一開始就把新系統設計成網絡安全的系統，特別是確保地面部分的安全，防止地面的攻擊和漏洞。建議使用強大的認證和訪問控制程序，以增加系統的復原力。此外，有必要積極監測潛在的安全威脅，以便用適當的行動來減輕它們。這可以通過網絡安全操作中心（CSOC）來完成，它結合了監測和決策技術、人力資源管理人員和流程，以實現準確的網絡態勢感知，并積極應對檢測到的威脅。最好的CSOC是專門的設施，網絡安全分析師在那里持續工作，專注于防御戰略網絡上未經授權的活動。它們可以由民族國家或跨國公司建立和經營。在空間領域，歐空局正在資助開發，以確保歐洲層面的運作。然而，仍然需要為此開發更好的工具，培訓在空間領域工作的人，并開發動態頻譜管理機制，以更有效地保護系統免受干擾。

提高空間系統復原力和可持續性的手段包括空間安全和網絡安全，但也包括經濟和環境的角度。至關重要的是避免產生新的空間碎片，并改善空間碎片和威脅探測能力，以確保衛星服務將對未來幾代人保持有用。有必要開發更好的空間交通管理方法，衛星可以利用自動避免碰撞的程序，使它們能夠對威脅作出迅速反應。從俄烏戰爭中也可以看出，國家和空間領域行為者之間應加強進一步合作，并制定規則和措施，確保和平利用空間。

戰爭期間空間領域的主要行為者和合作形式

全球行為者

在空間領域有積極的全球行為者，如美國、歐盟、中國、俄羅斯和北約。美國有跨越ISR、GPS和連接的能力，而歐盟有自己的定位和地球觀測的旗艦計劃（伽利略和哥白尼）。歐盟還計劃建立自己的安全連接系統，稱為IRIS，作為一個新的旗艦和一個專門的衛星通信基礎設施。這是歐洲目前最重要的空間計劃，旨在支持關鍵用戶和普通公民。中國擁有北斗定位系統、反衛星（ASAT）導彈能力，即摧毀衛星的手段，以及包括月球車在內的深空任務。俄羅斯在發射器、人類和科學任務以及定位方面有長期經驗。最后，北約自2019年起將空間作為其行動領域，利用空間來支持通信、導航和情報等領域的行動和任務。通過使用衛星，北約及其成員國能夠以更快、更有效和更精確的方式應對危機。

國際合作和發射活動

由于戰爭，俄羅斯已經退出了國際空間合作，這對國際空間業務和發射活動產生了重大影響。俄羅斯已經拒絕為西方國家進一步發射任何衛星。聯盟號火箭在建造和供應國際空間站，以及通過定期助推使空間站保持在軌道上方面發揮了作用。目前正在尋找替代品，幸運的是，例如SpaceX已經展示了其向國際空間站發射宇航員的能力。然而，到目前為止，這些發射在很大程度上影響了商業運作，載人飛行也按計劃實施。盡管如此，戰爭的影響在各種形式的合作中是可見的。最近，俄羅斯宇航員和國際空間站指揮官奧列格-阿爾捷米耶夫在9月28日將空間站的指揮權移交給薩曼莎-克里斯托弗雷蒂時說，"戰爭將在各地結束"，她是歐洲國際空間站的第一位女指揮官。戰爭也在催生新的合作形式。中國和俄羅斯宣布合作開發定位系統，將北斗和格洛納斯系統的準確性和可靠性提高到GPS的水平。兩國同意在對方的土地上建立衛星地面站，以提高系統的互操作性。然而，已經很明顯的是，戰爭已經影響了未來許多年內空間產業的基本合作精神。圖1展示了積極參與俄烏戰爭的不同空間行為者的情況概述。

圖1. 俄烏戰爭期間的商業和公共活動以及對國際合作的影響

私人公司

私營公司的作用，以及他們提供的服務和設備，從戰爭開始就至關重要。私人行為者的作用可以通過一些關鍵行為者和他們對俄烏戰爭的影響來證明。

SpaceX公司提供了Starlink終端和衛星容量，以支持烏克蘭開展的行動。Starlink已被用于提供連接，以支持反擊或炮擊，并實現從任何地點的縮放通話。這種影響是巨大的，特別是在民用連接、指揮和控制以及情報和態勢感知領域。Starlink連接已被用于監測和協調無人駕駛飛行器，從無人機發送視頻流，并實現無人機的打擊。SpaceX在衛星發射業務中也是一個重要的商業參與者。俄羅斯過去曾發射過許多西方衛星，但由于戰爭，這種活動突然停止。這增加了SpaceX的主導地位，現在它甚至為Starlink在互聯網業務中的競爭對手，如OneWeb，提供發射服務。

Maxar公司正在運營分辨率非常高的衛星。戰爭期間，Maxar和其他商業運營商，如Planet Labs和Pléiades Neo，提供了覆蓋俄羅斯車隊、部隊和機場活動的高質量圖像，這些圖像被新聞界廣泛使用。這些信息在為軍事計劃和公眾對戰爭的看法提供信息方面發揮了關鍵作用。從戰爭一開始，所提供的情報就被用來獲取烏克蘭及其周邊地區的大規模態勢感知數據。圖像顯示了該國境內和附近地區的部隊和車輛的移動情況，并證實了飛機和基礎設施的損壞。使用該數據的一個例子是，首先揭示了6月20日在白俄羅斯靠近烏克蘭邊境的Zjabrovka機場的軍事裝備的堆積，隨后確認了8月10日爆炸對裝備造成的損害。

ICEYE允許烏克蘭武裝部隊以高重訪頻率接收關鍵地點的雷達衛星圖像。與Maxar光學數據不同，合成孔徑雷達（SAR）技術允許透過云層和在夜間成像，為獲得態勢感知數據提供了新的機會。一顆ICEYE衛星是由烏克蘭私人募集的資金購買的。最近有報道說，它在運行的頭兩天檢測到了60多個單位的敵方軍事裝備。因此，俄羅斯軍隊損失的裝甲車價值超過了整個眾籌衛星項目的成本。

烏克蘭的航天工業源遠流長，戰前處于活躍階段，建立了一個不斷增長的私營產業。然而，由于俄羅斯的入侵，它已經被拋入了懷疑之中。許多在初創企業工作的專業人士已經成為士兵。國家空間專業人員希望烏克蘭能夠重新評估空間優先事項，關注新空間時代的安全和技術，隨著私營公司的強勢崛起和小型衛星的使用，并拋棄蘇聯的殘余。然后，一個新的烏克蘭航天工業可以成為烏克蘭安全的基礎，從長遠來看，甚至支持其盟友的空間能力發展。烏克蘭太空專業人士表示，來自埃隆-馬斯克等大人物的公開支持，已經提振了烏克蘭的士氣，并通過指出前進的方向影響了許多組織和政府領導人。如果航天業的領導人與烏克蘭站在一起，這將為在經濟上孤立俄羅斯而努力。

無人機技術相關行為者

無人機在戰爭中發揮了明顯而重要的作用，比迄今為止的任何重大沖突都要大。雙方都使用了數千種不同的空中平臺，包括軍用無人機和小型現成的無人機。像土耳其的Bayraktar這樣的軍用無人機被用于情報行動，以確定敵人的目標，并引導炮火向他們開火。它們在擊沉 "莫斯科 "號軍艦中發揮了作用。小型、廉價的無人機被用來作為神風特攻隊的炸彈，但也被用來發現目標和引導攻擊。作為積極使用無人機的結果，反無人機技術，如用于跟蹤的雷達系統，以及使導航能力失效的定向電磁脈沖，也越來越多地被作為行動的一部分使用。

無人機的使用將許多行為者與戰爭聯系起來。據推測，在西方制裁之后，俄羅斯從伊朗和白俄羅斯以及通過黑市渠道獲得了無人機，而無人機制造商大疆也暫停了在俄羅斯和烏克蘭的商業活動。同時，烏克蘭部署了由普通公民捐贈的業余和商用無人機。

信息領域促進空間的行為者

在與空間有關的信息領域，有影響力的個人的作用是顯而易見的。SpaceX創始人Elon Musk發表了強烈的，甚至是挑釁性的聲明，以獲得對烏克蘭的支持，但也矛盾地強調了由于資金問題，衛星服務可能中斷。在光譜的另一端是時任俄羅斯航天局局長德米特里-羅戈津試圖進行親俄和反烏克蘭的宣傳，并威脅要退出國際空間站合作。法律和道德方面一直是俄羅斯信息活動的一部分（宣布商業衛星為戰爭目標，并指責烏克蘭和西方違反《外層空間條約》）。

信息運動的影響很難評估，但盡管俄羅斯有相反的意圖和嘗試，對信息領域的利用最終使烏克蘭的道路變得更加平坦，因為它使戰爭變得明顯，并使其處于公眾的視野中。烏克蘭從西方國家獲得了驚人的堅實支持。例如，歐盟和五角大樓已經考慮為烏克蘭的星聯衛星網絡提供資金。

