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网电空间作战发展及对海上作战影响分析

2020-12-31吴鑫辉邹雨郑锐

网络安全技术与应用 2020年12期
关键词:司令部频谱电磁

◆吴鑫辉 邹雨 郑锐

(中国人民解放军91977部队北京 100036)

1 网络电磁空间战相关概念解析

美军在信息领域作战方面一直在研究和发展,先后有电子战概念、信息战概念、电磁频谱战概念、网络电磁空间作战概念等,下面对各种概念进行分析。

信息战概念:为谋求作战主动权,运用信息、信息系统和各种手段,影响、破坏敌方和保护己方信息、信息系统,取得作战优势的一系列对抗行动,是信息化战争特有的、具有先导性和主导性的作战行动或样式,大体可以分为网络战、电子战、心理战三个方面。从规模层次上分,有战略信息作战、战役信息作战和战术信息作战;从时间上分,有平时信息作战、危机时信息作战和战时信息作战;从行动性质上分,有进攻性信息作战、防御性信息作战;从杀伤机理上分,有软杀伤信息作战和硬杀伤信息作战;从任务上分,有情报战、电子战、网络战、心理战、信息设施摧毁战等。

电子战概念:是信息战的主要作战样式之一。主要由电子侦察、电子进攻、电子防御三部分构成。主要为削弱、破坏敌方电子设备与系统的使用效能和保障己方电子设备与系统应用效能而采取的各种措施和行动。

电磁频谱战概念:由电磁频谱域中所有相关军事行动组成,包括通信、雷达、电子对抗、频谱管理、指挥控制等行动,是电磁频谱域内的作战行动。

网络电磁空间作战概念:2016年美军联合出版物《网络电磁空间作战》定义“网络电磁空间是信息环境中的一个全球域,与空中、陆地、海洋和太空四个物理域相互依存,由相互依存的信息技术基础设施网络及其所承载的数据构成,这些设施包括互联网、电信网络、计算机系统及嵌入式处理器和控制器”。

从上述几种相关概念解析,可知网络电磁空间作战是信息作战概念和电子战概念的进一步拓展和延伸,与电磁频谱战有很强的关联关系。电磁频谱战主要针对电磁频谱空间内对抗,具体落实在用频系统、用频网络等之间电磁频谱对抗;网络电磁空间作战主要针对网络信息空间的对抗,具体落实在承载各类作战信息的系统、网络之间的对抗。

2 美军网络电磁空间作战力量和武器装备发展情况

2.1 美军网络电磁空间作战力量发展

2017年8月18 日,美国防部将美国网络司令部从战略司令部下属二级司令部独立出来,升级为一级司令部,至此美军总共有10个一级司令部。其中6个按战区划分,包括中央司令部、欧洲司令部、太平洋司令部、联合部队司令部、北方司令部、太平洋司令部、特种作战司令部;4个以职能划分,分别是战略司令部、特种作战司令部和运输司令部、网络司令部。根据美军一级司令部界定,一级司令部所辖部队至少包括两个以上军种的国防部司令部,其主要作用是确保美军部队在战时、平时实现按任务组织跨军种指挥,通过设立网络司令部,可以实现美陆军、海军、海军陆战队、空军网络空间作战力量的整合和统一指挥。

(1)美陆军网络空间作战力量

美陆军网络空间作战力量主要由陆军网络司令部、陆军预备役网络部队、陆军国民警卫队网络部队、陆军卓越网络中心等组成。其中,美陆军网络司令部属于指挥机构,由网络企业技术司令部、第1信息作战司令部、网络保护旅、第780军事情报旅等组成,其使命任务是接收上级指挥和指挥陆军网络电磁作战力量,发动信息空间、网络空间、电磁空间内作战行动,以确保己方部队在网络电磁空间行动自由和限制敌方在网络空间的行动。

