體系作戰條件下的海戰場賽博作戰效能評估技術＊

陸光宇

（北京西三環中路19號 北京 100841）

1 引言

賽博（Cyberspace）是哲學和計算機領域中的一個抽象概念［1～3］，指在計算機一級計算機網絡里的虛擬現實。根據美軍參聯會2006年出臺的《賽博空間國家軍事戰略》［4～5］，賽博空間定義為“通過網絡化系統及相關的物理基礎設施，利用電子和電磁頻譜存儲、修改并交換數據的領域”。賽博作戰是賽博能力的運用，其主要目的是在賽博空間內或通過賽博空間實現軍事目標或軍事效果。這類行動包括支持全球信息柵格運行和防御的計算機網絡行動和行為。在賽博空間中的戰斗并非創造虛擬效果或在某種虛擬現實中攻擊敵人，而是包括了物理作戰，將產生非常真實的作戰效果。賽博空間內的戰斗，可以是持久或短暫的、動能或非動能、致命或非致命的。既可以使敵方人員死亡或受傷，也可以通過非致命方式直接阻止敵方的軍事行動。同時賽博空間的作戰行動直接影響了敵方指揮系統對部隊的指揮控制甚至火力攻擊的能力。2006年底，美國空軍宣稱將成立暫編的美國空軍賽博司令部（該司令部最終降級為第24航空隊）［6～7］；2009年6月23日，美國國防部長宣布成立 美 國 賽 博 司 令 部 （USCYBERCOM）［8～9］；2010 年 11月，美國賽博司令部具備了完全運作能力（FOC）［10］。但從2010年底以來，世界各國紛紛將注意力轉移到了賽博作戰的體系建設和效能分析技術上［11］。從賽博作戰裝備角度來講，盡管世界各國關于賽博作戰技術的分類比較混亂，但各國差距不是特別明顯。從體系建設和效能評估角度來講，不管是美國還是世界其他國家都相對缺乏，相關研究甚少，且都流于寬泛、不夠系統、不夠具體。因此，很有必要從體系建設角度對賽博作戰的效能進行分析研究。

2 賽博作戰的特點

由于賽博空間與電磁頻譜和網絡化系統密切相關，這決定了賽博作戰具有一些與陸、海、空、天領域中作戰所不同的特點，主要包括以下幾個方面：

1）技術創新性：賽博空間是唯一能夠動態配置基礎設施和設備操作要求的領域，將隨著技術的創新而發展，從而產生新的能力和操作概念，便于作戰效果在整個賽博作戰中的應用。

2）不穩定性：賽博空間是不斷變化的，某些目標僅在短暫時間內存在，這對進攻和防御作戰是一項挑戰。敵方可在毫無預兆的情況下，將先前易受攻擊的目標進行替換或采取新的防御措施，這將降低己方的賽博作戰效果。同時，對己方賽博空間基礎設施的調整或改變也可能會暴露或帶來新的薄弱環節。

3）無界性：由于電磁頻譜缺乏地理界限和自然界限，這使得賽博作戰幾乎能夠在任何地方發生，可以超越通常規定的組織和地理界限，可以跨越陸、海、空、天全領域作戰。

4）高速性：信息在賽博空間內的移動速度接近光速。作戰速度是戰斗力的一種來源，充分利用這種近光速的高質量信息移動速度，就會產生倍增的作戰效力和速率。賽博空間能夠提供快速決策、指導作戰和實現預期作戰效果的能力。此外，提高制定決策和決策的速度將有可能產生更大的賽博作戰能力。

3 海戰場賽博作戰效能評估流程

由于賽博作戰不同與傳統作戰，而且海戰場賽博空間組成的復雜，海戰場賽博作戰的有效性難以估計，通過構建海戰場賽博作戰效能評估體系，以精確可靠地分析海戰場賽博作戰的效能，檢驗海戰場賽博作戰效果，保證作戰任務的完成。海戰場賽博作戰效能評估流程如圖1所示。

圖1 海戰場賽博作戰效能評估過程

首先針對海戰場賽博作戰應用需求，對海戰場賽博作戰的各性能指標屬性進行逐層分解，建立各類因素集合，并剔除相互之間高度相關的因素，建立能綜合反映海戰場賽博作戰能力的網絡防御能力、頻譜管理與控制能力、賽博空間攻擊威懾能力、賽博空間攻擊緩解與抗毀能力、數據與電子系統防護能力、電磁和基礎設施防護能力等能力的海戰場賽博指標體系。而后針對各項指標設計單項性能指標評估算法和模型，最后通過將各項性能指標的統一量化處理，再采用綜合評估方法計算指標的影響／依賴權，并計算指標的總的權重，分析海戰場賽博作戰的綜合效能。