討論與結論

自俄烏戰爭開始以來，空間一直發揮著重要作用，軍事力量有效地利用歐洲和美國服務供應商的商業能力來實現其行動。這場戰爭表明，空間領域在戰爭升級之前，即在門檻以下的階段，以及在戰爭期間，都是至關重要的。它在戰爭結束后也是必要的，例如，在評估地區的損害和安全以及為法律歸屬提供證據時。空間領域影響到其他混合威脅領域，既為惡意行為者提供工具，又為建立抵御威脅的復原力提供資源。空間技術和空間環境容易受到混合威脅的影響，特別是在網絡領域，對衛星通信系統的網絡攻擊不僅在烏克蘭而且在其他地區產生了重大影響。

戰爭中的空間領域已經影響到烏克蘭的軍事行動和平民社會的安全。另一方面，民間行為者在天基能力的幫助下，被賦予了支持戰爭的能力。信息領域已經利用天基能力來說明和敘述戰爭。這場戰爭在許多國家產生了巨大的影響，消除了軍事技術的污名。在戰爭之前，有大量的組織根本不想把自己與軍事領域聯系起來，而現在許多商業公司正自豪地介紹他們產品的雙重用途能力。這可能會導致歐盟和北約國家對軍事能力發展的支持增加，因為這些能力被認為可以更廣泛地增強社會的復原力。在戰略防御能力發展項目的工業合作中納入兩用技術的興趣可能會增加。這也將提出政府保護商業資產的意愿和能力問題。

從空間領域的角度來看，沖突的主要行為者包括全球行為者，如美國、俄羅斯、北約和歐盟，但也包括前所未有地增加的私營公司及其空間資產的作用。特別是SpaceX公司，作為通信技術和發射服務的提供者，其全球作用已經增加。在Starlink的幫助下，眾包態勢感知，以及眾籌作為資助空間能力的工具，已經表明個人作為安全行為者在現代社會中的作用越來越大。如果有效利用，這一發展將促進全面安全，并在未來建立復原力。然而，這種類型的授權可能是雙向的，這意味著個人在部署空間能力的惡意活動中的作用可能在未來增長，適當地改變和增加混合威脅的潛力。然而，盡管安全行為者的角色模糊不清，政府和當局的法律責任不會消失。個人可以為安全作出貢獻，但他們不能被視為對確保安全負責，因為只有當局擁有法律規定的管轄權。

戰爭將通過合作形式和環境的變化、空間能力的重新優先化、商業技術和服務的增加以及更多的用途，對空間領域的發展產生長期影響。同時，戰爭增加了區域對戰略自主的努力，例如歐洲實施自己的衛星通信星座的目標。

基于這項研究的初步影響可以歸納為四個關鍵的啟示：

1.眾包態勢感知的力量已經在戰爭中得到了體現。然而，部分不清楚如何驗證眾包數據并防止在決策中納入故意的惡意數據。空間技術在這里可以有相關的用途，例如，用衛星成像來驗證報告的事件。公民在支持行動中的作用越來越大，引起了關于當局的責任和作用的法律問題。

2.俄烏戰爭為基于衛星的技術鋪平了道路，使之成為軍隊和平民容易獲得的日常工具。這不僅可以促進對軍事領域的混合威脅的復原力，也可以促進心理上的復原力。在危機和戰爭情況下做出貢獻的能力，以及做一些具體和有形的事情，將促進和維持個人的心理復原力和防御意愿。復原力也可以通過信息領域得到支持：在危機中，人們會要求獲得關于局勢的最新信息。通過衛星檢索的數據將有助于滿足這一需求。它也可以有利于打擊混合威脅的信息運動，以及人們對信息領域的影響活動的復原力。

3.在軍事行動中使用商業空間資產正在模糊戰爭中軍事和民事行為者之間的界限。烏克蘭的人們已經集資購買了一顆衛星來支持行動，這顆衛星已經成功地用于軍事行動。商業行為者甚至不一定知道他們的技術是雙重用途的。因此，參與戰爭的決定無意中被外包給了使用商業行為體技術的人。這在道德上可能是有問題的，因為一些行為者希望不參與戰爭或選擇自己的一方，并拒絕敵對行為者獲得其資產。評估空間領域的威脅--即構成威脅的能力和行為者，以及評估潛在影響--變得越來越困難。

4.衛星技術的發展及其使用也促進了可用于軍事目的的新能力組合。無人機已經對烏克蘭的行動產生了重大影響，并將在未來其他地方的沖突中發揮突出作用。因此，各國應發展其在無人機和反無人機技術方面的能力。當無人機配備了衛星連接，它們可以在非常大的區域內有效使用，這一發展也得到了歐洲航天局的支持。顯然，空軍將需要為無人機行動做更多的準備。無人機的作用在門檻以下的階段也可能會增長。除了軍事方面，無人機可能對其他安全機構和社會的重要功能，如關鍵基礎設施，構成越來越嚴重的威脅。

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。

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。

盡管美國陸軍希望在多域作戰中取得認知上的優勢，但它還沒有充分發展并采用認知能力提升的概念。本文對陸軍在這一領域的努力進行了全面評估，探討了對士兵認知的日益增長的要求，并將陸軍目前的方法與對手進行了比較。它的結論將幫助美國軍隊和政策執行者建立促進認知優勢和跨領域成功的文化和行為。

關鍵字：認知能力、復原力、神經倫理學、人類表現、信息過載

認知能力是支持所有士兵表現的關鍵變量：身體、精神和情感。美國陸軍條令認識到認知優勢的重要性，或獲得對敵人的智力優勢。它甚至在最近的幾個出版物中占據了突出位置，包括2019年陸軍現代化戰略（AMS）和美國陸軍多域作戰（MDO）2028年概念。 盡管認知科學取得了進展，并且認識到認知超配在多域作戰中的重要性，然而，美國陸軍還沒有完全接受認知能力優化的概念。在過去的十年中，美國國家衛生研究院在大腦研究方面的投資超過535億美元，但士兵和領導人在 "永遠在線 "的多任務和連接文化中進行訓練和操作，這種習慣最終會降低認知性能。 無論是在駐地還是在部署時，領導人都試圖過濾幾十條信息流，并在睡眠不足和對認知能力優化原則理解有限的情況下做出快速決策。

與此同時，中國和俄羅斯一直在追求生物技術、神經科學和人工智能（AI）解決方案，以提高人類的認知能力，并獲得對美國及其盟友的不對稱作戰優勢。 不受西方社會道德規范的約束，俄羅斯等積極利用雙重用途的民用和軍用研究來實現這一目的，將頭腦視為未來戰爭的主要戰斗空間，并正在采取措施在那里占據主導地位。

為了應對這一挑戰，美國陸軍必須與美國防部的認知能力研究和開發工作保持一致。然而，僅有科學是不夠的。陸軍還必須發展其文化，認識到以科學為基礎的道德方法的重要性，以確保以推動整個部隊的競爭和創新的方式發揮認知優勢。需要采取一種植根于教育、培訓和技術的審慎行為修正方法來取代過時的認知能力神話，這些神話最終會通過多任務處理、睡眠剝奪和信息過載來降低認知功能。否則，我們的對手可能會找到他們所需的不對稱優勢來支配美國的聯合部隊。

多域作戰與認知域

認知能力是指觀察、定向、決定和行動以產生最佳結果的能力。 認知技能對于戰場上的成功一直很重要，在決定戰斗和戰役中發揮著關鍵作用。未來將提供類似的機會，但隨著戰場擴展到空間和網絡空間，會有更大的復雜性、迷霧和摩擦。2019年AMS針對這種不斷變化的環境，提出了多域作戰的概念。 2019年AMS概述了多域作戰概念與以前的作戰概念有何不同，并要求其從業人員具有更高水平的認知能力。

MDO概念提出了認知方面的挑戰，因為它要求領導者認識并利用稍縱即逝的機會，在復雜的作戰環境中實現對先進對手能力的跨域聚合效應。 為了在多領域作戰中取勝，美國陸軍沿著六個貫穿所有領域的現代化優先事項部署了日益復雜的系統。這些先進的系統不僅需要更高的智力和技術技能來操作和維護，而且當與改進的數字通信和網絡能力相結合時，領導人還可以獲得比以往更多的實時數據。最后，MDO 2028概念和 "陸軍人員戰略 "將美國士兵置于多域作戰概念的中心。事實上，作為"陸軍最大的力量和最重要的武器系統"，士兵們將在無數實時數據和信息源的交匯處行動，并面臨著越來越大的壓力，需要在機會和威脅出現時進行多任務處理、優先排序、評估、決定和行動。

