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網絡空間如同陸地領域,必須予以防御。美國陸軍正通過"防御性網絡作戰項目辦公室"(PM DCO),根據任務與威脅態勢向網絡作戰人員(如網絡防護分隊和區域網絡中心)提供創新型主導性網絡能力。本前沿技術報告深入探析防御性網絡作戰(DCO)的網絡安全測試活動,涵蓋漏洞探測、脆弱性分析、持續監控、情報支持、風險緩釋/修復、事件關聯、滲透測試、威脅仿真及惡意軟件分析等環節。報告界定并闡釋適用于DCO的美國國防部核心網絡安全戰略與政策,探索驗證被測系統效能與網絡彈性的軟件工具及測試場景,最后通過三個具體用例詳述PM DCO實施網絡測試與評估的操作流程。

測試與評估(T&E)對國防部門整體采辦流程至關重要。T&E活動提供關鍵數據,用以驗證全域作戰的功能性、技術性與實戰能力,并在最終采辦或列裝決策前識別、分析、修正系統缺陷。T&E流程賦予決策者與實操工程師充分洞見,協助管控作戰風險、度量技術進展,并在采辦進程演進中評估作戰效能、適用性、生存性及殺傷力。依據《國防部網絡安全測試與評估指南》:網絡安全T&E旨在系統部署前識別并消除威脅軍事能力作戰韌性的可被利用漏洞,涵蓋安全性、生存力及安保體系。早期漏洞發現能顯著降低修復成本,減少對項目進度與性能的影響。

為推進國防網絡安全T&E體系建設,美軍多部門協同保障陸軍武器系統、裝備、網絡安全體系、信息系統及電子戰行動的網絡能力與生存性。國防部已制定相關硬件軟件的研發測試策略指南,并配備專用工具支撐整體T&E與網絡任務。面對日新月異的網絡安全態勢,確保國防部人員掌握規范流程、程序及工具以實施風險管控,保障網絡軍事行動與作戰人員安全至關重要。本報告首先闡述美軍核心測試組織架構;第二章解析適用于DCO的網絡安全戰略;隨后界定DCO項目采用的網絡T&E活動,逐項說明陸軍網絡司令部(ARCYBER)對應的工具鏈與分析手段;最終通過三個典型用例展現PM DCO實施網絡T&E的全過程。

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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。

本報告記錄了由美國陸軍太平洋司令部(USARPAC)資助項目《印太地區陸軍未來角色與任務:尋求多邊部隊力量倍增器》的研究分析報告。項目旨在提出支持多邊協作的陸軍行動與部隊結構改革建議,為美國印太司令部(INDOPACOM)轄下陸軍在和平、危機及戰爭時期提供力量倍增效應。整體研究涵蓋三大議題:多國聯合訓練、多國對陸軍信息戰的支持,以及本報告主題——多國對陸軍后勤與保障活動的支持。

本報告隸屬美國陸軍太平洋司令部(USARPAC)評估多國保障潛力的大型研究。前期研究指出:后勤保障缺口是美軍在東南亞作戰成功的關鍵障礙。本次研究評估盟友與伙伴對作戰至關重要的后勤保障支持潛力。我們選取澳大利亞、日本、菲律賓、新加坡和韓國五國作為核心案例——因其最可能在戰時支持美軍,故作為邏輯起點。研究未預設這些國家必提供戰時后勤支持,并梳理了相關政治壁壘。核心研究問題包括:

  • 盟友與伙伴能提供何種商業能力滿足后勤需求?
  • 其可提供哪些政府與商業海上能力?
  • 能否支持美軍燃料需求?

核心發現

  • 美陸軍在印太地區的后勤保障面臨資源、裝備與部隊結構的嚴峻制約,自身能力難以彌補現存缺口。
  • 任何盟友與伙伴的后勤支持均需克服政治法律障礙。
  • 在特定盟國境內行動的美陸軍部隊可獲關鍵支援(尤其食品燃料領域),相關案例已獲實證。
  • 印太多邊后勤保障的法律與合同基礎仍顯薄弱。
  • 盟友與伙伴在境外提供保障支持的前景有限。
  • 研究對象國支持美軍戰區內海上運輸需求的能力較為有限。

