世界网络信息技术军民融合创新发展现状

□张新征   2018-06-19 04:01:21

在网络技术高速发展的时代背景下,如何应对网络威胁,确保国家网络安全,在网络战中立于不败之地,世界各主要发达国家均走上了军民融合的创新发展道路——

领导网络安全委员会的前纽约市长鲁迪·朱利亚尼与特朗普

北约发布《塔林手册2.0》版,进一步扩展了非战争情况下的网络行为规则,从而实现了对战时、和平时期网络行为的全方位覆盖强化战略统筹,网络空间军民融合发展趋势凸显

美国和北约积极推动网络空间领域军民融合发展,强调政府部门联合大型网络安全公司共同抵御网络安全威胁,发布非战争情况下的网络行动规则,竭力巩固其在网络空间的主导权。英、日制定了统筹网络安全发展的战略文件。俄、澳等国也积极应对国家域名、物联网等领域的网络安全威胁。

美国出台军民统一的国家网络安全战略

2017年1月,美国总统特朗普成立了由十几家大型网络安全公司与科技公司企业家组成的网络安全委员会,反复研讨国家网络安全政策,整合利用私营企业的网络安全技术和管理经验。

2017年5月11日,在推迟111天后,美国总统特朗普终于签署了《增强联邦政府网络与关键性基础设施网络安全》行政令,全面部署网络安全“问责制”。这项行政令要求采取一系列措施来增强联邦政府及关键基础设施的网络安全。在国家网络安全方面,《行政令》要求国务院、财政部、国防部、司法部、商务部、国土安全部和美国贸易代表办公室,在90天内联合向总统报告慑止威胁和保护民众的战略选择。

2017年12月18日,美国白宫发布《美国国家安全战略》,高调宣示加强主动防御和网络攻击回应能力,明确为有效威慑和打击恶意网络行为体,要加强与私营机构的合作,共享信息,提高网络攻击溯源能力,及时处理恶意的网络行为。

北约发布和平时期的网络行动国际规则

北约合作网络防御卓越中心发布了2017年版的《网络行动国际法适用性的塔林手册2.0》版。该手册在网络行为范畴内对大量现有国际法专项制度进行了审查,具体包括《人权法》、《航空与空间法》、《海洋法》、《外交与领事法》等,适用于从和平时期法律制度到表现为网络行为冲突性活动等对应的各领域国际法条款,且涵盖一系列用于规范网络空间内事件的国际法原则。《塔林手册2.0》是在《塔林手册1.0》的基础上,进一步扩展了非战争情况下的网络行动规则,从而实现了对战时、和平时期网络行为的全方位覆盖,以增强北约对网络空间行动规则的主导权。

英日制定统筹网络安全发展的战略文件

2017年3月1日,英国政府正式出台《英国数字化战略》,积极应对数字化环境及其安全问题。《战略》明确了英国在启动并推进数字化业务、试用新型技术或者实施先进技术研究方面占据优势地位的途径,其中的战略任务包括“为英国提供全球最为安全的在线生活与工作环境”。

2017年7月13日,日本内阁网络安全中心通过了《网络安全2017》和《网络安全研究开发战略》,并决定实施《聚焦2020展望未来网络安全发展》长期战略。

俄澳积极应对国家域名、物联网设备等关键领域的网络安全威胁

为了加强俄罗斯国家域名的安全,俄罗斯互联网国家域名协调中心委员会研究制定了《2017~2019年优先发展方向和战略任务草案》,提出了预防和消除俄罗斯境内外域名服务器节点面临威胁的具体措施。