以人工智能、人機交互和其他技術進步的承諾來解決這些挑戰是很誘人的。然而，許多這些能力仍然是假設的，即使對士兵的認知要求繼續上升。即使當它們可用時，人工智能和其他技術將補充人類的決策，但在短期內，人腦可能仍然是關鍵節點。因此，要實現認知上的優勢，首先要了解人腦的基本能力和局限性。大衛-洛克（David Rock）等認知科學家堅持認為，了解大腦功能是提高認知能力的最佳途徑之一。最佳喚醒、多任務處理、認知耐力和決策質量等概念提供了一個理解框架，并為提高績效提供了機會。

認知喚醒

情緒的喚醒程度直接影響認知表現。1908年首次提出的耶克斯-多德森定律（Yerkes-Dodson Law）為這一現象提供了一個基本模型，并描述了一個與巔峰表現相關的認知喚醒的甜蜜點。正確的喚醒水平，或壓力，會使大腦釋放正確的神經化學物質組合，以產生最佳表現所需的警覺性和注意力。優秀的教練認識到喚醒水平對表現的影響，并在比賽期間根據需要成功地使球隊平靜下來或振作起來。太少會讓我們變得平淡無奇，而太多則會產生適得其反的壓力、焦慮或脫離。軍隊領導人可能熟悉這種現象，在戰斗情況下，身體的威脅會激起強大的反應，但在工作壓力和信息過載的情況下也會出現類似的狀態。

盡管在戰斗中限制壓力和焦慮具有挑戰性，但監測和管理士兵的情緒喚醒水平可以為提高認知能力提供直接機會。英國皇家學會描述的一個新穎的解決方案建議軍隊和執法部門使用認知過載監測系統，在個人出現認知過載的跡象時發出警報。這種意識將使用戶有意識地改變他們的情緒喚醒和行為狀態，以專注于最關鍵的問題。同樣，美國陸軍作戰能力發展司令部士兵中心進行的監測和評估士兵戰術準備和有效性試點研究，重點是通過創新的科學技術優化士兵個人和小單位的感知、認知和互動。通過分析持續訓練期間通過佩戴式傳感器和實驗室傳感器收集的數據，該研究確定了額外研究的機會，可以幫助士兵和領導識別、預測和維持影響決策質量、射擊精度和注意力控制的最佳喚醒和戰術性能水平。

圖 1. Yerkes-Dodson 定律

多任務處理

軍隊領導人被要求發展一種能力，以應付多種情況--立即對短信、聊天和電子郵件作出反應，并在快速變化的環境中解決問題的同時保持對局勢的認識。不幸的是，軍隊領導人所使用的工具及其使用方法在戰斗和駐軍中加深了 "戰爭迷霧"。盡管社會聯系日益緊密，但科學表明，大腦在任何特定時間內能夠處理的操作數量和復雜性都是有限的。集中我們的注意力需要分配前額葉皮層的神經資源，使大腦不能有效地同時關注兩件事情。當多任務處理時，我們的大腦反而被迫從一個話題迅速過渡到另一個話題。在不同的任務之間轉換需要大量的代謝資源，如含氧葡萄糖；一旦耗盡，認知和身體表現都會下降。多任務處理還產生壓力荷爾蒙皮質醇，并影響腎上腺素和多巴胺水平，從而擾亂我們的思維。多任務處理影響的深刻性使一些研究人員相信，通過文本、電子郵件、廣播交通和聊天窗口等不斷的中斷，可能會產生類似于暫時降低智商的效果。

此外，研究表明，多任務處理會增加決策風險。2009年斯坦福大學的一項研究稱，重度媒體多任務處理者的記憶力、學習和認知功能都有所下降。該研究比較了被認定為重度和輕度多任務處理者的群體的認知能力。雖然其他因素可能導致這種退化，但研究表明，習慣性的多任務處理可能會諷刺地損害個人完成偶爾多任務的能力。例如，考慮到一個司機在城市的一個不熟悉的地方一邊聽廣播一邊與乘客交談。在一次轉彎失誤后，司機本能地暫停了談話，關閉了收音機，集中精力糾正方向。司機的行為顯示了他對同時做兩件事的挑戰的直覺認識。通過選擇多任務處理，我們接受了性能下降，正式稱為 "雙重任務干擾 "或 "心理折返效應"。

作為全軍腦科學教育倡議的一部分，早期職業教育可以為減少多任務、分心、頻繁中斷和信息過載的文化提供有意義的第一步。冥想、深思熟慮、元認知、正念和正念意識等技術提供了可獲得的、低成本的方法，通過提高注意力和表現來建立整個部隊更好的認知習慣，以滿足訓練和任務要求。

認知耐力

軍隊的腦科學教育也可以幫助領導者了解決策和注意力過濾對認知表現的累積代價。大腦可用于數據處理的資源是有限的，做出決定、抵制沖動或忽略分心等行為會隨著時間的推移消耗我們的認知能量。充滿瑣碎的選擇和分散注意力的信息的環境耗盡了我們的頭腦，使我們的認知能力變得遲鈍，因為大腦不會根據重要性的程度來區分或確定決定的優先次序。換句話說，我們的決策能力受制于認知耐力的限制，并隨著時間的推移而退化。

盡管對認知耐力的極限有天生的認識，但許多軍事領導人在安排日程和戰斗節奏時并沒有考慮到這一點。例如，在值班日結束時舉行 "夜間法庭 "非司法處罰聽證會的指揮官可能會在日常決策的累積效應使他們的認知能力出現問題和不可靠的時候做出重要決定。相反，領導人可能把他們最有成效的時間花在回答電子郵件或執行低級任務上，而不是最大限度地利用他們的認知資源來完成復雜的任務和決策。這些基本的例子說明了為什么軍隊必須將時間管理教育和培訓納入其認知主導工作中。

決策質量

即使在考慮認知耐力的極限時，我們的大腦也經常被淹沒在信息中，必須在采取行動之前進行綜合分析。對最佳復雜性理論的研究表明，在做決定時需要考慮的因素有一個最佳數量，太少或太多都會降低性能。正如對計算機的研究一樣，這些研究揭示了人類工作記憶的極限。我們在綜合理解時，很難在腦海中記住超過三到五件知識。此外，試圖考慮10個以上的因素會大大降低性能。了解這一現象有助于促進更好的決策，尤其是在時間緊迫的情況下。

許多人認為，更多的投入將導致最佳決策的產生。在決策實驗中，受試者在超過最佳復雜程度后要求更多的信息，受試者的表現因信息過載而下降。這種趨勢對軍隊來說尤其值得關注，在伊拉克和阿富汗的信息至上主義現在使高級領導人有條件期待大量的信息來支持他們的決策。信息成癮可能會耽誤指揮官等待更多的信息，而這具有諷刺意味的是，這會降低他們決策的質量。

軍方認識到這一挑戰，正在利用人工智能開發改進的信息過濾和決策支持算法，使領導人能夠做出更好、更快的決定。雖然很有希望，但這些努力在不久的將來是有限的，不會完全緩解與現代戰爭相關的認知挑戰。再次，作為全軍腦科學教育倡議的一部分，關于信息過載的負面影響的教育可以推動文化變革，改善決策--無論是否有人工智能的增強。

對手

當美國軍隊慢慢地將提高認知能力融入其文化時，俄羅斯等在認知領域取得了令人不安的進展。中國強調旨在創造神經科學、人工智能和生物技術方面的作戰優勢的研究和開發，作為正在進行的軍民融合的一部分。有影響力的中國人民解放軍（PLA）領導人強調要為延伸到虛擬領域的未來作戰環境做好軍事準備。這些領域包括信息領域和 "意識領域"，需要 "精神/認知主導 "才能取得成功。新美國安全中心的高級研究員和中國問題專家Elsa B. Kania指出，這些概念現在經常在解放軍的著作中討論，還有人類和人工智能融合的概念。

同樣，俄羅斯認為思想是現代戰爭的主戰場，"戰爭要以信息和心理戰為主導"。俄羅斯模仿中國在認知優勢研究中對道德規范的堅持值得懷疑，但俄羅斯的方法更多的是依靠通過心理戰和其他手段破壞對手的認知過程。無處不在的虛假俄羅斯敘事給對手帶來了很高的認知負荷，需要增加信息過濾，這消耗了認知資源，并隨著時間的推移降低了決策的速度和質量。在2022年俄羅斯對烏克蘭戰爭的前6個月，就有無數這樣的例子。非人化的言辭、非法吞并的行為以及關于烏克蘭人親近俄羅斯的錯誤說法，都是為了混淆俄羅斯的侵略和制造混亂的說法。通過播種懷疑和制造混亂，俄羅斯的錯誤信息只需要暫時蒙蔽敵人的判斷力，就能造成猶豫，為俄羅斯的活動提供優勢。