建議

  • 陸軍或USARPAC應對盟友與伙伴能力及現有協議開展深度評估。
  • USARPAC應明確多國支持的最高優先級類別。
  • 陸軍應拓展USARPAC及美國政府合同能力,建立清晰需求標準以擴充供應商資源并啟用戰時簽約機制。
  • USARPAC須將多國后勤納入未來所有戰區演習的核心內容。
  • USARPAC應研究設立多國后勤卓越中心的可行性。
  • 陸軍需投資增強戰區內部署的后勤保障能力。

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太平洋地區美國空軍基地處于巡航導彈與彈道導彈威脅,并日益加劇,促使太平洋空軍司令部(PACAF)評估基地防御進展。為此,PACAF司令部委托蘭德公司研究提升基地防御能力的方案。蘭德研究人員審查了美國國防部針對空軍基地防御的預算與支出。本報告著重分析主動防御、被動防御及軍事建設工程的作用,并構建指導框架以優化未來投資決策。本研究由PACAF A5/8部門委托,隸屬蘭德空軍項目"戰略與條令計劃"框架下2024財年"空軍基地防御缺口與銜接"課題。

太平洋地區美國空軍(USAF)基地面臨的巡航導彈與彈道導彈威脅持續增長,促使太平洋空軍司令部(PACAF)評估基地防御建設成效。印太區域空軍基地當前尤其易受周邊國家不斷升級的威脅。基地防御建設仍未能跟上軍事設施面臨的技術威脅發展步伐。

近年美軍空軍將基地韌性列為優先事項——2022年美空軍部長弗蘭克·肯德爾宣布七項作戰行動要求(OIs),其中第五項(OI5)要求"在對抗環境中確立優化型彈性基地部署、保障與通信體系"。該行動要求融合對現役及計劃列裝戰術飛機的前沿彈性基地投資。美空軍部(DAF)推行的"敏捷戰斗部署"(ACE)概念采用基地"樞紐-輻射"運作模式。盡管ACE屬新近理念,其有效提升了基地防御的戰略優先級。

本報告旨在客觀評估美軍(尤指空軍)基地防御建設成效并提出發展建議。核心研究命題為:各軍種(特別是空軍)近年對基地防御的投資程度如何?該投資水平反映何種防御承諾?同時深入探討空軍未來如何合理規劃防御投資優先級。報告聚焦印太司令部責任區,評估其如何在投資選項中分配資源。

本研究采用多維度政策分析方法:運用技術運籌建模技術,結合基地防御職能與任務的歷史研究;基于演變威脅態勢開展基礎概念性技術分析;通過預算分析解構國防部近年防御支出趨勢;最終融合能力評估、威脅判定、脆弱性測算及兵力部署政治風險要素,構建空軍基地投資決策框架。

主要發現

  • 美國空軍(USAF)持續探索提升設施韌性的多種方案,但迄今進展有限,而威脅態勢已顯著升級。

  • 長期來看,在戰時或對抗環境中維持預期架次生成能力所需的空軍基地防御成本將持續攀升。

  • 自2018年以來,空軍基地防御采購預算呈上升趨勢,但被動防御支出顯著滯后于主動防御支出。

  • 2019至2024年間,主動防御撥款年均達120億美元,被動防御撥款年均80億美元,而太平洋地區新建基地或基地加固的軍事建設(MILCON)基礎設施撥款年均僅30億美元。

  • 被動防御采購資金在美空軍內部缺乏有力支持,持續延遲至2024財年才落實。

  • 太平洋空軍司令部(PACAF)約70%的軍事建設資金用于加固現有設施或新建基地。

  • 第五項作戰行動要求(OI5)相關投資有望顯著提升空軍基地韌性,但需妥善部署、配備人員并維持運作。

  • 在機隊中引入協作戰斗飛機,或將為實現極高敏捷性且抗打擊能力突出的基地部署模式創造契機。

建議

  • 美空軍部(DAF)應借勢國會與五角大樓領導層支持,強化與太平洋地區盟友伙伴的合作關系,以實質性提升設施韌性。

  • 歷經多年拖延后,空軍部應優先投資被動防御系統,降低空軍基地面臨的風險。

  • 經綜合權衡后,空軍部應與澳大利亞政府探討方案,在當地維持并大幅擴展基礎設施投資。

  • 太平洋空軍司令部應協同美空軍總部(特別是新成立的"綜合能力司令部"及"綜合能力辦公室"),研究空軍部主導運營主動防御系統的可行方案。

  • 擬議工作需包含:評估條令、編制、訓練、裝備、領導力與教育、人員、設施及政策領域的必要變革及其成本;研判未來威脅態勢(含擴散化自主小型無人機系統);對此類威脅的防御方案開展技術審查;與國防部長辦公室及參聯會就授權機制進行協調。

