國外網絡電磁空間攻防技術發展

齊維孔，李 明，劉乃金，周 鈉

（中國空間技術研究院，北京100094）

0 引言

網絡電磁空間是陸、海、空、天之外的第五空間，并存在于上述四個領域的交疊處。該空間就是一個作戰域，一方面可通過發送病毒、信息篡改、邏輯炸彈、網絡入侵、節點攻擊等手段，破壞敵方網絡系統，造成敵國指揮控制系統的癱瘓；另一方面可通過物理層、鏈路層、網絡層、應用層等多層防御技術，保護己方網絡系統，奪取電磁空間和網絡空間的制信息權。目前，美國、俄羅斯、德國、韓國、朝鮮等國均成立了網電作戰部隊，保證己方網絡空間安全，同時具備殺傷別國網絡的能力，網電作戰研究已經展開。本文在分析網絡電磁空間概念與內涵的基礎上，闡述了國外網絡空間攻防技術的發展狀況。

1 網絡電磁空間概念與內涵

國外對網絡電磁空間的認識還在不斷發展和變化的過程中，由最初的認為“網絡電磁空間”就是電腦空間、網絡空間，甚至簡單地認為就是互聯網，到現在的“涵蓋所有電磁頻譜的物理領域”，其概念和內涵在不斷拓展和深入。即使是在該領域內處于研究前沿的美國，對網絡電磁空間內涵的認識也是一個不斷發展并豐富的過程。其2000年版定義受當時社會網絡化程度不高的影響，較為簡單且局限于計算機網絡，強調“信息與計算機網絡的結合”；2006版定義從機理和功能的角度對網絡電磁空間進行解釋，強調“應用電子技術和電磁頻譜作用于數據”；2008年版定義從性質和組成要素的角度對網絡電磁空間進行解釋，強調“網絡電磁空間的廣泛性及其要素密切聯系的網絡狀態”。

可以說，各國對網絡電磁空間的概念到目前也沒有達成最終的一致，還處于邊摸索、邊研究、邊開發、邊利用階段。早期的網絡電磁空間攻擊與防御手段，僅僅只局限于對計算機網絡安全的攻擊與防御，如利用計算機病毒對計算機網絡及網絡上的電腦進行攻擊。但隨著網絡電磁空間的發展，對于網絡電磁空間的攻擊與防御已發展到了陸、海、空、天各個領域。

2 網絡電磁空間與其他空間關系

網絡電磁空間是陸、海、空、天之外的第五空間，并存在于上述四個領域的交疊處，如圖1所示。網絡電磁空間的節點實體都存在于其他域內，網絡電磁空間中的活動能使其他幾個域的活動有更大的行動自由，其他幾個域的活動也能在網絡電磁空間內或通過網絡電磁空間造成影響。

圖1 網絡電磁空間域與陸海空天域之間關系示意圖

3 國外網絡電磁空間研究情況

從20世紀90年代開始，美國政府開始高度關注網絡電磁空間安全。1995年，蘭德公司指出，工業時代的戰略戰是核戰爭，信息時代的戰略戰主要是網絡電磁戰。2003年美國公布了《國家網絡電磁空間安全戰略》，正式將網絡電磁空間安全提升至國家安全的戰略高度。美國國土安全部將網絡電磁攻擊作為威脅美國本土的四大威脅之一。

美軍認為：應把在網絡電磁空間中有效開展軍事行動作為其長遠戰略重要組成部分；應把確保網絡電磁空間可用性確立為國家安全核心內容和聯合作戰部隊的持久任務；同時美軍應具備在網絡電磁空間自由行動的能力、網絡電磁空間的全球態勢感知能力、利用網絡電磁空間或在網絡電磁空間內與其他域協同作戰的能力，以及在必要情況下為民事任務提供網絡電磁空間支持的能力；最終美軍要奪取網絡電磁空間軍事行動主動權，建立在網絡電磁空間全球范圍內的主導地位。