此外，俄羅斯軍隊對使用喪失能力的藥劑來降低其對手的認知功能表現出持續的興趣。在2002年杜布羅夫卡劇院的人質事件中，俄羅斯特種部隊在通風系統中釋放芬太尼衍生物，以操縱大約50名車臣分離主義分子和750名俄羅斯人質的意識。雖然他們的行動使分離主義分子失去了知覺，但也導致了大約125名人質的過量死亡和其他人的永久性衰弱。盡管俄羅斯官員在很大程度上認為這次行動是成功的，但他們的行動招致了國際社會的譴責，并再次引發了對國際法，如1993年《化學武器公約》的有效性和適用性的辯論。

神經學和生物化學專家，如喬治敦大學醫學中心的神經倫理學主任詹姆斯-喬達諾，擔心神經科學和技術的進步為利用現有條約、國際法和超國家公約中關于使用化學和生物制劑的空白提供了機會。這包括使用CRISPR基因編輯和納米技術來增強士兵的神經結構，同時制造新型神經武器來降低對手的認知功能。

美國陸軍的機遇

飛躍性技術的誘惑和神經科學的進步獲得了國內媒體對認知表現舉措的大部分關注。雖然這些努力很重要，而且應該繼續下去，但美軍必須利用實際的、近期的機會來實現現在的認知主導地位。

間接和直接提高和優化認知性能的方法可以以適度的成本為美陸軍提供快速的勝利。了解到直接-間接二分法涉及到對復雜的認知和神經科學概念的一些過度簡化，但這些類別還是提供了一個討論的框架。提高認知能力的間接方法是通過飲食干預、睡眠調整、體育鍛煉、藥理學和復原力訓練來影響認知能力。直接方法 "直接針對學習、感知、認知或情感的結構或功能機制和過程"，包括經顱腦電刺激或現實增強等方法。在實踐中，這兩種方法沒有界限之分，都需要有效地提高和優化認知性能。

圖 2. 認知優勢的綜合方法

認知硬件升級——一種間接方法

使用計算機類比有助于可視化認知增強，同時建立在間接和直接方法的概念上。認知性能的優化意味著我們在現有的硬件（或生理學）的限制下，最大限度地提高我們的軟件（認知能力，或我們如何思考）。在這種情況下，硬件和軟件的升級都可以為提高認知能力提供機會。硬件升級通過人才管理、生理干預、藥物干預和技術提升提供了一種間接的方法。

人才管理

在《從優秀到卓越》（Harper Business, 2001）中，詹姆斯-C-柯林斯（James C. Collins）通過 "讓正確的人上車，讓錯誤的人下車，讓正確的人坐在正確的座位上 "這一比喻來描述建立一個成功組織的第一步。同樣，陸軍提高部隊集體認知操作能力的最佳機會可能在于識別、招募、評估和保留合適的人。

研究表明，認知能力部分是遺傳的，通過結合神經影像技術、統計工具和傳統的認知評估，識別諸如神經靈活性和技能專長等特質是可能的。這些工具為軍隊提供了一個識別和優化個人認知特征應用的機會，作為信息時代招聘和人才管理計劃的一部分，促進認知多樣性以提高創造力和決策力。認知多樣性被定義為 "視角或信息處理方式的差異"。最近的研究表明，認知多樣性加速了學習，并提高了團隊在不確定的復雜情況下的表現。通過有效的評估和人才管理計劃，可以提高軍事團隊的認知多樣性。諸如 "雅典娜項目 "這樣的倡議為應用評估作為自我發展工具提供了一個有前途的模式，但在軍隊范圍內實施需要增加研究、開發和應用的資金。在當今競爭激烈的就業市場上，陸軍必須在目前的評估和人才管理努力的基礎上，招募和保留所需的人才，以優化其認知潛力并超越近似的競爭對手。

生理干預

大量的研究表明，體育訓練、適當的營養和睡眠管理與認知能力有明顯的聯系。陸軍長期以來一直倡導體育鍛煉對心理和生理的益處，研究證實耐力運動中產生的神經化學物質具有神經保護作用，可以改善學習和記憶。睡眠管理和營養指南也反映在美國陸軍的 "整體健康和體能"（H2F）理論和 "績效三要素戰略 "中，但在整個部隊中缺乏廣泛接受。盡管陸軍認識到適當的營養對支持 "最佳身體和認知功能 "的重要性，但士兵們往往將陸軍的營養概念與體力、體質和能量水平聯系起來，而不是與心理功能或情緒聯系起來。例如，領導人對脫水的身體影響很熟悉。然而，脫水對認知的影響在醫學和研究界之外卻鮮為人知。

在可用于提高認知能力的生理干預措施中，睡眠管理可能是軍隊應用中最尚未開發的潛力。陸軍H2F理論指出，"認知能力和戰備狀態與獲得的睡眠量有直接關系"，許多研究將睡眠與陸軍的認知功能和戰備狀態直接聯系起來。即便如此，研究表明，超過62%的士兵長期遭受睡眠不足的困擾，無論是在駐扎地還是部署地，每晚平均睡眠時間不足6小時。軍隊要想在睡眠管理方面取得有意義的進展，就必須在入伍培訓和專業軍事教育的各個階段通過腦力教育來刻意改變文化。教育必須與表彰和獎勵士兵建立健康的睡眠習慣作為提高認知能力的生活方式的計劃相結合。

隨著美陸軍尋求改變其文化，更廣泛地采用可穿戴技術可以提高士兵和領導者的意識，建立理想的習慣和做法，并改變思維方式。所有這三者都需要啟動在認知和身體領域的持久增強性能。沃爾特-里德陸軍研究所（WRAIR）和美國陸軍作戰能力發展司令部士兵中心涉及數百名第十山地師士兵的研究表明，商業化的現成可穿戴技術，如手表、戒指或手環，可以在個人和組織層面推動行為變化。例如，監測睡眠習慣和下班后的身體活動水平可以幫助領導者利用個性化的數據指導士兵建立健康的習慣。陸軍應優先考慮在這一領域的近期投資，作為快速和可見的手段來證明對提高認知能力的承諾。與領導層的教育和強調相結合，可穿戴設備的使用可以為廣泛的文化變革提供強大的催化劑。

非藥物介入

與生理干預類似，藥物干預為提高認知能力提供了機會。興奮劑的使用就是這樣一種干預，在軍隊中已經很普遍了。在高端領域，醫療機構為飛行員開出了諸如右旋苯丙胺之類的藥物，以維持長期任務中的認知能力和警覺性。更常見的是，士兵們通過飲用咖啡因來幫助他們的個人表現。雖然有機會對提高認知能力的藥物如莫達非尼（Provigil）、哌醋甲酯（Ritalin）和各種苯丙胺混合物（Adderall）的使用進行進一步研究和道德辯論，但咖啡因的使用在西方社會基本上沒有爭議。即便如此，過量飲用咖啡因也會產生不必要的副作用，包括失眠、焦慮、血壓升高和心悸。為了可靠地提高認知能力，需要采取慎重的方法來使用興奮劑，以達到最佳的喚醒水平，同時不產生負面的健康后果。

2B-Alert應用是優化咖啡因使用的一種新方法，有可能在全軍范圍內使用。目前，沃爾特-里德陸軍研究所與生物技術高性能計算軟件應用研究所合作開發，2B-Alert使用機器學習、睡眠歷史和個人數據來預測睡眠不足時期的認知功能，并制定咖啡因劑量計劃，以在所需的時間窗口內最大限度地提高警覺性。如果與可穿戴技術相結合，納入所有訓練，并成為日常軍事文化的一部分，像2B-Alert這樣的應用可以為整個聯合部隊提供安全和具有成本效益的認知增強。

技術加強

整個美國防部的多種努力都在探索基于技術的認知增強手段。這些技術在開發、應用方法和成本方面差異很大，但應被視為整體認知優勢戰略的一部分。例如，經顱電刺激（TES）可以增強大腦信號，模仿深度恢復性睡眠時的腦電波，以提高睡眠質量。因此，在睡眠不足的環境中使用TES可以使士兵從短暫的睡眠中獲得更多的恢復性效果，以提高認知能力。沃爾特-里德陸軍研究所睡眠研究中心與美國國防部高級研究計劃局（DARPA）和Teledyne Scientific合作，正在評估可實地使用的TES設備的有效性，以充分利用有限的睡眠時間并改善疲勞管理。

經顱直流電刺激（tDCS）已經被奧林匹克運動員使用，并正在國防部內進行測試。與經顱電刺激不同，tDCS通過增加大腦中的能量來促進神經活動，改變大腦連接，以改善運動表現和認知。海軍特種作業人員的初步測試顯示，TDCS可以提高訓練效率，空軍的研究顯示，使用經顱直流電刺激可以提高警覺性，增強疲勞狀態下的認知能力。

生物技術和藥物認知增強正在引發關于士兵同意增強的自由和增強社會一部分人的長期反響的道德辯論。陸軍在繼續其強化研究工作以跟上近似競爭對手的步伐時，應該參與到這場辯論中。然而，認識到這些道德限制和預算限制，陸軍應該在短期內更多地強調容易執行和爭議較少的工作。