圖:太平洋空軍司令部申報的新建與加固軍事建設項目投資(2019財年-2024財年)

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生成高質量標注合成圖像數據的能力,是構建和維護機器學習數據集的關鍵工具。然而,確保計算機生成數據質量達標極具挑戰性。本報告旨在評估并改進"虛擬自主導航環境系統與環境傳感器引擎"(VANE::ESE)生成的合成圖像數據,同時記錄為處理、分析VANE::ESE圖像數據集并基于其訓練模型所開發的全套工具集。研究還呈現多項實驗結果,涵蓋對可解釋AI技術應用的探索,以及在不同合成數據集訓練的多模型性能對比分析。

虛擬自主導航環境(VANE)是由軟件工具與虛擬場景構成的自動駕駛建模與仿真系統集合。其環境傳感器引擎組件(VANE::ESE)專用于在虛擬環境中高精度模擬車輛傳感器物理特性(涵蓋攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等)(Carrillo et al. 2020)。本報告聚焦評估、優化VANE::ESE仿真引擎在生成合成圖像數據方面的性能——該類數據用于訓練機器學習(ML)計算機視覺模型,以執行目標檢測與圖像分類任務。合成數據生成能力的核心價值體現在兩方面:首先,因數據基于預設場景生成,可為每個圖像樣本實現自動標注,能零成本構建超大規模數據集;其次,可構建特定虛擬場景生成數據,有效覆蓋現實采集難以企及的高危邊界場景(例如戰損建筑或車輛的圖像數據)。快速生成特定場景的標注數據集對機器人與自主系統等廣泛領域具有重要價值。

然而,利用合成數據訓練ML模型仍面臨雙重挑戰:其一,海量合成數據集存在標注準確性保障及多格式標簽轉換等通用問題;其二,彌合真實數據與合成數據之間的差異尤為困難。現有研究提出多種解決方案——包括通過全域自適應技術改進模型(Wang and Deng 2018)、采用生成對抗網絡轉換圖像(Pfeiffer et al. 2019),以及直接提升仿真圖像的視覺真實感。真實圖像數據存在巨大差異(即便同類物體樣本間亦如此),要在保留準確標注的前提下復現這種差異性與真實度極具挑戰。本研究采用務實性操作路徑優化VANE::ESE圖像數據:接收生成數據集→運用本報告記錄的多重方法與工具分析→向開發團隊反饋優化建議→迭代提升后續數據集質量。

本工作的核心目標是提升VANE::ESE合成圖像數據在目標檢測與分類神經網絡訓練中的泛化能力,次要目標是開發并完整記錄用于處理分析VANE::ESE數據集的軟件工具集。

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海軍人員日益依賴個人無線設備,這為網絡攻擊與信號情報(SIGINT)漏洞暴露帶來巨大風險。盡管此類設備能提升連接性與用戶士氣,但其可能向敵方暴露敏感數據的特性也造成重大作戰安全風險。本研究通過評估網絡利用風險、電磁特征控制(EMCON)暴露隱患及現行網絡安全培訓方法的不足,探討艦艇個人設備安全威脅。研究運用美國海軍“桑普森”號驅逐艦案例與商業無線控制(COMICON)策略部署,分析現行安全協議的成功與缺陷。通過審視俄烏沖突中“馬基夫卡襲擊”等真實事件,識別可能影響美國海軍行動的類似威脅。對美國海軍網絡安全培訓的調研表明,“2025網絡感知挑戰”等現有項目缺乏應對個人設備漏洞的充分能力。本文提出實施混合政策框架以降低風險,具體措施包括:擴展網絡安全教育項目;強化符合EMCON標準的設備規范;部署先進監控系統;開展人員文化意識宣傳活動。同時兼顧士氣管理需求,以應對新興網絡威脅并維護作戰完整性。

