美國高度重視太空網絡安全問題

◎中國電子科技集團公司第三十研究所 張曉玉

太空作為國家安全和軍事斗爭的制高點，是信息時代獲取信息資源、提供全球互聯、奪取信息優勢的關鍵戰略領域，當前正面臨著日趨嚴重的網絡安全問題。為此，2020 年9 月，美國白宮發布首份針對太空網絡系統的安全政策——《第五號太空政策指令》，明確了美國國土安全部和網絡安全與基礎設施安全局在增強美國太空網絡防御領導地位的作用，確立了5 個太空網絡安全原則，并詳細列出了保護太空系統免受網絡威脅和網絡攻擊的建議和最佳實踐。2020 年6 月和8 月，美國相繼頒布新版《國防太空戰略》和《太空力量》兩大重大戰略和條令。《國防太空戰略》明確提出“國防部正將其太空方式從支援職能轉變為作戰領域，以應對動能打擊、電子戰、網絡攻擊等威脅和挑戰。”《太空力量》也指明“網絡空間作戰是軍事空間作戰中至關重要和不可避免的組成部分，是與其他作戰域聯系的主要紐帶。因為這種依賴性，可為對手創造新的攻擊途徑，比僅在空間域內的軌道戰提供更低的成本和更高的成功機會。”

這些重大戰略舉措的出臺，充分說明了美國當前在積極備戰太空的同時高度重視太空系統所面臨的網絡威脅。為此，本文重點闡述美國為應對太空網絡安全威脅所采取的新舉措，并提出了幾點認識和思考，旨在拋磚引玉，以期引起我國對太空網絡安全問題的高度重視。

一、太空系統面臨的主要網絡威脅

對當今太空系統而言，從綜合地面站到數據傳輸設施，再到航天器，均面臨著網絡攻擊威脅。現有網絡攻擊手段足以致任何太空系統癱瘓，影響天基定位、精準授時等功能，甚至直接威脅國家安全。太空系統所面臨的潛在網絡威脅可能包括國家間軍事行動、希望尋求經濟利益且掌握大量資源的有組織犯罪分子，計劃利用衛星碰撞等災難事件實現訴求的恐怖組織乃至希望展示個人技術水平的黑客等等。總體而言，太空系統所面臨的網絡攻擊主要有：

（一）針對空基系統的網絡攻擊

目前，美國和其他國家空基戰略資產存在嚴重的網絡漏洞，空基監視系統正在受到干擾和威脅，面臨多種形式的網絡風險，包括對通信和導航網絡的干擾、欺騙或劫持，瞄準或劫持控制系統或用于執行任務的特定電子裝備，關閉衛星、改變其軌道或通過毀壞性輻射來損壞其太陽能電池。此外，還可對地面衛星控制系統實施打擊。同時，還可以直接拒止網絡空間對天基信息系統的使用，在太空域中切斷網絡空間數據采集、處理、傳輸所依賴的鏈路和節點。

（二）針對衛星系統的網絡攻擊

即敵方利用接收途徑和各種軟硬件所存在的“后門”漏洞，通過欺騙手段將網絡病毒和分布式拒絕服務工具等網絡空間武器遠程植入或無線侵入到對方的衛星測控網絡，注入惡意上傳指令，或對其星載計算機進行滲透、篡改、竊密和潛伏遙控，使星載工作設備陷入間歇性或全面性癱瘓，或誘騙星載計算機非正常操縱衛星姿軌，甚至誘使衛星熱管理系統失效，從而引發星載電子設備燒毀甚至爆炸，造成永久性物理破壞。

（三）針對指控系統的網絡攻擊

當前，主要國家的太空作戰指揮控制中心，既是太空態勢感知信息匯聚中心，又是太空資源調度與任務分派中心。敵方利用計算機成像、電子顯示、語音識別與合成、傳感、虛擬現實等技術制造各類假消息、假命令以及虛擬現實信息，并綜合運用網絡空間攻擊手段將其發布和傳播至對方太空態勢感知與指揮控制網絡，將誘使對方太空作戰指揮系統做出錯誤判斷，使其采取利于己方的行動，進而達成影響和削弱對手指揮控制能力的目的，取得戰略戰術上的有利態勢。