2017年5月,澳大利亚发布《国家网络安全战略(修订版)》,主要目标是打击网络犯罪、联合业界提高物联网设备安全性、降低政府IT系统的供应链风险。

IBM的50量子比特位计算机

2017年3月1日,英国政府出台《英国数字化战略》,积极应对数字化环境及其安全问题

2017年是5G国际标准正式启动和推进的一年,全球5G进入标准和研发的关键阶段促进跨界融合,网信颠覆性技术创新取得突破

人工智能、5G通信、量子计算、云计算等为代表的信息通信技术创新仍占据持续创新的快车道。高度并行的量子计算显示出跨代性跃升的优势。人工智能与云计算、大数据等技术加速融合,推动从大数据时代向人工智能时代的迁移。

人工智能取得重要突破

2017年11月,在联合国特定常规武器公约会议上,伯克利大学教授、资深AI研究者斯图尔特·罗素尔展示了形体类似杀人蜂的微型机器人技术演示的视频。这种形体类似杀人蜂的机器人,内置了各种传感器、广角摄像头,支持面部识别,同时装载3g炸药。特别值得指出的是,其拥有完全基于AI的反狙击技术,可轻易躲避对方狙击手的俘获。

首张5G预商用网络正式启动

2017年是5G国际标准正式启动和推进的一年,是全球5G进入标准和研发的关键阶段。全球5G研发在标准制定、频谱规划以及产业生态等方面取得阶段性进展,按照最新时间表,5G大规模试验和网络部署将提前至2019年,美欧日韩等国家和地区都将商用时间定在2019年前后。欧盟于2016年先后发布了《关于5G架构的观点》白皮书和《5G行动计划》。2017年3月,由中兴通讯和意大利两大运营商共同建设的欧盟首张5G预商用网络率先在意大利正式启动,5G的商用进展再次提速。英国政府于2017年3月发布题为《下一代移动技术:英国5G战略》,作为5G技术发展和部署的蓝图,政府将投入约1600万英镑资助建立5G移动技术中心和“国家5G创新网络”,用以试验和演示5G应用。

量子计算技术接近实用化

2017年11月,IBM发布消息称,已构建成功50比特位的量子计算机的样机,并将在下一代的IBM Q系统中向客户提供应用。IBM Q系统源于IBM在2016年开发并通过网络向公众开放使用的QISKit(www.qiskit.org)开源软件开发工具包,用户能够通过该系统创建量子计算程序,并在IBM的真实量子计算机或在线量子计算模拟器上执行。此外,边缘计算异军突起,微软的Azure盒子、亚马逊的雪球箱、谷歌的硬件,成为ICT巨头进入工业互联网、智能制造、智慧城市、能源管控等领域的最好切口。

云计算技术的军事应用加速

云计算技术在军事领域展现出巨大的应用前景,美国防部采取多项措施推进云应用,以保持其在信息技术领域的优势地位。2017年9月13日,美国防部副部长帕特里克·沙纳汉向国防部各部门下发《加速采用企业云》备忘录,提出国防部机构和各军种部应加快向云计算迁移的步伐。11月27日,美国防部云执行指导小组(CESG)发布国防部云信息征询书,宣布可能对相关政策和法规进行修改,以加速推动军方采用企业云,并计划于2018年夏季签订新合同。

美军新一代PNT体系初步形成

在国家PNT体系架构和国防部“PNT开放系统架构倡议”框架下,美军新一代PNT系统建设已经取得初步成果,将在GPS卫星出现故障、敌对打击或干扰(如太阳风暴)等情况下,向战场终端用户提供可靠、自适应、高精度的定位、导航与授时(PNT)功能。

2016年8月,美国陆军成立快速能力办公室(RCO),积极寻求微芯片原子钟、冷原子干涉基于陀螺仪与加速度计的IMU、视觉辅助导航设备等趋近成熟的PNT领域颠覆性技术,重点推进包括伪卫星、乘车PNT、徒步PNT和抗干扰天线等4个子项目的可靠PNT(A-PNT)计划。

2017年6月,陆军快速能力办公室负责人肖夫纳少将称,首个A-PNT项目将在2018年初的“网络集成鉴定”(NIE)演习中接受作战评估,距实战化部署仅一步之遥。美国空军研究试验所(AFRL)也于2017年5月宣布,成功研发出可在无GPS信号环境下进行导航的“全源定位和导航”(ASPN)传感装置。