認知軟件升級——一個直接的方法

重新審視我們的計算機類比有助于說明，增強的認知軟件--我們如何使用我們的思想--為增強認知性能提供了直接的方法。雖然間接的步驟可以改善認知的硬件，但僅靠更好的硬件可能無法提高性能。新的硬件往往需要升級的軟件和更高的用戶熟練度來最大限度地發揮其潛力。因此，直接和間接的方法--升級的硬件和軟件--對于實現最高水平的認知性能是必要的。大腦教育、基于認知科學的學習技術和管理信息過載的方法以最小的投資提供實用的軟件升級。

大腦教育和自我感知

許多認知心理學家和神經學家都認為，優化個人的認知表現要從了解大腦開始。對大腦功能的基本了解為元認知，或 "關于思維的思考 "奠定了基礎。軍隊理論重視元認知在復雜問題解決和適應性思維方面的作用，但對如何發展和改善元認知過程卻沒有提供深入的見解。此外，陸軍理論中關于元認知的文章很少，完全集中在復雜問題解決背景下的領導人身上，沒有考慮到整個部隊的廣泛應用。安德魯-斯蒂德曼在其2011年關于應用神經科學提高陸軍認知能力的論文中指出，"元認知還沒有作為一種理想的領導者特質和培訓概念下降到戰術層面。"

對服役人員進行基本腦科學和元認知的普遍培訓和教育，如果輔之以個人實時觀察大腦過程的能力，可以為高峰認知性能打下基礎。元認知是通過正念完成的，或者說是 "有目的、無判斷 "地密切關注當下。多項神經科學和心理學研究顯示，練習正念有很大好處，包括改善認知控制和決策。陸軍將正念訓練作為士兵和家庭綜合健身計劃的一部分，并在陸軍H2F學說和教練中承認正念和正念意識的概念。然而，正念和正念意識的概念在整個部隊中缺乏廣泛的理解和采用。

腦科學、元認知和正念意識必須被納入專業軍事教育，以優化整個軍隊的士兵認知表現。美國陸軍外國軍事和文化研究大學提供的應用批判性思維課程為野戰級預科課程和陸軍戰略教育計劃提供了基線課程內容。這些主題也應該在所有的初始入職培訓管道中教授，根據技能和經驗水平進行調整，并根據職業生涯的評估結果進行定制。這種方法在許多方面類似于海軍的 "勇士堅韌"計劃，該計劃側重于發展水兵的精神、心理和體力，并取得了初步的成果。

海軍在審查了菲茨杰拉德號和約翰-S-麥凱恩號上最近發生的事故后，于2018年在所有士兵和軍官入伍計劃中實施了 "勇士堅韌 "課程。 它使用正念和體育心理學的目標設定、自我對話、可視化和能量管理技術來改善情緒調節和認知表現。勇士堅韌計劃的實施標志著對整個海軍文化變革的重大投資，其結果迄今為止還難以量化。美國海軍臨床心理學家梅麗莎-D-希勒-勞比（Melissa D. Hiller Lauby）上尉指出，2020年7月在美國海軍 "邦霍姆-理查德 "號上成功應對火災的水兵們在行動后的匯報中多次提到了 "勇士堅韌 "訓練的好處。具體來說，自我對話和情緒調節的使用幫助一些水手在面對極端壓力時更加冷靜地應對。需要更多的時間和分析來判斷該計劃的有效性，但 "勇士堅韌"可以為陸軍改變其認知性能文化的努力提供參考。

基于認知科學的學習

訓練在軍隊中無處不在，但最近的認知科學研究表明，軍隊的許多訓練技術可能無法產生長期的理解力。認知科學表明，重復操練、死記硬背和重讀并不像許多人認為的那樣有效。對學術情況和試圖掌握運動技能（如擊球）的運動員的研究表明，改變提供指導和訓練的方式會大大影響學習的質量和持久性。采用基于認知科學的學習方法，如間隔練習、交錯練習和適應性輔導，可以為軍隊提供低成本的機會，使教育和訓練的效果最大化，以提高認知能力。

此外，《陸軍野戰手冊》（FM）7-22《整體健康與體能》指出，基于認知科學的學習策略，控制學習環境，限制干擾，并根據士兵的學習偏好進行指導，可以使士兵更有效地掌握任務。陸軍大學的應用認知和腦科學專家韋德-埃爾莫爾（Wade Elmore）認為，自適應輔導技術有機會增加持久的學習。研究表明，使用機器學習和計算機算法提供定制教學的智能輔導平臺優于所有其他方法，包括人類輔導員。雖然智能輔導可能不會直接提高決策和批判性思維能力，但通過量身定制的強化學習方法來增加士兵的隱性知識，為隨后掌握相關的認知任務提供了基礎。基于認知科學的學習方法和技術必須在整個陸軍訓練中采用，納入陸軍訓練理論，并融入陸軍訓練文化。提高嵌入士兵長期記憶中的持久知識和技能的數量和質量是優化認知軟件以達到最佳性能的有力方法。

管理信息過載

雖然基于認知科學的學習方法和技術可以幫助優化學習，但改善士兵的短期工作記憶需要一個不同的方法。陸軍理論認識到這一點，并在FM7-22《整體健康和體能》中宣稱，優化短期工作記憶的士兵可以更有效地處理和完成復雜任務。該手冊繼續提供任務簡化、學習提示和記憶提示作為提高績效的方法，但沒有采取更全面的方法，并錯過了在這個關鍵領域影響軍隊文化的機會。

抵消信息過載的影響需要從根本上改變陸軍 "永遠在線 "的通信和信息管理文化。特別是對領導人隨時可以進行即時溝通的期望，會因為頻繁的中斷、分心和情緒激動而降低認知能力。作為全軍腦科學教育倡議的一部分，關于多任務、分心、頻繁中斷和信息過載的影響的教育可以為推動變革提供重要的第一步。

有效的時間管理提供了另一個減少心理摩擦和提高認知能力的機會。日常行動的要求經常考驗領導者的時間管理技能。然而，在高級軍校以下的專業軍事教育中沒有系統地教授有效的時間管理技巧。因此，許多領導人不知道基于認知科學的時間管理的最佳做法，并執行保證次優認知表現的日常計劃。加強這方面的教育可以幫助領導人制定日常時間表，避免在創作期間分心，提供集中工作的機會，并支持充足的睡眠和營養。

結論

認知能力是所有領域中個人和集體表現的基礎。隨著美國陸軍為多域作戰做準備，建立促進認知優勢的文化和行為對于成功地與在多個領域尋求不對稱優勢的近似對手競爭至關重要。為了成功，陸軍必須用一種優化和提高認知性能的文化來取代其 "永遠在線 "的多任務和連接文化，以便在信息時代占據主導地位并取得勝利。只有通過植根于教育、培訓、技術和努力工作的深思熟慮的方法，美國陸軍才能建立一種持久的認知主導文化。

雖然僅僅依靠技術進步來實現認知優勢是很誘人的，但在預算和行動不確定的情況下，需要在理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策（DOTMLPF-P）框架內采取多樣化的方法來減少風險。陸軍必須同時采用間接和直接的方法來提高認知性能，同時參與與這些方法相關的道德辯論。美國未來的對手將繼續尋求在認知領域的不對稱優勢。我們必須迫使他們嘗試克服美國士兵的決心、創造力和勇氣來實現這一目標。

人工智能（AI）系統很可能會改變軍事行動。本文探討了人工智能系統如何影響準備和進行軍事行動的主要工具，并受其影響。因此，本文在戰略、理論、計劃、交戰規則和命令的背景下分析和討論了人工智能，以確定機會、挑戰和開放性問題的位置，并提出總體意見。本文采取了一個廣泛的分析角度，能夠根據新的政策和技術發展以及對政治、軍事、法律和道德觀點的考慮，對這一問題進行總體審查。因此，本文提供了一些見解和途徑，以推動對人工智能在軍事行動中的適當整合、管理和使用的進一步思考、研究和決策。

人工智能（AI）是一個快速發展的領域，世界各地的政府和軍隊越來越多地將其納入其技術，以創造新的能力。人工智能有可能最終超越人類的智力能力，獲得超級智能。這篇論文研究了超級人工智能（ASI）的影響以及美國的對手如何利用它來獲得不對稱的戰略優勢。本文發現，人工智能在中期和可能的近期對未來的行動構成了極大的風險，并就美國防部應如何思考并將人工智能的威脅納入戰略規劃提出了建議。