4 海戰場賽博作戰效能指標體系構建技術

海戰場賽博作戰空間包括三個層次的指標要素，即物理層、邏輯層和社會層；共有五個組成部分，即地理組件、物理網絡組件、邏輯網絡組件、賽博角色組件和人員組件。物理層包括地理組件和物理網絡組件。地理組件指的是網絡元素的地理位置。物理網絡組件包括支持網絡的各種連接器和相關的處理設備，包括所有硬件和基礎設施。邏輯層包括邏輯網絡組件，其本質是技術性的，主要指網絡節點間的邏輯連接，網絡節點可以是連接到網絡的任何裝置。社會層由人及認知要素組成，包括賽博角色組件和人員組件。賽博角色組件包括網絡上人員的身份和角色。人員組件則由網絡上的實際人員組成。一個人可能擔負多個賽博角色。從海戰場軍事需求出發，根據未來賽博作戰的能力需求、要素與要素提供服務之間的關系。海戰場賽博作戰指標體系構建的基本過程是：通過賽博作戰空間的物理層、邏輯層和社會層要素進行分析，建立相應層次下的網絡防御性能指標、網絡攻擊性能指標、電磁管控性能指標和電磁調配性能指標的屬性進行逐層分解，初步建立各類因素集合。再在上述因素集合中，剔除相互之間高度相關的因素，使剩余的因素保持相對獨立，從而形成面向典型賽博作戰應用的評估指標體系。最后通過評估實踐，不斷修正、調整，從而不斷完善指標體系，如圖2所示。

圖2 海戰場賽博作戰指標體系

上述指標體系中邏輯層和社會層指標均屬于賽博行動的范疇，而對物理層的指標體系是邏輯層和社會層的基礎。其中物理層的指標體系分析，可以找出賽博空間中無線接口及物理鏈路中存在的漏洞，把握網絡聯通的能力，保障信息傳輸的通暢。對邏輯層的指標體系分析，可以分析出賽博空間在網絡防御體系和電磁防御體系方面可能存在的漏洞，評估的賽博作戰的能力。對社會層的指標體系分析，可以分析賽博作戰的安全防衛、用戶認證和權限分配能力，為用戶順利進入賽博空間提供保障。

5 基于指標關系的賽博作戰效能評估分析

海戰場賽博作戰效能指標體系中其指標之間的水平方向上的關系比較緊密，而常見的評估方法都沒有對此進行考慮，通過基于指標關系的賽博作戰效能評估分析方法有助于橫向指標的分析，其評估流程如圖所示。首先通過人機交互的方式確定評估單項指標輸入單項指標評估模型，導入基于指標間關系的評估算法（基于最大樹的評估指標糊聚類分析方法），以準確反映指標間的比較和影響／依賴關系，使其能夠正確計算，最終對指標體系、評估算法和評估數據進行綜合處理，并將結果有效地顯示其流程如圖3所示。

對已構建的海戰場賽博指標模型，還將采用基于模糊聚類的方法來對指標進行標準量化。據標準化數據用指數相似系數法計算樣本間的相似關系，最后根據各樣本與基準樣本相聚類或分離進行量化分析，判斷賽博綜合作戰能力的強弱次序。

圖3 基于指標關系的賽博作戰效能評估流程

評估指標模糊聚類分析過程：

設有n個能力指標樣本，考慮m項因素指標，xij表示第i個樣本的第j項因素指標值，進行標準化。

6 結語

本文通過分析賽博作戰的特點，根據未來體系作戰的需求，建立海戰場賽博作戰效能評估體系，并從物理層、邏輯層和社會層確定效能評估指標集，通過對構建的指標模型進行模糊聚類，以建立指標間的關系，最后根據各樣本與基準樣本相聚類或分離進行量化分析，判斷賽博綜合作戰能力的強弱次序，評估整個賽博戰場的作戰能力。

［1］GibsonW.The Neuromancer［M ］.Ace，1982.

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［3］DodgeM.The Geographies of Cyberspace［M］.Centre for Advanced Spatial Analysis University CollegeLondon，1999.

［4］Department of Derense Directive.DoD Directive S－3600.1，Information Operations［R］.9December 1996.

［5］Miller H G.Secure Cyberspace：Answering the Call for Intelligent Action［J］.IT Professional，2009，6：60－63.

［6］Goodman S E.Cyberspace as a Medium for Terrorists［J］.Technological Forecasting and Social Change.2007，2：193－210.

［7］KruegerT.Mapping Cyberspace：The Image of the Internet［M］.IEEE Annals of the History of Computing，2007：100－101.

［8］Cyberspace AJ.Cyberterrorism and Information Warfare：A Perfect Recipe for Confusion［EB／OL］.www.alijahangiri.org，2008.

［9］張勇.網絡安全態勢感知模型研究與系統實現［D］.合肥：中國科技大學，2010.

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