2025網絡感知挑戰

2004年,美國國防部頒布第8570.1號指令,要求所有國防部附屬信息系統用戶接受初始與年度更新的信息保障培訓。海軍人員作為國防部信息系統用戶的重要組成部分,需特別關注。值得注意的是,該指令根植于1987年《美國計算機安全法案》。該法案規定聯邦信息系統全體雇員與用戶須接受周期性安全培訓。在此背景下,“2025網絡感知挑戰”項目旨在落實國防部指令要求,培養水兵及其他軍職人員適應性的信息安全意識文化,以維持國家安全標準。

項目描述中,美國防部將“2025網絡感知挑戰”定位為核心職責,旨在落實國會、國防部長、管理與預算局(OMB)及其他相關機構授權的終端用戶意識培訓。培訓聲明指出:“網絡感知挑戰的目標在于引導行為,聚焦授權用戶可采取的行動以降低國防部信息系統的威脅與漏洞。”其核心是確保國防部全體人員適應不斷演進的信息技術要求,并應對現有與新興的網絡及信號情報(SIGINT)漏洞(例如美國海軍人員使用無線個人設備產生的風險)。教育課程涵蓋保護敏感信息的基礎概念,包括機密性、完整性與可用性。通過傳授這些核心原則,使水兵掌握威脅檢測技能,并理解數據安全對個人信息與機構資產的重要性。水兵將接受標準網絡與信號情報風險培訓,包括惡意軟件與釣魚攻擊,強調虛擬通信中的警惕性。

除理論知識外,“2025網絡感知挑戰”計劃通過培訓水兵,建立安全數字操作的制度化實踐。培訓目標聚焦培養人員識別在線活動風險并實施風險緩解措施的能力。例如:指導水兵使用高強度登錄憑證與多重驗證機制,避免在社交媒體披露個人數據;教授美國海軍網絡與系統的最佳操作實踐,通過教育計劃提升網絡安全主動參與度。2015年數據顯示,國防部網絡十個月內遭受約3,000萬次惡意入侵。鑒于美國海軍行動多部署于海外,此類非受控攻擊對國家安全與全球和平構成威脅。隨著海軍網絡在信息戰領域達到高成熟度,對手正致力于利用其漏洞實施間諜活動。圖2展示了“2025網絡感知挑戰”培訓模塊。

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本《網絡作戰測試與評估指南手冊》基于美國防部指令(DoDI)5000.98與國防部手冊(DoDM)5000.99的政策框架,通過細則與流程指導強化實施要求。手冊明確支持被測系統(SUT)作戰效能、適用性與生存性評估所需的網絡測試,強調作戰測試與評估(OT&E)在判定系統網絡生存性及預防、緩解、恢復與適應網絡攻擊能力中的核心作用。本手冊取代并整合原作戰測試與評估局(DOT&E)兩份已廢止備忘錄——《采辦項目網絡安全作戰測試與評估程序》(2018年4月3日)與《網絡經濟脆弱性評估》(2015年1月21日)——的內容并進行擴展,在聯合研制測試與評估(DT&E)及OT&E指南發布前作為過渡性指導文件。本文檔旨在填補廢止備忘錄的規范空白,后續指南將闡述"適應性采辦框架"(AAF)路徑在作戰測試(OT)活動中的具體應用。注:2025年即將發布的《網絡研制測試國防部手冊》與《網絡研制測試指南手冊》將為網絡DT及OT前期測試提供政策指導,本手冊將引用相關內容。

本手冊附錄包含專為作戰測試機構(OTAs)與作戰測試組織(OTOs)設計的網絡測試與評估(T&E)活動規劃指南與檢查清單,涵蓋以下內容:

? 作戰測試前考量因素
? 作戰測試計劃的網絡相關內容
? 協作式漏洞與滲透評估(CVPA)數據要求
? 對抗性評估(AA)數據要求
? 網絡經濟脆弱性評估(CEVA)要求