除上述網絡威脅外，還有針對天基信息鏈路的網絡攻擊。對手可結合電子戰、信息戰，實施網絡電磁頻譜干擾，阻斷星上、星下遙測遙控信號，干擾對方的天基信息系統數據分發鏈路。針對GPS 的網絡欺騙和干擾。利用射頻信號發生器產生偽造的GPS 電文信息，接收機處理后產生的欺騙性計算結果將“順流而下”進入后續系統，引發后續系統自身的漏洞（如類似千年蟲的操作系統時間漏洞），造成后續系統崩潰，從而實現網絡攻擊意圖。針對地面基礎設施的網絡攻擊。對地面基礎設施，如衛星控制中心、相關的網絡和數據中心實施攻擊，可導致潛在的全球性影響。

二、美國應對太空網絡安全威脅的新舉措

自特朗普上臺后，美國對太空的重視異乎尋常，從頒布重大戰略條令、調整組織機構、構建作戰力量，到加強態勢感知、研發裝備技術、探索作戰演習等各方面強力推進太空實戰化發展，做好太空系統應對網絡威脅和攻擊的準備。

（一）“作戰域”的提出體現了美太空戰略的觀念轉向，以及對太空安全環境的巨大憂患

美太空戰略歷經了“起步、發展、轉型”三個階段的演變過程，其觀念也由“避風港”轉變為“擁擠、競爭、對抗”再到“作戰域”。尤其自2017 年特朗普入主白宮，美國在太空安全領域更趨激進，不僅首開總統官宣太空為作戰領域之先河，準備應對包括網絡威脅在內的任何威脅和挑戰，而且積極推進美國國家軍事太空體制重組，實現太空軍的組建，把備戰太空推向新高。

究其原因，首先是20 世紀70 年代后半，隨著美蘇核軍備態勢向著有利于蘇聯的方向發展以及美蘇緩和的終結，太空“避風港”觀念開始遭遇挑戰。進入21 世紀的第二個十年，在美國眼里，太空變得“擁擠、競爭和對抗”，同時隨著美軍對太空能力依賴的加深，美決策界對太空系統遭受攻擊的擔憂加劇，以及越來越多的政府和非政府主體（主要指私營企業）進入并利用太空活動日益頻繁，特別是中、俄兩國的航天能力日益增強，致使美國認為其面臨的太空環境越來越缺少穩定性和安全性，其太空資產所面臨的風險和威脅日益增多，直接威脅到美國當前的太空安全目標。因此，對喪失太空領域領導地位和制定太空規則權利的擔心是其核心，這種擔憂始終貫穿、并左右著美國太空戰略的調整和演變。

（二）構建多層面、分工明確的管理機構，加強頂層統管，確保太空成為國家安全優先事項

2017 年之前美國國家安全航天力量分散在國防部和國家情報部門手中，尚未實現實質上的統一領導和監管。為增強太空戰略執行力，美采取了一系列措施，包括成立國家太空防御中心、太空發展局、太空司令部等，從多層面構建和完善太空組織管理體系，目的在于實現太空戰略的資源整合、集中領導和統一指揮，進一步加強應對包括網絡威脅在內的任何威脅和挑戰的能力。

2017 年4 月，美聯合跨部門太空作戰中心正式更名為“國家太空防御中心（NSDC）”，重在研發和部署太空作戰與防御能力。此次更名，一方面展現出美軍對保護太空和太空系統、抵御威脅的重視；另一方面也表明，美軍將太空視為新作戰疆域已從認知轉到實踐層面，持續加強太空作戰管理，推動新型太空作戰指揮機構成熟化，優化太空系統指控流程，提升強對抗環境下太空系統的作戰支援能力與太空對抗實戰能力。

2019 年3 月，正式設立“太空發展局（SDA），將統一并整合美國防部力量，確定、制定及運用創新性解決方案，預先應對未來可能出現的威脅。該局當前工作重點是研究與構建應對新興威脅的下一代“國家安全太空架構（NDSA）”，實現太空態勢感知、全球監視、威懾、作戰管理等八大能力，整合整個國防部及航天工業的下一代太空能力。

2019 年8 月，正式宣布成立“美太空司令部”，標志著在“大國競爭”戰略下美更加注重對太空這一關鍵作戰領域的爭奪，意圖保持并鞏固美在太空的既有優勢。當前太空司令部將發展與網絡相關的能力和人員列為工作重點，未來將發展訓練有素的聯合太空戰士，以執行與國防信息網絡部相關的措施，同時確保網絡攻防戰士時刻準備著執行必要的任務，以將力量投射到網絡空間。

