有關態勢感知中通信問題的思考

胡志軍 劉偉 瞿小童

摘要：對科技迷霧的態勢概念和核心進行了闡述，分析了伊朗部隊捕獲美軍前哨RQ-170無人機案例，認識到了科技迷霧在戰場環境中的作用。提出建立一個彈性無線通信平臺，具備動態調整能力;加強無線通信信息的加密和認證，確保信息安全和可追溯;強調在弱通信、無通信下態勢感知安全的重要性，并對無線通信的安全策略提出意見和建議。

關鍵詞：科技迷霧;通信迷霧;通信安全;彈性;加密

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2021）19-59-3

0引言

信息技術的發展使傳統物理戰場越來越透明，但在非物理戰場的科技迷霧卻越來越復雜。未來戰爭中，面對多域來源的海量交叉信息，即使有人工智能輔助分析，也很難躲過科技迷霧的欺騙[1]。科技迷霧是指通過利用對方技術精準預測可利用的漏洞，從數據、算法、硬件等角度使對方無法判斷，不能做出決策或做出錯誤決策，核心就是欺騙。科技迷霧是由先進的科技系統、博弈系統、認知系統、評價與反饋系統等多個子系統構成的復雜體系孕育出的能力。科技迷霧包括機器欺騙、人的復雜認知、隱藏、操縱、失真、偽造指標和誘餌等，科技迷霧可以從戰略角度將技術應用于各個層面的攻擊，從戰術上講，可以涵蓋所有行動。科技迷霧的目標是使對方產生盡可能多的困惑和不確定性，保護我方有價值的信息系統和資源。為了最有效地實現態勢感知策略，在執行過程中策略必須是動態的，必須向使用者不斷呈現對方策略變化的態勢圖，并且比對方能夠做到更快變化并跟蹤對方情況，能夠根據當時的態勢有效理解系統和策略。

1科技迷霧態勢分析

科技迷霧中的核心“欺騙”可以分為假冒、示威、詭計和展示。展示的重點在于虛假或誤導性，通常作為一種強制創造深信不疑印象的能力，而詭計是技巧，故意暴露虛假信息給對手的情報收集系統。對手情報收集能力越強實際上也增加了被欺騙的機會，可以選擇性釋放專門設計的假信息的機會更大。欺騙策略會誤導對手，分散對其有價值的信息資源的關注或破解流程的注意力，或者只是超負荷收集情報。這樣可以使對手浪費時間和資源，或將攻擊的執行時間延長到足以進行檢測、分析和識別的程度，從而啟用適當的反擊回應[2]。

在當今瞬息萬變的無線通信環境中，指揮官需要了解每個無人裝備是如何依賴于無線通信體系完成任務的，尤其是軍事無線通信平臺的全面操作更需要對通信安全情況及其信息功能進行深入理解，包括識別漏洞和態勢威脅的能力。任何在無線通信攻防行動工作過的人都知道，關閉無線通信連接可以完全保護通信網絡免受敵對行為的侵害。但這樣已不再適用于當今的先進數字和網絡技術。多年來，軍事無線通信對抗嘗試了許多方法來彌補漏洞和確保通信的生存能力以占據通信優勢，包括改善通信工作硬件、軟件和操作系統、通信設備協議和接口以及數據和信息傳輸系統的加密等。這些方法的單獨改進對無線通信安全能力的提升十分有限，需要結合人機融合、態勢感知等關鍵技術要素，深度整合用于整體無線通信攻防中[3]。最有效的無線通信安全措施始終專注于保持最好的通信網絡就緒狀態，能夠識別和防御威脅，確保安全冗余、數據不可更改性，系統在受到攻擊時能夠快速、準確地響應，并能夠指揮人、裝備和技術的組合來“抗擊傷害”。