為了實現上述目標，美軍采取了一系列重要舉措，主要包括：制定網絡電磁空間發展戰略、建設網絡電磁空間作戰力量、發展網絡電磁空間攻防武器、開展網絡電磁對抗演習等。

表1統計了美國在網絡電磁空間攻防系統方面提出的一些計劃。

表1 美國網絡電磁空間攻防系統計劃

3.1 制定網絡電磁空間發展戰略

為了加強網絡電磁空間力量建設頂層設計與規劃，近年來美國防部通過制定一系列網絡電磁空間發展戰略以及評析網絡電磁空間發展狀況，為美軍網絡電磁空間力量發展指明了目標與前進方向。

2005年3月發布的《美國國防戰略》明確將網絡電磁空間定義為與陸、海、空、天具有同等重要地位的五大空間之一。2006年2月發布的《四年一度防務評審》報告把在網絡電磁空間中有效開展行動作為其長遠戰略的重要組成部分，指明了當時國防部應急需解決的三個網絡電磁空間相關的問題。2006年12月發布的《網絡電磁空間行動國家軍事戰略》建立了美軍在網絡電磁空間開展軍事行動的戰略框架，為后續計劃、支持和開展網絡電磁空間軍事行動提供了參考和依據。2009年1月發布的《四年一度使命與任務評審》報告指出網絡電磁空間是美軍應重點關注的四個使命和任務領域之一，提出了美軍網絡電磁空間能力發展目標。2010年2月發布的《四年一度防務評審報告》首次將網絡電磁空間列為與陸、海、空、天平等的獨立作戰域，提出了加強網絡電磁空間能力的四項措施。2011年2月發布的《美國國家軍事戰略》指出國家安全核心內容和聯合部隊的持久任務應包括確保網絡電磁空間的可用性，以及美軍應建立網絡電磁空間威懾能力。2011年7月發布的《網絡電磁空間行動戰略》提出了美國防部應對威脅與挑戰、實施有效網絡電磁空間作戰的五大戰略舉措。

3.2 建設網絡電磁空間作戰力量

為了建立起能夠有效開展網絡電磁空間軍事行動、順利完成網絡電磁空間作戰任務的作戰力量，美軍通過體制編制調整，組建了統一的網絡電磁空間軍事行動指揮機構，成立了專業的網絡電磁空間作戰部隊。

美國防部于2009年6月23日成立網絡電磁司令部，整合美軍網絡電磁空間作戰力量，該司令部于2010年5月正式運行，2010年11月3日具備完全作戰能力。網絡電磁司令部是美軍戰略司令部下屬的二級司令部，但與美軍戰略司令部保持業務與指揮上的獨立性，司令由國家安全局局長兼任。網絡電磁司令部的職責是指揮協調各種網絡電磁空間作戰力量，負責美軍網絡電磁空間防御，發展進攻性網絡電磁空間作戰武器，制定網絡電磁空間作戰條令和計劃，協調網絡電磁空間作戰經費預算、設備采購以及人員招募培訓等。

美國各軍種積極響應，也陸續成立、調整相應的網絡電磁空間行動指揮機構和作戰隊伍。2009年8月18日，美空軍在航天司令部增設第24航空隊，主要負責空間網絡電磁空間行動，下屬第624作戰中心、第67網絡戰聯隊、第688信息作戰聯隊以及第689戰斗通信聯隊等。2010年1月21日，海軍陸戰隊成立網絡電磁司令部，下屬海軍陸戰隊的網絡電磁司令部指揮機構、網絡運作安全中心、密碼支持營下屬的L連等。2010年1月29日，美海軍在海軍網絡戰司令部的基礎上成立美國艦隊網絡電磁司令部，并命名為第10艦隊，下屬海軍的網絡作戰司令部、信息作戰司令部、網絡電磁空間防御作戰司令部以及信息作戰中心等。2010年2月，陸軍正式批準成立獨立的網絡電磁司令部。另外各軍種網絡電磁司令部均歸美國網絡電磁司令部下屬。