（三）美太空作戰力量從傳統支援力量及分散化、配屬化的組織形態向獨立成軍及主體作戰力量轉變

針對美軍長期太空力量建設和監管分散化的問題，2015 年7月，美國政府問責局（GAO）發布報告稱，在國防部成立獨立“太空部隊”是美軍內部重點探討的改革方向之一。太空部隊將把美國家偵察局和國防部所有太空力量集中在一起，以更好規劃、協調國家太空安全活動，減少太空領域發展受到的干擾，并使其獲得更高關注度。雖然太空部隊的成立波折不斷，但2020 年5 月，特朗普進行了太空軍授旗儀式，正式成為美武裝力量第六軍種，標志著太空軍事化進程又邁出了重大一步。緊隨其后，8 月，美太空軍頒布首份作戰條令—《太空力量》，再次重申了“為什么太空力量對美國至關重要，軍事太空力量是如何使用的，誰是軍事太空力量，以及軍事太空力量重視什么”等核心問題，從頂層設計方面為太空部隊建設做出長遠規劃，也將為國家安全、國防和國家軍事戰略提供支持。

長期以來，美陸軍、海軍和空軍分別根據各自需求發展了相應的太空能力，并將其作為輔助能力為軍隊作戰提供支持。但隨著太空部隊的建立，太空軍開始注重謀求獨立作戰能力，增強其進入空間、利用空間和控制空間的能力。當前，美太空軍從“保護美國太空利益”到“在指定的時間、地點和方式有效回應太空威脅”，其職能使命悄悄擴展。2020 年1 月，太空軍利用“天基紅外系統”的導彈預警衛星監測到伊朗向伊拉克境內美軍基地發射彈道導彈，為美軍地面部隊提供預警，可以看作是太空軍的首次作戰行動。3 月，反通信系統CCS B 10.2 版交付太空軍第四太空控制中隊，該系統的入列意味著太空軍有了自己的武器并形成進攻性戰斗力。未來，美太空軍還將在裝備、資源、能力、領導等方面全面發展，以扼守戰略制高點，提升贏得未來的作戰能力。

（四）全方位加大太空態勢感知研發力度，加快系統建設，夯實太空攻防對抗活動的基石

近年來為備戰太空，美國擺脫過去以地基為主，天基為輔的思路，大力部署天基太空態勢感知系統，2020 年前美國投資60 億美元用于太空態勢感知能力建設，其中天基太空態勢感知能力建設是重中之重。而且，2021 財年美軍將為太空部隊網絡項目投入1.5 億美元，意在加強網絡運作來投資網絡空間能力，通過主動的網絡防御活動和增強的網絡態勢感知來提供增強的網絡任務保證，重點發展實時跟蹤、廣空域、寬時域、全天候、闊頻譜的新一代太空感知體系。

同時，在美軍不斷強化太空安全的背景下，美國防高級研究計劃局（DARPA）正在積極開展兩大研發項目，以提升空間態勢感知能力并加強對空間的指揮和控制，包括研發太空作戰虛擬實驗室的“標記”項目和集成史上最大規模空間傳感器網絡的“軌道瞭望”項目。此外，美軍還注重將人工智能和云計算技術應用于最新太空態勢感知系統建設中。近年來還頻繁舉辦太空態勢感知演習和創新競賽，意在提升實際作戰能力和太空軍事人員的能力。同時，美軍建設了軍用天地一體、高軌低軌覆蓋、廣域監測與局域詳查相結合的太空態勢感知裝備體系，形成覆蓋全球主要地區、可探測高軌微小目標、近實時的太空態勢感知能力。

（五）注重太空與網絡空間一體化集成，大力推進新興技術的研究和部署，實現顛覆性創新

美軍在裝備與技術發展規劃中，將太空與網絡空間一體化集成列為重要目標。2015 年2 月，美軍發布《空軍航天司令部長期科技挑戰》備忘錄，明確提出將太空和網空作戰視為所有軍事作戰的支柱，詳細梳理了未來軍事航天和網絡空間科學技術的發展需求。2016 年8月，美空軍航天司令部再次更新該文件，系統提出未來10-30 年需要實現的11項關鍵技術能力，其中專門針對“太空與網絡交叉領域”，重點發展人工智能、認知電子戰、先進數據分析技術3 大類共11 項核心技術，以期提升太空和網絡集成作戰的態勢感知、指揮控制能力和作戰效能。