根据美陆军训练与条令司令部发布的《网络空间作战概念能力规划 2016-2028》,未来将陆军网电空间作战能力融入全谱作战(Full Spectrum Operations,FSO),其提出了网电作战框架,包含网电态势感知、网电作战指挥、网电作战行动和网电支援等四部分,提出了贯穿态势感知、指挥决策、行动控制、效果评估等环节的网电空间作战具体发展目标和内容。

(2)美海军网络空间作战力量

美海军网络空间作战力量主要由舰队网络司令部(第10舰队)、海军网络防御作战司令部、海军信息部队、海军预备役网络作战部队等组成。其中,美舰队网络司令部属于海军二级司令部,是海军与国防部网络司令部对口部门,其职能是通过实施网络空间、电磁频谱和太空作战,确保海军和联合部队在网电空间的行动能力和决策优势。

根据《美国舰队司令部战略规划2015-2020》,确定了美海军网电作战五大战略目标及支撑举措,五大战略目标分别是建设统一的网络作战平台、先进信息情报能力、网络空间投送能力、网络态势感知能力、网络任务部队,最终达到海上信息制权优势。

(3)美空军网络空间作战力量

美空军网络空间作战力量主要包括第24航空队、第624作战中心、第67网络空间联队、第688网络空间联队、第5战斗通信大队等组成。其中,第24航空队是美空军网络作战指挥机构,其使命是为空军、联合作战部队等提供全球网络空间能力支持,指挥空军各网络作战力量行动,构建和保护空军信息网络和关键网络任务系统。

根据美国空军发布的《网络愿景2025》和《网络空间作战》,确定了未来空军网电空间作战发展方向,具体内容包括增强网电空间态势感知和指挥能力,构建敏捷、可重配置、自我治愈的网络物理系统,优化网络电磁空间作战人机系统,集中管理空军信息网络基础设施等,从而达到全面提升全谱网络效应,实现“可保证的网络优势”的构设蓝图。

2.2 美军网络电磁空间武器装备发展情况

美军网络电磁空间武器装备按功能划分大体可以分为网络电磁空间侦察性武器、网络电磁空间进攻性武器、网络电磁空间防御性武器等三大类。

网络电磁空间侦察性武器主要利用美军信息系统技术和信息基础设施技术优势,对信息系统、武器系统所涉及的计算机、防火墙、路由器、WIFI、信息传输网等设备,植入各类情报窃取和侦察类软件和硬件,能够实现信息空间的渗透、传递、控制等功能。主要工具包括植入服务器主板的IRONCHEF工具、植入防火墙BIOS的JETPLOW工具、植入手机操作系统的DROPOUT JEEP工具等。

网络电磁空间进攻性武器主要分为软毁伤网络武器和硬毁伤网络武器,软毁伤网络武器主要包括“舒特”、“火焰”、“毒曲”、“震网”等病毒,硬毁伤网络武器包括美空军开展的反电子高功率微波先进导弹(CHAMP)、EC-130伤罗盘呼叫”电子战飞机、DAPAR的Gremlin无人机等。目前美国经过多年研究发展,已具备从片段化单一代码注入发照到具有完整多功能注入,从一对一单点回传到多层、无中心的P2P传播,从依赖于单一入口、介质和存储格式,到综合运用各种隐藏、欺骗、入侵手段的网络攻击作战能力。

网络电磁空间防御性武器主要包括网电空间监控、网电空间安全风险评估、网电空间信息溯源、网电空间防护等功能组成,包括网络安全漏洞评估系统(CVA)、网络指挥控制任务武器系统(C3MS)、网络安全和控制武器系统(CSCS)等。