3.3 開展網絡電磁對抗演習

為了檢驗當前網絡電磁空間力量建設成果和發展水平，提高網絡電磁空間作戰力量的作戰能力，近年來除了美國國土安全部組織“網絡電磁風暴”系列網絡電磁對抗演習外，美軍也多次開展了規模、層次、內容各不相同的網絡電磁空間模擬演習。

2010年4月20～23日，美國國家安全局組織了“網絡電磁防御演習2010”。該演習由參賽院校隊伍扮演藍軍，由軍方網絡電磁專家扮演紅軍，進行紅藍軍對抗演習。本次演習的主題為“在敵對網絡電磁環境中的生存策略”，通過設置復雜不可信的網絡電磁環境，限制藍軍可用的防御資源，藍軍需要精心設計網絡架構和事件響應辦法，盡力抑制和緩和紅軍的攻擊，保護關鍵系統和服務的正常運行和安全。

2010年5月7日，美空軍航天司令部開展了“施里弗－6”演習。該演習的目的是：針對未來需求，研究空間和網絡電磁空間的各種概念、能力和力量態勢；檢驗空間和網絡電磁空間對未來威懾戰略的貢獻；探索一體化的規劃流程，以全國之力保護空間和網絡電磁空間，并實施相關作戰活動。

2010年10月15日，美國空軍第460航天聯隊完成了首次“網絡電磁閃電”演習。這是空軍首次獨立開展的聚焦網絡電磁空間的演習，旨在測試第460航天聯隊在網絡電磁空間環境的運行能力。

2011年5月，美太平洋司令部舉行了“最后的復仇女神2011”演習，對新的網絡電磁防御戰術、技術和程序進行戰地測試，以增強網絡電磁對抗的實戰能力。

通過大量的對抗演習，美軍不僅檢驗了其網絡電磁攻擊響應能力與協調機制，積累了網絡電磁空間攻防經驗，更為培養網絡電磁人才、進行網絡電磁空間協調響應機制改革、制定未來網絡電磁空間力量發展方向和措施提供了重要依據和參考。

4 國外空間網電技術發展情況

基于空間網絡的網絡電磁空間則是網絡電磁空間中的一個重要組成部分，其本身不僅可以成為網絡電磁空間攻防對抗的載體，而且可以依賴空間網絡的無國界、無地域等先天優勢而成為地面網絡電磁空間對抗手段的信息通道和傳輸走廊。下面從空間對抗平臺和空間信息對抗兩個角度分別闡述。

1）空間對抗平臺的發展

美國發展了多種空間平臺，開展了試驗航天器（XSS）、自主交會技術驗證衛星（DART）、深度撞擊（Deep Impact）、微衛星驗證科學技術試驗計劃（Mi－TEx）、近場紅外系統（NFIRE）、“軌道快車”（Orbit Express）等空間試驗，完成了空間自主交會、近距離逼近檢查、空間目標捕獲等空間操作技術的驗證，空間對抗平臺已呈現微小型化與傳感器一體化發展趨勢。

①自主快速機動成為空間對抗天基平臺特別是武器平臺的核心能力

美空軍的XSS－10試驗衛星于2003年1月29日發射，在相距200m、100m和35m的距離上對目標進行了拍照，對自主運行和近距離空間目標觀測能力進行了技術驗證。XSS－11試驗衛星于2005年4月11日發射，實現了長期工作，與位于同一軌道內的空間物體進行自主交會，對自主交會與對接、逼近檢測、靠近繞飛等技術進行了驗證。2009年1月，美國承認首次動用在地球同步軌道上運行近3年的2顆微衛星技術試驗衛星（MiTEx），在4萬千米的高空對失靈的DSP 23預警衛星進行秘密監測，并完成近距離觀察、成像等操作，獲取了無線電數據，驗證了高軌道機動／追蹤、接近觀測／檢查、繞飛伴飛技術的可行性，可用于對目標衛星實施效果可控的殺傷。