2020 年9 月，美太空部隊與Xage Security 合作開發“植根于防篡改區塊鏈技術”的零信任風格安全系統原型，以保護太空系統。美國DARPA 以及陸軍新興技術辦公室致力于開發不再依賴于傳統GPS 技術手段的下一代定位、導航與授時技術，以解決傳統GPS 技術受電磁及網絡空間干擾的問題。2020年8 月，美空軍和太空部隊將網絡傳感器數據添加到統一的數據庫——dataONE 數據庫中，意在幫助美國查明對手攻擊美國網絡的地點和方式，并創建全面的戰場圖景，支持全域作戰。此外，美國開始投入巨資展開空間腦控技術的相關研究，對未來空間攻防、空間態勢感知、空間在軌操作等均有可能帶來顛覆性影響。

（六）加強太空與網絡空間作戰技戰術演練，注重從戰略、戰役、戰術層面全方位推進太空作戰演訓

太空戰演習是美軍探索太空力量作戰運用直接而有效的途徑，對美提升太空作戰指揮系統效力，加強太空對抗環境下作戰實力發揮著直接推動作用。2020 年5 月，美國防信息安全技術服務提供商美泰科技正式推出驗證和保護太空系統網絡安全的“太空靶場”（Space Range）虛擬作戰體系，通過模擬真實網絡環境，查明隱藏漏洞、不當配置和軟件缺陷，達到預防和挫敗網絡攻擊的目的。通過運用虛擬現實技術，真實還原太空系統和網絡空間環境，并融入網絡防御專業技術，可重復使用，靈活便捷。2020 年8 月，美軍為驗證相關最新技術，開展了首屆太空網絡攻防競賽，重點演練衛星遭受網絡入侵及破壞，處于失控狀態，如何重新奪回對衛星的控制權等。

此外，美軍還有“施里弗”和“太空旗幟”兩大系列演習，全面覆蓋戰略、戰役、戰術層面演習，提升太空實戰化水平和網絡作戰能力。總體來看，“施里弗”系列太空戰演習，不僅是美軍推動太空理論研究、保持太空優勢和進行太空備戰的重要舉措，更是一場接近真實的作戰模擬，深層次的目的是加強美軍太空戰威懾能力。相比已經開展了11次的“施里弗”太空戰演習，美軍“太空旗幟”演習的最大不同是聚焦戰役和戰術層面演訓，由“施里弗”演習的戰略層面延伸到戰役、戰術層面，體現了美軍對于太空實戰化訓練的重視，也反映了美軍對當前太空安全環境變化的認識和巨大憂慮。

三、幾點認識和思考

（一）“第五號太空政策令”的發布標志著美對太空領域網絡安全的重視達到新高

太空系統的脆弱性和軌道的相對可預測性使得太空系統具有易攻難守的特性。天基武器、動能打擊武器等對太空系統造成“硬殺傷”的武器系統造價昂貴，而且數量稀缺，但隨著太空網絡攻擊手段技術和門檻的降低，較少的投入就能獲得很大的成效，很容易就能被一些國家、組織甚至個人獲得。太空環境中的衛星、火箭、空基系統與車輛、太空電臺、衛星地面接收站以及相關網絡及數據中心等一旦成為網絡攻擊的“突破口”，不僅影響其太空系統的平穩運行，甚至摧毀衛星，還能進一步對社會、經濟和國土安全造成無可挽回的后果。

為此，美國從2017 年以來，四年密集發布五部太空政策令，分別涉及指示美國宇航局將人類送回月球、監督太空交通規則、簡化空間運輸許可證和加強太空網絡安全。相比前四號政策指令，2020 年9 月發布的第五號太空政策令無疑是一步強有力布局。不管是太空系統本身的開發設計，還是太空系統供應鏈各環節的網絡安全管理，該指令可使美國多措并舉、詳盡縝密部署，是全面提升美太空安全防御及懾戰能力的重要一環。針對此政策令的頒布，美國土安全部代理部長也對外表示，此舉是在保衛美國國土安全，抵御不斷演變的網絡威脅，并為本國網絡安全建立基線標準的關鍵一步。