網絡OT&E的核心目標,是評估系統在預期作戰環境中保持任務就緒狀態、在對抗性網絡空間安全運行的能力,以及支持操作人員在多域作戰環境中執行關鍵任務的能力。實施充分有效的網絡OT&E,對確保國防部系統的網絡作戰生存性至關重要。對于列入OT測試與評估(T&E)監督清單的項目,遵循本手冊將是評估T&E策略與計劃充分性的關鍵依據。非DOT&E監管項目亦可從本指南中獲益。在OT&E的規劃、調度、執行與報告中遵循并整合本指南要求,可滿足DOT&E政策意圖。DOT&E在審查與評估所有作戰測試的網絡測試充分性時,將考量對本指南及引用規范的遵循程度。

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后勤數據分析中心(LDAC)是美國陸軍后勤保障數據與技術解決方案的集成中樞。作為陸軍裝備司令部(AMC)G3部門監管下的獨立報告機構,LDAC通過提供戰略支援區至戰術需求點的全譜系保障數據、信息技術與決策支持,強化部隊戰備水平并優化高級指揮官決策效能。

依托專業領域知識與軟件開發能力,LDAC實現原始數據業務化轉型,將其提升為可執行洞察,同時保障后勤領域數據質量,管理陸軍后勤決策支持技術基礎設施,并為陸軍"轉型保障"進程奠定戰略基礎。LDAC承擔AMC與陸軍后勤數據分析樞紐職能,有效彌合領導層戰略意圖與技術產出間的鴻溝。

為實現上述使命,LDAC下設四大職能板塊:任務支援處、戰略戰備處、項目管理處與全壽命周期保障處。

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在各層次,特別是在戰術邊緣快速傳播地理空間數據的能力,對于應對多域作戰條令所描述的威脅至關重要。美國陸軍工程研發中心地理空間研究實驗室(ERDC-GRL)正在研究如何優化最終用戶設備(EUD)使用的地理空間產品的格式、數據模型、文件大小和質量。本報告介紹了一種由定制軟件和開源工具組成的處理方法,用于優化陸軍地理空間標準可共享地理空間基金會和行業認可的產品,以便在 EUD 上利用。重點研究了綜合視覺增強系統(IVAS),但也對其他設備進行了研究,包括 Nett Warrior 和項目執行辦公室-士兵瞄準系統。此外,還開發了一種壓縮方法,在不降低數據質量的情況下將三維模型數據的大小減少了 9 倍。成果摘要介紹了解決剩余技術問題的步驟,并考慮了未來進一步優化地理空間數據以用于更多 EUD 和戰術應用的工作。

圖 15. 六種計算環境中消耗地理空間數據的陸軍系統總數。(圖片轉載自 AGC 2021。公有領域)。

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氣候變化導致自然災害和極端天氣事件的頻率和嚴重程度增加,這是美國空軍(USAF)作戰能源辦公室日益關注的問題。本研究重點是回答美國空軍的兩個問題:

1.進行了一項風險評估,以確定美國空軍航空燃料供應鏈在美國海灣和東海岸氣候相關事件中的風險。

2.基于這些發現,分析了美國空軍在美國海灣和東海岸戰略性開發分散式可持續航空燃料的價值。

通過一系列二手研究、供應鏈建模和分析,本研究分析了當前颶風、洪水和極端溫度事件的風險及其對基礎設施的相關影響,這些基礎設施對從海灣沿岸煉油廠向海灣和大西洋沿岸的九個美國空軍基地運送航空燃料至關重要。

主要發現包括

  • 航空燃料供應鏈的總體風險有限。

  • 颶風和洪水比極端溫度事件帶來的風險更大。

  • 我們發現墨西哥灣沿岸供應鏈中的地理瓶頸對風險的影響非常大。

  • 分散的區域性可持續航空燃料生產可進一步降低美國空軍的供應鏈風險。

利用這些發現,本報告模擬了通過將可持續航空燃料戰略性地整合到現有供應鏈中來降低風險的方法。本研究中采用的數據收集和建模技術將使美國空軍能夠在未來開始探索將可持續航空燃料整合到其供應鏈運營中的成本風險分析。此外,美國空軍應將這些結果與其他地區和與氣候無關的威脅進行比較。