2無線通信迷霧案例

當前，無線通信網絡面臨的威脅不斷變化，全球主要大國無線通信安全的競爭加劇，美軍無人裝備的通信網絡所面臨的威脅也越來越嚴峻，伴隨無人機在軍事行動中的整合，事故威脅對無人機的整體安全性具有十分重要的影響[4]。有趣的事件之一是2011年12月伊朗部隊聲稱捕獲了前哨RQ-170無人機，美國媒體暗中證實了這一說法。美國總統奧巴馬聲明，要求將無人機返還。但是，在這種情況下，依然對伊朗部隊是否捕獲美軍無人機存在爭議。整體存在2種流行的論調，分別解釋了RQ-170無人機被伊朗部隊捕獲的可能方式。第1種解釋是漢弗萊斯認為伊朗方面是利用了無人機傳感器導航系統的脆弱性，被具有影響導航系統的GPS信號所攻擊。在攻擊中使用有關破壞GPS功能的干擾信號，進一步通過偽造GPS信號實現無人機的原有GPS系統混亂。GPS衛星信號被來自本地發射機的欺騙性更強的GPS信號覆蓋。偽造的GPS信號模擬了GPS衛星信號，導致無人機對當前位置的錯誤判斷。這一理論的支持者假設伊朗部隊干擾了無人機的衛星通信，欺騙了GPS信號，將無人機安全降落在伊朗的飛機場上。盡管所描述的攻擊難以執行成功，但并非不可能[5]。

第2種解釋是由于美軍技術故障造成的無人機丟失。該理論假設無人機可能由于技術故障導致空襲中降落在伊朗領土，才可能使伊朗軍隊得以捕獲無人機。一些報道稱美軍希望摧毀無人機以確保敏感數據的機密性。但技術故障理論表明RQ-170無人機無法自行銷毀。不管這個理論是正確的還是錯誤的，表明無人機在安全性方面有必要擁有自主檢查功能。無人機必須具備在發生嚴重故障時自主選擇正確策略以維護系統機密性。無人機的部分自主系統在其傳感器系統上要想正確運行，傳感器系統必須作為持續開放的輸入渠道獲取信息，因此也是最容易受到攻擊的渠道。2種猜想都表明，需要注意無線通信中的安全問題。

3無線通信安全策略

3.1建立彈性無線通信平臺

應對無線通信迷霧保證通信安全的第一步，是在一定程度上建立一個更具彈性的信息通信作戰平臺。從作戰指揮官開始，確定平臺對應的動態調整能力。這些任務不是簡單的網絡或信息任務，而是他們可以使用所有可用的手段指揮信息系統和裝備，可以指揮的范圍包括彈道導彈防御、核指揮和控制、航行自由、兩棲攻擊、近距離空中支持、外圍防御及后勤支持等，然后確定通信關鍵節點彈性信息操作平臺可以成功用于執行這些任務，這些操作需要依靠多個通信彈性節點協同來獲得任務的成功[6]。通信節點分布的識別涉及到那些可以彈性運營的流程，它們的主要操作員通過技術來執行通信進攻和防御。這些操作需要對數據節點充分了解，例如所需信息以及這些數據和信息的來源。

分析通信節點分布信息不僅對完成任務至關重要，還需要理解如何以及在何處生成信息、存儲、傳輸以及當前狀態是否受保護。包括對單點的分析和識別對手可能針對的中斷命令、控制或阻礙流程等重要信息。還包括通信密鑰上的數據和信息屬性，例如數據的及時性、污染性、信息的分類和可發布性信息、冗余信息源，以及任務的潛在帶寬和戰術邊緣信息。這是一個端到端的彈性運營、技術和系統領域的基礎結構組成的深度通信保護系統。

3.2加強無線通信的信息加密和認證

軍事通信應能抵抗信息傳輸過程中的干擾和其他未知類型的威脅，應具有安全端到端傳遞消息的能力，所以通過無線傳感器傳輸信息需要加密，以便在整個傳輸過程中實現并維持數據認證、數據機密性和數據完整性。安全密鑰協議和密鑰分發是有關安全通信傳輸的主要問題，需要可信的第三方密匙分發中心或主站，以確保2個節點之間的密鑰協議。

在無人機領域，無線傳感器的通信安全至關重要。隨著無人機在軍事上的使用越來越多，它們通常帶有對手嘗試獲取的敏感信息。無人機由各種模塊組成，這些模塊不可避免地攜帶各種漏洞。例如，通過GPS欺騙攻擊或WiFi攻擊，對手可以獲得敏感信息乃至捕獲目標無人機。實際上，無人機很容易受到這樣的攻擊。