引言

人類最偉大的力量之一是我們利用工具的能力。縱觀歷史，工具使我們能夠提高執行任務的效率，使我們的知識專業化，并創造機會反復改進和創造更復雜的工具。機器的發明給了人類一套工具，可以完全取代人類的勞動，而不是放大它，并在勞動的速度和質量上遠遠超過人類。現在，人工智能（AI）的發展正在做同樣的思考。人工智能系統已經在前幾代人認為機器永遠無法完成的任務中超越了人類，例如：圖像和目標識別，復雜的棋類游戲，如國際象棋和明顯更復雜的圍棋，需要實時戰略思考的視頻游戲，讀唇語，甚至通過投資股票市場實現盈利。目前，人工智能的所有應用都是狹窄的，這意味著盡管它們在某項任務上可以超過人類的能力，但它們只能做它們被設計的那件特定的事情，而不是其他。然而，這種情況不會一直存在。

1993年，統計學家Vernor Vinge預測，人類將有能力創造出一種超人類的智能。他推測，這種創造將導致智能爆炸，因為超級智能在自身基礎上不斷改進，變得越來越聰明，將人類的能力遠遠甩在后面。這種能力將對人類生活的各個方面產生深遠的影響。正如人工智能和決策理論家Eliezer Yudkowsky所說的那樣。"沒有困難的問題，只有對某一智能水平來說是困難的問題。向上移動最小的一點[智力水平]，一些問題會突然從'不可能'變成'明顯'。向上移動一個相當大的程度，所有的問題都會變得明顯。" 因此，超級智能將為世界舞臺上任何能夠開發和控制它的行為者提供不對稱的優勢。

自第二次世界大戰結束以來，美國一直是占主導地位的世界大國，能夠通過國家權力的四個工具：外交、信息、軍事和經濟來擴大其影響力和追求其利益。然而，歷史告訴我們，占主導地位的世界大國會因為軍事革命而非常意外和迅速地失去這種地位。西方歷史經歷了五次這樣的重大革命：現代民族國家的創建、大眾政治與戰爭的融合、工業革命、第一次世界大戰和核武器的出現。這些革命中的每一次都圍繞著為首先采用這些革命的人提供的不對稱優勢，這使得他們能夠獲得突出的地位，即使只是暫時的，直到其他人也出于需要而采用新的模式。超級智能的人工智能的出現有可能創造出下一次軍事革命，并使美國不再是世界上最大的國家。

默里和諾克斯指出，軍事革命就其性質而言是 "不可控的、不可預測的和不可預見的。"但這是一個觀點問題。納西姆-塔勒布將這些類型的事件稱為黑天鵝，并對其有三個標準：它們是罕見的，有極端的影響，并且是可追溯的。然而，他表明，某件事之所以成為黑天鵝，特別是因為沒有認真對待這種可能性，而不是沒有人想到它。舉例來說，如果有人在9-11事件之前就認為恐怖主義是一種合理的威脅，并要求在飛機艙門上加鎖，那么被劫持的飛機成為武器的黑天鵝事件就不會發生。推動這一變革的人甚至可能會因為他們的假設不正確而受到批評。如果沒有這個事件的發生，就沒有證據表明所實施的變革具有防止恐怖主義的預期效果。

對未來的正確預測在被認真對待時一般是不可能被驗證的，因為他們成功地防止了他們預測的結果。因此，被認為不值得適當考慮或規劃的想法成為決定性的。"看到一個事件的發生正是因為它不應該發生，這不是很奇怪嗎？" 如果美國希望在一個正在迅速發展并變得越來越復雜的世界舞臺上保持主導地位，它就必須對可能的和不可能的事情進行思考。正如參議院軍事委員會前參謀長克里斯蒂安-布羅斯在其《殺戮鏈》一書的結論中所說，"問題是想象力的失敗"。

問題陳述

技術正在以指數級的速度發展，并將在某一時刻導致下一次范式轉變和軍事革命。人工超級智能（ASI）有可能在國際行為者揮舞國家權力工具的能力方面創造不對稱優勢，并導致這樣一場軍事革命。從歷史上看，軍事革命的結果往往是，誰最先發揮新革命的不對稱優勢，誰就能推翻當時的世界霸主。下一次革命也會如此，美國可能會發現自己被剝奪了世界主導地位，除非它能預測并為即將到來的事情做好準備。僅僅為今天挑戰美國主導地位的差距尋求解決方案是不夠的，因為今天的問題在下一次范式轉變后將變得無關緊要。因此，如果下一次軍事革命以超級人工智能為中心，美國防部如何確定可能被利用的漏洞？

研究目的

美國防部在超級智能方面的文獻有一個明顯的空白。這次探索的目的是填補文獻空白，確定這種技術所帶來的風險程度，并確定對手可能利用ASI攻擊美國的潛在漏洞。這將為國防界的決策者提供關于該主題的相關觀點，并告知在規劃和預測中應考慮該技術的程度。通過額外的研究，如果對手率先獲得ASI，可以減輕已確定的漏洞以防止其被利用。最終，本研究的目的是防止ASI軍事革命的出現成為一個黑天鵝事件，使美國失去其世界主導地位。

研究問題

本論文試圖回答的主要研究問題是：對手如何利用ASI來取代美國作為世界主導力量的地位？為了回答這個問題并達到研究的目的，還需要回答幾個問題。 1.ASI有什么獨特的能力，使它能夠影響國家權力的信息和軍事要素？ 2.對美國有敵意的行為者如何利用ASI的能力來實現作戰和戰略效果？ 3.在信息和軍事領域有哪些弱點可以被擁有ASI的美國對手所利用？

假設

作為對一項理論技術如何在未來作戰環境中使用的探索，必須對該未來環境的狀態做出若干假設。因為本論文的目的是確定脆弱性和評估風險，所以對該環境的假設是那些被認為有可能造成最大風險的假設。這些關鍵的假設在文獻回顧中都有更深入的闡述。

1.通用人工智能（AGI）將在2035年之前初步開發，并在2040年之前推進到人工智能。

2.美國的一個對手將是第一個開發AGI/ASI的人，并且該技術不會在他們的控制范圍之外被分享或擴散。

3.一個發達的人工智能是可控的，不具備獨立于其控制者的驅動力和動機，并作為其控制者意志的延伸而發揮作用。

4.2040年的作戰環境將如國家情報委員會2040年報告中描述的競爭性共存情景，主要特點是美國和中國之間的競爭。

研究的意義

雖然近年來國防界的成員們在文獻中充斥著關于人工智能的著作，但從國防的角度來看，關于超級智能主題的文獻存在著明顯的空白。雖然人工智能本身有可能在軍事和民用領域產生變革，但本研究將開始填補有關人工智能的未來及其創造軍事革命的潛力的知識空白。此外，這項研究還試圖確定潛在的弱點，這些弱點可能被控制人工智能的對手所利用，以廢止或取代美國作為世界主導力量的地位。這項研究的結果將為預測未來部隊需求的戰略計劃者提供洞察力。識別弱點是緩解的第一步；然而，還需要更多的研究來為識別的弱點找到解決方案。矛盾的是，本研究的真正意義只有在其預測沒有實現的情況下才能實現；也許表明它在防止所設想的負面情況的發生方面發揮了作用。

本論文探討了區塊鏈與互聯網協議第六版（IPv6）數據包信息的使用，以支持與無人駕駛飛行器（UAVs）智能蜂群的安全、高性能和可擴展的通信。在這篇論文中，我們研究了三種情況下的加密數據包的交換，即點對點、點對多和多對點。我們模擬了每個場景下的蜂群行為，并在模擬運行中改變了蜂群中無人機的數量。基于仿真的結果顯示，對于點對點場景和多對多場景，即使在多對多場景中，交互節點的數量增加，延遲也沒有明顯增加。相反，在點對多的情況下，延遲會增加。需要進行更多的研究來評估本論文中提出的區塊鏈-IPv6方法的安全性和可擴展性。

圖. 使用區塊鏈技術的無人機群智能中的塊生成概念

引言

越來越多的無人機被用于軍事目的，再加上自動化方面的進步，如為無人駕駛飛行器（UAV）配備不同程度的自主權和群集智能，使得這些飛行器成為敵對勢力的誘人目標。為了獲得競爭優勢，對手將試圖找到無人機的飛行控制器、接收器或發射器的可利用的物理和網絡漏洞，然后應用動能、網絡或某種動能和網絡攻擊機制的組合來操縱無人機的行為，例如使無人機墜毀或泄露敏感數據。

攻擊軍用無人機的一個途徑是操縱無人機使用的通信機制，無論是無人機與無人機之間的通信還是無人機與人類操作員之間的通信。例如，對手可以修改或阻止無人機群之間的數據交換，以降低無人機群的行動效率。重要的是，為軍事單位提供的無人機已經過動能和網絡脆弱性評估，與這些脆弱性相關的風險在無人機的操作使用之前就已經得到緩解，并且在無人機的使用壽命內對無人機系統進行修改時，也要進行風險評估和緩解。