②模塊化與小型化成為天基平臺的重要發展趨勢

XSS－10是一種平臺和載荷功能一體化的微小型空間飛行器。其集成化的電子系統、緊湊的結構設計、與攔截器一致的外形布局，形成一類具有擴展能力的新型短期平臺。此外，美國國防高級研究計劃局提出的（F6）概念，將傳統的整體式航天器分解為可組合的分離模塊，各分離模塊可以快速批量制造和獨立發射，在軌運行時構成一個完整功能的虛擬航天器系統，使得該系統在全壽命周期內具備系統重構和功能再定義的能力。

③空間操控技術成為研究的熱點

2007年3～7月，美國成功實施了“軌道快車”太空攻防對抗技術演示試驗。“軌道快車”系統由“太空自動化運輸機器人”（ASTRO）與“未來星／貨艙飛行器”（NextSat／CSC）組成，進入太空后二者分開，由ASTRO使用自主交會與捕獲敏感器系統（ARCSS）與先進視覺制導敏感器系統（AVGS）對NextSat進行測量、捕捉、追趕，并用機械臂將NextSat拉回，替它更換電池板和其他零部件，或加注燃料。試驗的成功不僅證明美國具備了對己方衛星進行在軌維修服務的技術能力，而且說明美國掌握了對敵衛星進行監視、交會、繞飛、寄生、捕獲俘虜等軟殺傷和硬摧毀能力。“近期能驗證的初期自動機器人技術”（FREND）計劃，是繼“軌道快車”后的又一項自主交會捕獲試驗計劃，將在地球同步軌道試驗對非合作目標的自主交會捕獲技術，使美國微小衛星的反衛星能力從近地軌道提升到地球同步軌道。

2）空間信息對抗的發展

由于動能反衛星武器將造成較多的空間碎片危害空間環境，美國提出首選“暫時和可逆”措施拒止敵人利用空間，因此，美國積極發展干擾衛星通信鏈路的“軟殺傷”反衛星武器。2004年，美軍宣布部署3套具備初始作戰能力的“衛星通信對抗系統”（CSS），已具備了Ku頻段以下反衛星能力；之后又部署了2套干擾能力更強的第二代“衛星通信對抗系統”，干擾頻段擴展到毫米波Ka頻段，能夠對抗具有抗干擾能力的通信衛星。此外，還發展了“監視偵察衛星對抗系統”。預計到2030年，“衛星通信對抗系統”和“監視偵察衛星對抗系統”作戰能力將不斷得到現代化改造，屆時美軍將能夠根據作戰需求，對敵方的空間系統實施“欺騙、干擾、拒止、降低、摧毀”（5D）等形式對抗。

俄羅斯已經具備了陸基UHF和X頻段衛星通信對抗裝備。其中РП－379型UHF衛星通信干擾系統能對美空軍衛星通信系統、國防衛星通信系統以及美海事通信衛星實施電子攻擊；X頻段衛星通信對抗系統能對美軍國防衛星通信系統（DSCS II、III）等衛星的X頻段通信實施電子攻擊。此外，俄羅斯還擁有“傘”光電干擾設備和多種GPS（全球定位系統）干擾設備等衛星干擾系統，能夠對偵察衛星和導航衛星實施干擾。

5 結束語

網絡電磁空間戰爭是未來高技術戰爭的核心，將綜合運用電子戰和網絡戰手段，對敵電子目標和網絡化信息系統進行一體化攻擊，或對己方電子系統和網絡化信息系統進行防御，其目的是奪取電磁空間和網絡空間的制信息權。鑒于網絡電磁空間的重要性，急需開展網絡電磁空間方面的研究。本文分析了網絡電磁空間的概念與內涵，在此基礎上，闡述了網絡電磁空間與其他空間的關系，并分析了國外網絡電磁空間技術的發展，為相關技術的研究提供參考。■

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