3 网络电磁空间战特点分析

(1)网络电磁空间是一个人造域,信息化程度越高,网络电磁空间攻防越激烈

与陆、海、空、天、电磁等几个自然域不同,网络电磁空间是一个人造域,网络化、信息化水平越高,由信息系统、网络基础设施、电磁频谱等组成的网络电磁空间越易受到攻击,危害性也越大。对于朝鲜等“网络沙漠”国家,能够对美国等网络先进国家发动网络攻击并造成一定规模的危害,而美国等国家却缺乏反击对象和空间。然而,对于我军来说,正处在由机械化向信息化、智能化转变的快速发展时期,信息系统日益庞大复杂、信息网络覆盖各类平台、信息化装备成为主战装备,对于信息武器、信息网络、信息系统组成的网络电磁空间越容易受到敌方的进攻,所造成的危害程度也越高。特别需要提出,当未来无人化、智能化作战系统发展成熟并应用实战时,由于人可控制、参与的决策部分越来越少,网络电磁战将成为主宰战争胜负的重要砝码。

(2)网络作战是典型的非对称作战,技术优势一方能够以极小代价造成极大危害

网络作战是属于典型的高技术、高智商的作战范畴,占据技术优势、人员优势、智力优势方,能够达成攻击消耗资源与所造成的伤害规模不成比例影响,属于典型的非对称作战,具有以下几个显著特征:一是机动性强,网络作战对时间、空间要求比其他领域更低,敌方能够从任何时间、任何地点发起进攻;二是攻击门槛低,信息系统和网络节点的漏洞、隐患可以从公开或半公开渠道获得,诸如美军等国家早已建立各类操作系统、嵌入式系统的漏洞库,可以根据需要发动不同规模的攻击;三是无痕作战,网络分散化特点造成无法追踪攻击者,甚至被进攻者不知道受到攻击;四是代价低,网络攻击模式属于“软”攻击,不需建造导弹、飞机等昂贵武器进行攻击,失败几乎不会造成己方损失,成功则获益极大。

(3)网络电磁作战属于非致命武器,可以为达成战争威慑、劝阻等目的发挥重要作用

美军将争议海域/陆域地带、小规模冲突地带定义为“灰色”地带,认为可以通过有限度的网络作战、电子频谱作战,极大削弱对手作战能力,达到战争威慑、阻吓等效果。在与对手海上一系列争端中,美军已通过高功率微波辐射、电磁压制等方式,展现其“软”攻击能力。而网络进攻武器就属于典型的“软”武器范畴,根据公开资料显示美军一直在研发“舒特”等网络攻击武器,能够通过远程无线信道给雷达、通信等设备注入病毒,控制或破坏作战系统、信息系统,以软攻击方式达到制胜效果。

(4)网络作战周期远远快于普通战争,短时间内可能发生攻防成百上千次,对指挥决策能力要求极高

网络战具有高时效性、高敏捷性等特征,将极大加快作战OODA决策速度,极可能发生一方感知、决策、打击周期始终快于另一方,另一方将始终处于挨打、震惊、再挨打的过程中。网络电磁空间作战具有并发行特点,能够在极短时间内发起针对多个网络的探测、识别、决策、攻击动作,网络攻击、防御双方对支持决策的系统要求极高,而且基本排除人工解算、人工指挥可能性,是“算法战”效能在网络电磁空间的实用案例投影。

4 网络空间战在未来海上作战几种样式

美军“网络电磁空间战”可以分为战略、战役、战术三个层级,具体落实到海上作战分析,网络电磁空间作战对象主要包括三大部分:一是对承载信息采集、传输、交换的信息基础设施进行攻击,包括舰艇平台上部署的信息处理器、服务器、路由器、控制器等信息基础设备;二是对承载信息存储和处理的信息系统和信息装备进行攻击,包括战场感知系统、作战指挥系统、火力打击系统、作战保障系统等信息系统以及雷达、通信、电子战等信息化装备;三是对承载信息传输的信息网络进行攻击,包括有线网络和电磁频谱空间,其中电磁频谱空间主要针对海上雷达、通信、电子战等电磁运用环境。