安全風險管理也要在一個框架中進行規范，美國國家標準與技術研究所（NIST）就是這樣做的，它發布了一個風險管理框架。多種技術可用于實施降低安全風險的措施。例如，Vikas Hassija和Vinay Chamola[1]斷言。"當務之急是保持無人機和其他用戶之間交易的安全性、成本效益和隱私保護。區塊鏈技術是一個非常有前途的解決方案，可用于部署實時無人機應用"。

A. 問題陳述

科學技術的創新和進步之間存在著一種共生關系。諸如自動駕駛汽車、自主無人駕駛飛行器（UAV）和智能家用電器等能力，一度被認為是科幻小說的范疇，或者在技術上太難實現，現在已經很普遍了。

無人機的概念最早出現在1783年，當時約瑟夫-米歇爾和他的伙伴雅克-艾蒂安-蒙戈爾費埃公開展示了一種當時可以說是無人機或無人駕駛飛機的交通工具[2]，其形式是1849年在法國一個叫安諾奈的地方的熱氣球，在那次戰爭中，由奧地利中尉弗朗茨-馮-烏沙提斯創造的氣球炸彈被用來攻擊威尼斯市。雖然這次攻擊只造成了輕微的損失，但它可以被稱為成功，因為兩天后威尼斯就投降了[3]。尼古拉斯-特斯拉在1898年獲得了遙控（RC）的專利，大約20年后，一家名為拉斯頓-普羅克特空中目標的公司在特斯拉之前獲得專利的遙控技術基礎上發明了第一架無翼飛機[4]。

從那時起，無人機技術和它的應用已經穩步增長。它們已被用于科學研究，如收集有關火山活動的數據，在這些地方使用駕駛飛機會太危險或太昂貴。在20世紀90年代，亞伯拉罕-卡雷姆推出了 "捕食者"，這是一種配備了攝像頭和其他傳感器的無人機，用于監視。國防界為 "捕食者 "配備了武器裝備，包括導彈[5]。掠奪者本身已被用于一些沖突，如在阿富汗、巴基斯坦、波斯尼亞、前南斯拉夫、伊拉克、也門、利比亞、敘利亞和索馬里的沖突[6]。在2022年，它們也被烏克蘭和俄羅斯武裝部隊廣泛用于戰斗。

無人機技術的一個重大進步是應用了蜂群智能，一群無人機模仿大量同質動物的智能行為，如蟻群、鳥群和蜜蜂群。蜂群通過蜂群成員之間的協調表現出集體行為。蜂群的行為可以被編碼為算法，而這些算法又可以通過軟件實現，在計算機上執行，比如無人機中使用的嵌入式計算機[7]。蜂群行為甚至被用來進行基于無人機的燈光表演，例如在2020年東京奧運會的開幕式上。

在蜂群中，蜂后是控制器，同樣地，在蜂群智能無人機中，系統中有一個控制中心，典型的控制器名為地面控制站（GCS）。無人機的工作方式很直接，這涉及到無人機和GCS之間的數據交換，然后GCS可以連接到衛星，或者衛星可以直接連接到無人機，一切都在實時發生。圖1說明了無人機和其基礎設施的一種通信方式。至少，通信需要是低延遲和安全的[8]。

有兩種技術可以在GCS和無人機之間進行通信。第一種技術是基于蜂群基礎設施的GCS，第二種是飛行Ad-Hoc網絡（FANET）。基于蜂群基礎設施的GCS本身有一個GCS，用于集中式通信。所有的無人機群都將與GCS進行通信，以便群組能夠運作。然而，這種技術的一個缺點是，它依賴于GCS的可用性和正確運作。如果GCS受到干擾，整個無人機群也會受到干擾。相比之下，FANET使用一個發射器向某個無人機發送命令，然后該無人機將這些命令轉發給第二個無人機。然后這些命令將以串行或并發的方式分發給其他無人機。所有的無人機將進行通信，并擁有發射器給出的命令列表，這樣，如果這個發射器發生故障，所有的無人機仍然可以執行命令，因為每個無人機都有一個有效的命令列表。最后，通過使用這種FANET技術，每個無人機將具有冗余性，而不完全依賴通信基礎設施。然而，這種技術也有缺點。例如，一個入侵者或一個未知的無人機可以進入并破壞無人機群。再比如，無人機群的授權成員無法檢測到，所以入侵者（即未經授權的參與者）的無人機，從而可以獲得將由授權無人機執行的命令列表[9]。

為了克服入侵者無人機的問題，也許可以應用區塊鏈來防止未經授權的無人機使用無人機群命令來獲取列表。區塊鏈本身已被廣泛用于金融領域，目的是在每筆交易的驗證過程中消除第三方。

在區塊鏈中，當數據被分發時，將很難被黑客攻擊并獲得完整的數據，因為它是由一個使用加密手段的網絡驗證的。每個區塊由前一個區塊的哈希值，驗證哈希值的隨機數，或稱nonce，以及時間戳組成。完整性的保證是由區塊鏈為第一個區塊的形成提供的，這個區塊是由一個經過驗證的交易形成的結果，稱為創世區塊。由于哈希值是不可預測的或唯一的，欺詐或復制行為將被發現。每個經過驗證的區塊都有其哈希值，對該區塊的任何改變都會對其他區塊產生影響。如果所有或大多數節點給予許可或同意，該區塊就會被添加到鏈上，因為共識機制安排交易的有效性在某個區塊的有效性。

區塊鏈上的這種共識機制可以通過三種方式進行，那就是工作證明、股權證明和投票，實用拜占庭容錯。在加密貨幣的世界里，工作證明被用于采礦。它的工作原理是在每個節點上進行數學方程的計算，然后每個首先完成計算的節點將有權將最新的區塊輸入區塊鏈。使用權益證明，只有合法的節點可以進行計算以達成共識。另一方面，實用拜占庭容錯是基于投票的，要求至少有三分之一的授權節點是拜占庭的。

認證過程是通過生成具有偽隨機函數的一次性密碼（OTP）來進行的。無人機在區塊鏈中注冊，每架無人機根據存儲在區塊鏈節點中的關系，確定它能夠認證的最近的無人機。認證請求從無人機發送至相關的無人機，后者在區塊鏈中觀察并檢查該無人機是否有關系，并能對其進行認證。這個方案能夠挫敗外部惡意無人機的攻擊或第三方攻擊，即使對手知道第一個令牌。

B. 方法

在本論文中，我們研究了使用IPv6（互聯網協議版本6）在無人機之間進行通信的方式。與IPv4（互聯網協議版本4）相比，IPv6有很多優點，即速度更快，更有效，因為它的路由表比IPv4少，所以路由過程將更有組織和有效，而且更安全，因為它配備了交換數據的加密功能。帶寬更有效，因為IPv6支持組播。配置更容易，因為它自動運行。總的來說，IPv6更適合無人機等移動設備，因為不需要通過網絡地址表（NAT），因此延遲低。IPv6將使用區塊鏈與權益證明共識相結合。

與加密貨幣一樣，區塊鏈上的每個節點都必須進行支付。在這項研究中，支付被替換成OTP。每個節點產生相同或同步的OTP。區塊鏈和OTP在這里的使用是為了檢測未經授權的無人機，并防止他們讀取或更新無人機群使用的命令列表。此外，我們探索了區塊鏈、智能合約共識（SCC）和分布式賬本技術在蜂群通信方面的能力。此外，還根據提出的無人機群智能通信架構的概念進行了模擬。

C. 范圍

本論文的范圍僅限于探索區塊鏈技術和OTP的聯合使用，這兩種技術在IPv6數據包中都有填充。

D. 研究結果總結

在進行了模擬物理無人機在點對點、點對多、多對點場景下的運行，并使用1-10000次迭代或交易的實驗后，得到了各場景的延遲比較結果。從這些結果可以得出結論，對于點對點方案和多對多方案，即使在多對多方案中，交互節點的數量增加，延遲也沒有顯著增加。而在點對多的情況下，一個節點以廣播信息的形式同時向幾個節點進行交易，這導致了延遲的增加。第四章和第五章解釋了仿真結果和這些結論的總結。此外，第五章還討論了與本論文中的事項有關的未來工作的可能性和建議。

E. 論文組織

第二章介紹了無人機群智能通信區塊鏈功能的背景，并利用它作為無人機群智能的通信手段。它還對IPv6結構格式進行了概述。第三章討論了基于IPv6區塊鏈的通信數據傳輸的分析。具體而言，分析了IPv6區塊鏈數據包的場景、保密性、完整性和可用性。第四章闡述了IPv6區塊鏈在無人機蜂群智能中實現的可能性和挑戰的研究成果。第五章提供了結論和對未來研究的建議。

本文詳細介紹了以色列國防情報局（IDI）幾十年來進行的改革，形成了一個新的概念，即 "多學科情報"，它挑戰了傳統 "情報周期 "模式的幾個假設。它的重點是在聯合進程和組織中合作收集和分析，利用先進技術。這一概念的邏輯最初被應用于戰術和目標情報，并逐漸演變為 "通過適應進行創新"，實踐先于理論。這篇文章增加了對以色列情報的研究，以及更廣泛的對 ""英倫圈"以外的情報系統的研究。