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喬治敦大學安全與新興技術中心(CSET)和艾倫-圖靈研究所新興技術與安全中心(CETaS)的這份聯合報告評估了目前自主網絡防御的最先進水平及其未來潛力,確定了進展的障礙,并建議采取具體行動來克服這些障礙。這些發現和討論將與參與開發自主網絡防御能力的網絡安全從業人員、政策制定者和研究人員有關。

鑒于網絡攻擊造成的巨大經濟和社會損失以及人工智能(AI)的最新進展,近年來,人們對應用人工智能加強網絡防御的興趣越來越大。對自主網絡防御的研究正在擴大,它不僅可以檢測威脅,而且可以參與防御措施,如加固或恢復。本報告重點關注創建這些自主網絡防御代理的一種有前途的方法:強化學習(RL)。

自主網絡防御沒有一個統一的定義,但在最基本的層面上,這些代理將完成人類網絡防御者的一些任務,保護網絡和系統,檢測惡意活動,并對異常或惡意行為作出反應,但要以數字攻擊的速度。

本報告提出了自主網絡防御的擬議定義,調查了自主網絡防御的現狀以及該技術成為可行的網絡安全工具所必須克服的相關挑戰。不能保證自主網絡防御會成功,但該技術正處于一個需要政策支持的階段,以實現潛在的好處,并幫助網絡防御者處理現代網絡安全行動的速度和不確定性。

RL是創建網絡防御代理的領先AI方法,這是有效的自主網絡防御的核心要求。2012年,當RL代理首次在簡單的雅達利游戲中擊敗人類專家時,這項技術的地位日益突出。在這一成功的基礎上,從2015年到2018年,DeepMind為更具挑戰性的游戲建立了系統,包括圍棋和國際象棋,取得了意想不到的成功水平。研究人員對RL趨之若鶩,部分原因是這些成功,但也是因為OpenAI的一個開放框架,它允許創建簡單的模擬訓練環境或 "健身房"。OpenAI健身房的形式簡化了研究和開發,在過去的幾年里,網絡健身房已經開始出現,允許訓練和創建網絡防御代理。甚至在最近,這些健身房成為名為 "網絡自主實驗健身房"(CAGE)的公開網絡安全競賽的一部分。

我們的研究立足于基于強化學習(RL)的人工智能代理的潛力,以提供實現部分或全部自主網絡防御概念所需的自主能力。雖然與自主網絡防御有關的有前途的相關建模方法、技術和工藝的范圍很廣,但我們對RL的關注是由于在網絡防御中應用RL的努力增加,以及RL在其他問題領域取得的可喜成果。

雖然自主網絡防御的核心技術在過去十年中進展迅速,但在系統能夠投入使用之前仍有許多挑戰。在這個研究項目的過程中,我們采訪了政府和非政府專家,以確定建立和部署可信系統的要求,其中包括:

  • 適應性--一個潛在的自主網絡防御系統將需要對網絡威脅環境的變化做好未來準備。
  • 可審計性--自主網絡防御系統必須能夠生成日志,并將代理人的決定和采取行動的理由歸檔,以便進行審查和審計,盡管操作節奏可能超過人類能力。審計日志也可以用來保證所采取的行動是合法的和相稱的,并遵守商定的規范。
  • 可指導性 - 人類操作者需要能夠在需要時重新指導或終止系統。
  • 可觀察性--系統需要為人類操作者提供足夠的數據采集和分辨率,以提供準確的、最新的態勢感知,并提供系統性能指標以支持人類監督。
  • 安全性--自主網絡防御系統和其中的代理都需要保證安全,防止被泄露、被盜或被破壞。
  • 可轉移性--自主網絡防御代理將需要在實際環境中部署,而這些環境與他們所受的訓練不完全相同。

為了滿足這些要求并繼續取得進展,自主網絡防御這一新生領域需要得到培育。RL最近才開始在網絡安全方面起飛。近年來,學術出版物激增,培訓網絡RL代理也開始大量涌現。然而,與這些代理將面臨的更復雜的現實世界的網絡環境相比,能力仍然是初級和不完整的。持續的資金、協調的努力以加強模擬、仿真和評估工具、確保熟練的人員,以及提供對現實數據和基礎設施的訪問,將有助于確保進展。