無人機通信安全包括以下幾個方面：

①竊聽：缺乏加密和其他保護機制，開放環境中的無人機信息易被對手直接訪問。

②信息注入：不嚴密的身份驗證方案，對手可以偽裝為的合法實體注入虛假信息或命令。沒有可以防御大量DoS/DDoS機制，大量帶有病毒的輸入信息攻擊單個目標無人機，從而導致無人機的合法用戶對無人機失去控制。

③可用性：被定義為網絡安全的關鍵特征，意味著當無人機受到攻擊時，仍可以提供有效服務。

④機密性：確保無人機之間的通信信息不能泄露給未經授權的用戶、實體或第三方。

⑤完整性：消息傳輸過程不中斷，并且收到的信息應與發送的信息完全相同。如果沒有完整性保護，網絡中的惡意攻擊或無線信道干擾可能會導致信息被破壞，從而導致信息無效[7]。

⑥身份驗證：由于和無人機通信屬于多元異構網絡，每個節點都需要能夠識別身份和與之通信的節點的名稱。不帶身份驗證，對手可以輕松冒充合法的節點，獲得重要的資源和信息并干擾其他節點的通信。

⑦不可否認性：用于確保節點不能否認已發出的信息。這是對無人機各種行動的責任管理，當安全問題出現時提供查詢依據或手段，從而防止無法追溯行動命令源頭。

3.3弱通信和無通信的態勢感知協同

態勢感知是在一定時間和空間環境中對元素的感知和對含義的理解，并對后續狀態的預測。在復雜環境中，通信總是會受到各種各樣的攻擊，所以需要增加弱網和無網通信的協同，將復雜環境的通信編織成網，進行多域協同，盡可能地減少通信損失[8]。

弱網和無網通信的感知，第1步需要感知通信環境中相關元素的狀態、屬性和動態。對于不同域和不同目標，通信要求也是不同的。通信中態勢協同需要感知的要素，如其他通信節點、任務要求、協同能力及通信帶寬等。信息的感知可以是視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺或一種組合，這些信息通過態勢連接關系協同在一起，加強通信的敏銳性。第2步需要對信息進行凝練和提取，理解通信的信息，并不是像感知一樣僅獲取信息，還需對信息背后蘊含的內容進行分析，面對弱網絡和無網絡通信出現問題，還需進一步分析其出現問題的真正原因。最后需要對通信狀態進行預測，根據前2步獲取的信息和知識，立足當前的態勢分析，預測未來的態勢，做出弱網和無網通信的協同方案。

4結束語

越來越先進的技術手段能讓指揮官看到越來越多的態勢信息，但有時面對科技迷霧，很難看清對手的真實意圖。如果可以在先進技術上運用得當，保護自己的裝備、信息通信安全等，透過科技迷霧識別對方的真實意圖，并使用“欺騙”手段，進一步迷惑對手，將會大大提高軍事行動的成功率。可以預見態勢感知在未來戰爭中會起到重要作用，而無線通信是信息傳輸交流的生命線，需要意識到它的重要性，提高弱網和無網通信的安全和協同性能。

參考文獻

[1]魏軍民.借“AI之手”撥開戰爭迷霧[N].解放軍報， 2020-07-03（011）.

[2]史飛，程雪.戰場偽裝加重“戰爭迷霧”[N].解放軍報， 2019-05-31（011）.

[3] JAVAID A Y， SUN W， DEVABHAKTUNI V K， et al. Cyber Security Threat Analysis and Modeling of An Unmanned Aerial Vehicle System[C]//2012 IEEE Conference on Technologies for Homeland Security （HST）.WalthamIEEE， 2012：585-590.

[4]劉樹才.技術變革與戰爭“迷霧”演化[J].國際展望，2018，10（4）：80-97，155-156.

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[6]劉偉.關于人工智能若干重要問題的思考[J].人民論壇·學術前沿，2016（7）：4-11.

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[8]仇建偉，王川，程向力.面向服務的戰場態勢感知與協同技術研究[J].中國電子科學研究院學報，2012，7（2）：129-135.