以色列國防情報局（IDI，希伯來語為Agaf Hamodi'in或AMAN）是以色列國防軍（IDF）總參謀部的情報局，也是以色列情報系統中最大的組織。盡管是一個軍事組織，IDI也有國防級和國家級的作用。在過去的幾十年里，以色列情報局經歷了根本性的改革，導致實施了一個被稱為 "多學科情報 "的新概念。然而，雖然這些改革在以色列的專業文獻中得到了很多關注，但在廣泛的情報研究領域，這些改革卻很少成為學術研究的對象。

以色列的情報工作，特別是IDI，已經被許多學者研究過了--比如BarJoseph, Handel, Ben-Zvi, Shlaim, Hershkovitz, Kahana, Shpiro, Barnea, Gelber, Adamsky, Libel, Leslau, Sheffy, Pascovich, Magen, Jones, 和其他人。這些工作得到了前以色列情報人員的專業和學術著作的補充，如哈卡比、澤維-法卡什、加齊特、亞德林、布倫、阿米德勒、庫珀瓦瑟、阿舍、拉皮德、吉爾博阿、埃文、佐哈爾、格拉尼特、西曼-托夫、沙皮拉和其他人。此外，以色列前高級情報人員的回憶錄也對其進行了補充。近年來，關于以色列情報局當前面臨的挑戰的專業作品也在不斷涌現，這些作品通常由以色列代理從業人員撰寫，盡管是匿名的，而且只用希伯來語。

這些作品從不同角度研究以色列情報工作。其中包括1973年贖罪日戰爭中的情報失敗，歷史事件，組織事項，間諜和特別行動，分析方法，如 "魔鬼的主張"，預警，對反恐的情報支持，情報和政策之間的互動，軍事情報在國家決策中的作用，與民事機構和媒體的互動，以及其他。現有的研究還研究了情報對以色列面臨的具體挑戰的貢獻--從大規模殺傷性武器，到政治和軍事方面，再到 "獨狼 "恐怖主義--在不同的地理領域。關于以色列情報部門的研究甚至已經開始研究對打擊全球大流行病的支持。

然而，廣泛的情報研究領域很少涉及以色列情報實踐的當前事項--如新興技術、收集和分析之間的互動。例如，情報研究很少研究以色列目前對 "情報周期 "的執行情況--這是公認的情報過程的順序模式，依賴于收集和分析之間的區別。因此，情報研究沒有研究以色列情報部門挑戰這種模式的方式，也沒有將以色列關于情報周期的改革與其他國家情報系統的類似改革進行比較。

本文旨在彌補這些不足。以色列情報局已經逐漸創造了一個新的概念，挑戰 "情報周期"，模糊了收集和分析之間的界限。這個概念被稱為多學科情報，它創造了新的合作過程和組織，將收集和分析結合起來。它的基礎是以任務為中心，而不是傳統的以學科為中心的關于情報過程、產品和組織的理由。這個新概念的邏輯已經發展了幾十年，以一種適應性和漸進的方式，最初是針對目標和戰術情報實施。

這篇文章的主要貢獻在于增加了對以色列情報的研究。它通過提供一個關于以色列情報局收集和分析之間的互動的經驗基礎，以及關于這個領域的改革的方式，同時通過 "情報周期 "和 "情報創新 "的理論視角討論這些問題。此外，這篇文章還有助于對 "英倫圈"（美國和英國的情報系統）以外的情報系統的研究不斷深入。它可以促成國家情報系統之間的比較研究，并豐富情報改革和 "情報周期 "替代方案的理論研究。

這篇文章的范圍有限。它只關注IDI，而不是整個以色列情報界：關于其他兩個以色列情報機構，摩薩德（負責外國情報和特別行動）和沙巴克（負責國內情報和特別行動）的公開信息由于其隱蔽性而非常少。文章討論的是程序和組織，而不是情報產品的性質或質量，因為關于后者的公共信息也很匱乏。最后，文章重點討論了情報系統本身的改革和創新，而不是討論情報部門與決策者和操作者的互動。

文章的進展如下。我們首先提供了關于文章中使用的兩個主要框架的理論背景："情報周期 "模型及其對收集和分析之間互動的影響，以及 "情報創新"。然后，我們描述了近幾十年來情報系統和IDI所面臨的新挑戰，作為IDI改革的背景。我們接著詳細介紹了自21世紀初發生的這些改革的譜系，重點是收集和分析之間的互動。最后，我們運用前幾章所描述的理論框架來理解這些改革的本質和它們的演變方式。最后，我們指出了未來研究的潛在領域。

美陸軍網絡部隊的技能和能力在其成立后的十年里得到了增長。本文重點介紹了美陸軍網絡任務部隊部分所需的結構性變化，這些變化將使其繼續增長和成熟，因為陸軍過去的組織和結構性決定對當前和未來的效率和效力帶來了挑戰。對當前形勢的評估強調了軍事領導層必須解決的領域，以使陸軍的網絡部隊繼續發展以滿足多領域行動的需要。

訓練和裝備一支能夠在新領域開展行動的新軍事力量是一個反復的過程。美國上一次開始這樣的工作是在二十世紀初，航空部隊的誕生和空域的出現。戰術、部隊結構和利用新能力的戰略是在建立軍事航空后發展起來的，但由于當時缺乏危機感而被界定和限制。第二次世界大戰迫使空軍迅速成熟，并導致了美國陸軍航空隊的建立，這是一支為應對空域挑戰而設計的有凝聚力的戰斗部隊。像陸軍航空隊一樣，陸軍的網絡部隊正在達到成熟，擁有切實的能力和對對手的作戰經驗，并將受益于評估先前的組織和人事決定的影響，為多領域行動做準備。

對軍事網絡的重大和復雜的入侵為美國網絡司令部（USCYBERCOM）的成立提供了動力，并使網絡空間與空中、海上、陸地和太空一起成為作戰領域。美陸軍和國防部（DoD）已經在建立該領域的能力方面取得了重大進展。 從部隊結構的角度來看，主要的亮點包括：

• 在2010年建立美國陸軍網絡司令部（ARCYBER）。

• 通過在2011年創建第780軍事情報旅（網絡）來組建一支進攻性網絡部隊。

• 在2014年創建網絡保護旅（CPB），以容納防御性部隊。

• 在2019年建立第915網絡空間戰營（CWB），以滿足戰術網絡空間電磁活動的要求，以及所有網絡任務部隊（CMF）小組；以及

• 在2018年實現全面作戰能力。

在人事方面，陸軍在2014年成立了網絡部，并在2018年整合了電子戰。最近，陸軍正式確定了網絡空間能力發展官員/準尉軍事職業專業（MOSs），以提供設計和創建特定網絡空間能力的有機能力。

從理論到培訓再到組織，該部門和網絡單位不得不確定需求，進行試驗，并制定解決方案，以滿足不斷變化的網絡空間行動的需求。在這篇文章中，我們研究了與兩個最初的部隊結構決定相關的挑戰，并提供了克服這些挑戰的考慮。

首先，當陸軍創建其網絡部隊時，進攻性和防御性網絡行動被隔離在兩個不同的獨立旅內。歷史上的分界繼續存在，并帶來了意想不到的后果。盡管創建了一個新的分支和軍事職業專業，但將進攻性網絡行動（OCO）和防御性網絡行動（DCO）分開的組織決定對人員和資源產生了負面影響。

其次，這些單位有復雜的指揮系統，有獨立的行政控制（ADCON）和作戰控制（OPCON）關系。目前，網絡小組的作戰指揮與小組的行政和領導不一致，包括人員評級、財產問責、統一軍事司法法典的權力和指揮本身（例如，連長跟蹤網絡小組的訓練和醫療準備，而小組負責人負責日常運作）。這些復雜的問題造成了混亂和驚愕，并阻礙了統一的努力。

雖然這些組織決定是經過深思熟慮的，也是出于行動的需要，但它們阻礙了陸軍網絡部隊內部的統一行動，造成了組織和行動上的損失。整個聯合網絡社區正在進行反省。隨著所有的CMF團隊最近實現了充分的操作能力，美國網絡司令部正在評估其目前的規模，并要求陸軍和空軍派遣更多的團隊。 為了給網絡空間帶來更統一的方法，空軍通過重新指定和重新分配第67網絡空間聯隊下的幾個單位來重新調整其內部組件的結構和組成。 現在是重新審視陸軍內部結構以更好地支持網絡空間行動的理想時機。如果陸軍忽視了過去因需要而做出的決定的影響，而不重新評估其有效性，那將是一種失職。本文認為，美陸軍必須在網絡部門內部推動更大的團結，使該組織作為一支有效的網絡空間戰斗力量繼續前進。