如果能夠克服技術挑戰,自主網絡防御有很大的發展潛力。目前為網絡防御建立的代理和環境考慮的變量和可能性比更著名的RL代理(如圍棋或視頻游戲如Atari或DOTA2)少。這意味著有足夠的潛力讓代理越來越智能;它們可以管理更多可能的防御行動,并在更復雜的環境中運作,需要它們探索更多的情況。我們對技術挑戰的探索表明,自主網絡防御將是一個長期的雄心壯志,只能在未來幾年內實現。

建議

盡管在自主網絡防御領域取得了重大進展,但我們的研究表明,還沒有自主網絡防御系統被實際部署。鑒于目前技術的成熟度,我們提出了發展這些能力以使技術成熟的建議(建議的完整清單見第4節)。

對擴大規模進行投資。該領域可以通過做更大、更真實的網絡模擬,納入更復雜的場景和攻擊者的行為來改進。更高的保真度將導致更有能力的網絡防御代理。此外,發布和維護工具,如健身房或訓練有素的代理,可以幫助吸引學術界或其他研究人員來做這項工作。最后,持續的資金也將使研究人員更容易向這些項目看齊。

建立并提供測試和訓練場。更大和更復雜的代理將需要更多的計算密集型訓練和測試,這可能使一些研究人員的資源緊張。建立和維護大型計算系統也是一個挑戰,這需要難以得到的人才。提供必要的基礎設施、人才和資金資源--也許是以補貼成本的方式,也可以幫助加速進展并提供連續性。

協調數據共享。政府和行業的政策制定者有權力發布有關需要防御的網絡和他們所觀察到的威脅的網絡數據。這些都是需要仔細考慮的微妙問題,但只要共享數據能改善網絡安全,所有組織都會受益。

舉辦比賽。繼續舉辦自主的網絡防御競賽,并輔以財政獎勵,作為改善健身房和代理商的一種手段,同時培養未來的人才。

優先考慮能使自主網絡防御的利益最大化的領域。并非所有的網絡防御情況都需要自主代理,如速度不是限制因素或防御已經有效的情況。優先考慮自主性影響最大的領域可以幫助指導研究。同樣地,一些技術,如漏洞發現,對防御者或攻擊者都有幫助。政策制定者應投資于研究,以確定哪些情況和技術會導致更好的防御,而不是改進攻擊。

確定防御者代理是否需要攻擊者代理。在創建現實的模擬時,不清楚在多大程度上可以在沒有進攻者代理的情況下建立防御者代理來驅動它們。研究人員和政策制定者應該探索在不犧牲防御者有效性的情況下限制進攻代理的能力的方法,并對代理技術和知識的擴散建立嚴格的控制。他們還應該投資于研究,以了解哪些具體情景和技術需要進攻性制劑。

確定自主網絡防御代理的授權門檻。自主網絡防御代理將需要達到對一個組織的高度信任,以獲得高度的自主權。需要制定政策指導,為能力和可信度設定初始目標,與代理被授權做出的決定的風險相匹配。這種指導可以類似于為自主車輛制定的自主水平。它們也可以根據情況或威脅環境的各個方面而變化。

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美陸軍統一網絡計劃正在推動網絡在2028年之前從一個被認為是看不見的資產變成一個支持多域作戰(MDO)方式的部隊武器系統。美陸軍的統一網絡將提供一種可生存的、安全的、端到端的能力,使陸軍在競爭、危機或沖突期間以及在所有作戰領域(海洋、陸地、太空、網絡、空中)作為聯合/聯盟部隊的一部分進行運作。

美陸軍參謀長的《陸軍向多領域作戰轉型白皮書》和到2028年擁有一支具備多域作戰能力部隊的目標,突出了對陸軍統一網絡的關鍵需求。決策主導權和超額配給能力是MDO的核心,而陸軍只有通過彈性、安全的全球網絡能力和容量才能實現這一目標。在此基礎上,美陸軍統一網絡計劃將多種復雜的網絡現代化工作調整為支持MDO所需的單一、一致的方法。

通過跨領域的努力,美陸軍統一網絡計劃為2028年的Way Point部隊提供了一個統一的網絡,然后隨著信息技術的持續快速發展而不斷進行現代化。

美陸軍統一網絡計劃與陸軍戰略的重點相一致,即建立戰備、現代化、改革陸軍以及加強聯盟和伙伴關系。現有的戰術網絡現代化戰略和實施計劃與陸軍統一網絡計劃相銜接,并保持一致。此外,陸軍統一網絡計劃在多個階段和時間范圍內與2019+陸軍戰役計劃并行,并使其得以實施。