(1)对海上编队舰艇信息系统、基础设施等实施硬攻击

使用高功率微波武器、电子攻击等方式,对舰艇信息基础设备、信息系统进行高功率电流式攻击,直接破坏系统软、硬件,从基础设施层面直接摧毁作战能力。最典型的是美空军研究开展的反电子高功率微波先进导弹计划(CHAMP),其高功率组件可以封装到AGM-86导弹,通过发射高能电磁脉冲,从天线、传导线、孔缝等耦合进入目标系统,使被攻击装备元器件高压击穿,信息系统关机瘫痪,失去指挥控制能力。

(2)对海上编队通信、雷达、电子对抗等系统为主的电磁空间实施攻击

有针对性地对敌方海上编队电磁环境进行攻击,特别是在海上联合作战方面,通过电磁干扰、压制等方式,对编队核心节点的雷达、通信、电子对抗等信息感知、信息传输设备进行压制和干扰。目前,美海军电磁攻击武器/系统主要包括EA-18G要咆哮者”舰载电子战飞机、SLQ-32V系列舰载电子战系统、“水面电子战能力提升第三阶段(SEWIP BLOCK 3)”等,通过拓展传统电子战功能和领域,强化电磁空间联合作战能力,夺取制电磁权。

(3)对海上舰艇信息系统实施远程注入式攻击

主要通过电子战飞机、无人飞机等平台,通过远距离无线注入方式,将虚假目标、静态图像、控制命令、病毒等封装数据流向对方电子系统注入,能够达成服务终止、系统瘫痪、网络瘫痪等效果。典型案例有 2015年洛克希德-马丁公司在F-35战斗机上加载一个吊舱形式的网络电磁攻击系统(AESA),可通过远程无线数据方式将“病毒”等注入敌方武器系统;美军对EC-130罗盘呼叫器电子战飞机进行改进,可以从空中接触网络目标并对其进行操纵并进行攻击;DAPAR的Gremlin无人机也将具备向敌方数据网络注入恶意代码能力。

5 对未来海上作战发展启示

(1)加强海上网络电磁空间作战理论研究

加强海上编队网络电磁空间典型作战场景、作战概念、作战样式、组织运用方法研究,通过仿真推演等手段分析典型作战场景下网络电磁空间攻防重心、进展和要点,梳理海上编队受不同攻击强度下指挥关系和指挥流程,分析网络电磁空间系统间协同关系、职责分工、信息关系等。

(2)加强海上网络电磁空间作战指挥系统研究

加强海上网络电磁空间作战态势研究,通过网络空间可视化作战关键技术研究,监控网络电磁空间活动情况,实现网络电磁空间安全边界可视化、网络电磁空间威胁可视化、网络电磁空间活动可视化等功能;加强网络电磁空间作战指挥研究,有效整合网络电磁空间资源,指挥或协调火力打击、电子对抗、通信、雷达等实体系统在网络电磁空间活动,保护己方关键任务网络,提高海上跨域、多域指挥和协同能力;加强海上网络电磁空间作战评估研究,通过关键技术突破和原型系统研究,实现网络电磁空间这一新空间内作战效果评估,通过量化和可视化形式展现给指挥员,使指挥员能够不断根据作战环境变化和作战进度效果评估,调整作战方案,实现预期作战目标。

(3)加强海上网络电磁空间新型作战武器研究

加强海上编队电磁空间作战概念武器研究,包括高功率微波武器、海上编队低截获/低检测通信网络、平台射频隐身技术、低(零)功率雷达协同探测技术、无人诱饵虚假欺骗等新武器、新技术论证和发展;加强海上编队装备电磁防护能力,提高舰载电子设备抗强电磁脉冲、电磁环境适应等能力。

6 结束语

随着军队武器装备信息化、网络化、智能化发展,网电空间、电磁空间等作战域对未来战争影响越来越大,甚至将直接主导战争胜负主动权。本文通过对美军网络电磁空间作战概念、力量机构、武器装备等发展情况进行分析,提出了未来海上网电空间作战特点和作战样式,分析了未来海上武器装备发展方向,可为未来海上作战概念和装备发展提供参考。

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