（二）美高調官宣太空為作戰領域，進而積極備戰太空是勢所必然

冷戰后國際體系的變化、太空技術的發展、太空軍事利用的推進共同促成了當前國際太空環境的變化。進入21 世紀以來，太空技術的廣泛擴散和商業太空活動的不斷推進，促使越來越多的國家成為太空行為體，美國再也無法在太空中發揮絕對的支配作用。同時太空的軍民兩用性和太空商業化的發展使太空軍備競賽更加復雜，越來越多的國家開始追求太空軍事能力。因此，當今太空國際環境呈現出太空活動主體數量猛增、太空國際競爭更加激烈、太空軍事對抗更趨明顯、太空商業化勢頭迅速高漲的特征。

2016 年，美國防部長卡特曾公開表示，太空曾經被視為“避風港”，但在新威脅面前，美國必須為沖突可能延伸到太空做準備。與此同時，太空作為作戰領域還被寫入了美一系列重要的戰略和條令文件。事實上，太空“戰場”觀念已上升為特朗普政府的官方立場。與此同時，美積極推進太空從研究與開發為主向作戰應用為主轉變，經過近四十年的努力，美軍太空作戰指揮體制和太空部隊建設體制初具雛形。美太空軍的成立，一定程度上改變了各軍種太空部隊各自為政的局面，并隨著美太空軍作戰部長躋身參聯會，大大提高了太空部隊在美國作戰指揮鏈中的地位。

（三）國際太空軍備競賽日益加劇，推動國家間太空安全互動“向善”發展面臨壓力

由于美國明確將太空作戰能力列為美軍今后的重點發展方向，加速推進太空軍事化，以“太空控制”戰略追求“太空獨霸”，尤其是太空軍的正式成立，更有利于凝聚力量，爭取更多的經費推動太空力量發展建設，特別是推動進攻型太空武器裝備建設，當前美太空裝備不僅在數量上遙遙領先，在技術水平上也無可匹敵。這些信號無疑將刺激更多國家步其后塵，當前俄羅斯、法國、印度及日本等國均在積極發展其太空軍事力量，以搶占太空戰略優勢，維護國家太空安全利益。可以說，把太空納入作戰領域、與陸海空相提并論的全球趨勢正在興起，太空軍備競賽更加公開化、激烈化和武器化，正式步入戰場化時代。

同時，美軍在提高太空系統韌性的同時，還積極研發、驗證、儲備乃至部署包括反衛星武器在內的太空對抗能力，直接導致太空國際體系的資源爭奪和軍備競賽越演越烈，不僅將加劇太空安全困境，而且將給他國戰略穩定帶來嚴重沖擊，現實威脅世界安全。為此，應保持戰略定力，堅持發展太空技術和力量，密切跟蹤掌握太空態勢。同時注重國際合作，有效推進太空安全新秩序的構建，促進國家間太空安全互動由可能的沖突向合作轉變，推動“向善”發展。

（四）我國面臨嚴峻的太空安全威脅，應做好完善適應太空軍事斗爭要求的太空力量建設體系

近年來，隨著我國太空力量的日益強大和綜合國力及經濟體量的不斷攀升，逐漸成為美備戰太空的假想敵之一。面對我國的空天崛起，美國曾多次出臺相關法案，已明確將我國定位為“戰略競爭對手”。太空必將成為中美競爭的又一延伸領域，可以預見美對我技術封鎖將愈加嚴格而合作交流可能被限制，我自身空天硬實力顯得更為重要。應注重研究把握太空軍事斗爭特點規律，積極謀劃太空軍事力量建設與運用，不斷強化太空軍事斗爭的戰略指導，確保維護太空權益、保護太空資產、應對來自太空的威脅。

首先要健全戰略和政策體系。為適應太空安全的新形勢和太空力量建設的新要求，制定太空安全戰略和太空軍事戰略，制定系統完整地開發利用太空的基本法規和航天軍事應用法規，規范航天部門各行業和領域的政策要求及標準規范等，加強對我太空力量建設與運用的籌劃指導。其次，積極構建自主技術創新體系。健全完善自主技術創新體系，著眼于關鍵技術和主要瓶頸，選準主攻方向和突破口，超前布局，力爭在一些前沿高端領域形成我獨特優勢。第三，建立體制機制體系。建立職責分明的指揮領導體制和順暢高效的運行機制，有效整合各太空軍事力量，并充分發揮各自功能，保證太空軍事活動的高效性和針對性。第四，深化軍民一體力量體系。應積極適應新使命和新要求，不斷推進軍民融合發展的深度、廣度和力度，形成太空力量建設發展的新格局。