第一階段:近期(目前-2024年)--建立統一的網絡

這一階段已經開始,同步進行綜合戰術網絡(ITN)和綜合企業網絡(IEN)的現代化。這一階段的主要工作包括:

  • 對這一階段具有決定性意義的是建立一個基于標準的安全架構,該架構建立在零信任原則之上,最初的主要重點是SIPR網絡的現代化,然后是NIPR的關鍵能力,包括工資、后勤、合同等。

  • 美陸軍開始實施一個整體的方法,隨著時間的推移發展統一網絡,使多種努力同步進行,并利用新興技術,如軟件定義和5G及以上的無線網絡,也符合零信任原則。

  • 美陸軍正在追隨美國防部副部長辦公室,將無線蜂窩網絡作為戰術和企業網絡使用的一項關鍵技術。這將補充網絡整合,減少對非無線網絡的依賴。

  • 這一階段開始時,能力加速進入云基礎設施,同時迅速剝離傳統能力和流程。關鍵是建立共同的數據標準,以實現人工智能(AI)和機器學習(ML)等新興能力。

  • 任務伙伴環境(MPE)的持續發展將繼續進行,因為企業努力建立一個持久的能力,并消除浪費的偶發努力。

  • 美陸軍將繼續調整部隊結構,以實施國防部信息網絡行動(DODIN Ops)的建設,在一個有爭議和擁擠的環境中運營、維護和捍衛統一網絡。

  • 美陸軍必須完成整個企業的網絡融合,以調整單一的陸軍服務提供商,提高網絡的準備程度、標準化和互操作性;提高陸軍的網絡安全態勢;并使DCO快速響應。這種融合為統一網絡的建立創造了條件。

這一階段結束時,建立了一個標準化的綜合安全架構,為統一網絡奠定了基礎,并能在世界任何地方快速部署和立即開展行動。

第二階段:中期(2025-2027)--統一網絡的運作

這一階段從25財政年度開始,繼續融合ITN和IEN的能力。這一階段的主要工作包括:

  • 完成DODIN行動的構建,支持部隊結構,使統一網絡在競爭和擁擠的環境中得到防御和運作。

  • 這一階段完成了混合云能力的建立,包括加速Al/ML能力發展的戰術編隊。

  • 美陸軍將建立一個持久的任務伙伴網絡(MPN),包括從企業到戰術邊緣的所有硬件、軟件、基礎設施和人員,包括在所有戰斗訓練中心(CTC)和任務訓練綜合體的就業。

這一階段在統一網絡完全支持2028年的MDO目標部隊時結束。

第三階段:遠期(2028年及以后)--持續實現統一網絡的現代化

這個階段從28財政年度開始,當陸軍統一網絡在操作上、技術上和組織上完全準備好支持2028年的MDO Way Point部隊。

  • 這一階段的決定性因素是全面實施統一網絡現代化的整體方法,利用新興技術,同時剝離傳統的、不太安全的能力。
  • 隨著陸軍繼續與聯合/聯盟部隊和任務伙伴進行整合,一些飛躍性的技術能力形成了這一階段。這些技術的最初重點領域包括: -動態和多樣化的運輸,強大的計算,以及邊緣傳感器 -從數據到決定性的行動 -機器人和自主操作 -相應的網絡安全和彈性能力

鑒于信息技術和網絡領域快速和持續的變化速度,這個階段是沒有盡頭的--現代化演變為統一網絡的成熟。這是一個持續的過程,統一網絡沒有固定的結束狀態。

美陸軍統一網絡計劃伴隨著陸軍統一網絡的實施,這是一個美國陸軍執行令(EXORD),它將框架分解為與追求框架內的努力方向(LOE)和支持目標有關的近期和中期的關鍵任務。作為網絡整合和管理的領導者,首席信息官(CIO)和副參謀長(DCS),G-6將使用陸軍統一網絡實施計劃來同步和評估整個部隊和所有任務領域的努力,以建立統一網絡,支持2028年具有MDO能力的軍隊。

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