在2018年1月开始的“红旗”军演中,美国当局甚至关闭了演习区域内的内华达州、加利福尼亚州、亚利桑那州和犹他州部分区域的GPS信号服务,美国空军模拟在己方卫星系统被摧毁、没有GPS信号情况下进行空战。

肆虐全球的勒索软件病毒,包括美、英、俄及中国等在内的150个国家超过30万台电脑受到勒索软件WannaCry攻击加速力量整合,美国网络战能力可用性显著增强

随着网络司令部(CYBERCOM)于2017年8月被正式列为美军第10个联合作战司令部,包括专业网军、网络战指挥管理体制和网络战武器技术研发在内三位一体的美国网络战备力量已形成规模,网络攻防能力显著增强,新的信息化代差正在加快形成。网络空间传播具有快捷性和蝴蝶效应,美国秉持主动、外向、绝对能力优势、低风险偏好的网络安全战略,大规模扩充网络战力量,只会加深他国不安全感,影响国家间的战略互信,引发全球网络军备竞赛。

突出网络威慑能力统筹建设

2017年1月20日,白宫网站首次公开宣布发展网络攻击能力,宣称网络战就是新兴的战场,必须采取任何手段保卫美国的安全秘密和系统,并指定美国网络司令部负责优先发展网络攻防能力。网络司令部不但拥有各军种建设中的133支网络任务部队,还将加强与化工、商业设施、通信、关键性制造业、水坝、国防工业基地、应急性服务、能源、金融服务、粮食与农业、政府设施、医疗与公共卫生、信息技术、核反应堆与材料以及水与废水处理等16个民营行业对接,在关键性基础设施防护中发挥重要作用。美军在战略上已将网络空间的攻击行为视为现实空间的侵略行为,将攻势作战作为夺取网络空间主动权的主要方式。

2017年8月18日,特朗普宣布将网络司令部升级为一级司令部,称这个新的联合作战司令部将加强美国在网络空间的行动能力,显示了美国应对网络威胁的决心,能够消除美国盟友和伙伴的疑虑,并对敌方形成威慑。

全面提升武器系统的网络战适应性

2017年1月,美国陆军装备部宣布组建新的防御性网络行动项目办公室,负责威胁监控、网络工具、网络分析、取证与恶意软件判断和网络任务规划等项目;陆军网络电磁作战部队也将整合网络空间作战、信息作战和电子战力量,从2018年10月1日起投入实际运用。

2017年2月,美国空军成立了“武器系统网络弹性办公室”(CROWS),以增强武器系统在遭到网络入侵或攻击时的适应性。美国空军计划在B-21战略轰炸机与携带核弹头的巡航导弹之间建立数字通信网络;美国陆军已开始为“爱国者”防空反导系统提供包含206项现代化加密组件的网络安全升级;美国海军与雷声、Leidos、博思艾伦、诺思罗普·格鲁曼、科学应用国际集团等7家公司签署了为期5年、总额达10亿美元的网络空间科学、研究、工程制造与技术集成协议,包括升级潜射核导弹的网络安全性。

网络军火民用化首次引发全球性危机

美国NSA(美国国家安全局)、CIA(中央情报局)等国家网络安全机构在持续研发各类进攻性网络武器,利用高度“模块化”工具编写,具备“防追溯”、“嫁祸”等功能的网络武器,模糊攻击者的攻击特点,增加成功追溯到攻击发动者的难度。美国泄露的军火级攻击平台、漏洞利用工具和恶意代码,以及攻击思路,已成为威胁全球基础互联网安全、破坏网络空间安全稳定的重要因素。

2017年4月14日,黑客组织影子经纪人(Shadow Brokers)公布了NSA旗下方程式组织使用的网络武器库(Equation Group),涉及多个Windows 系统服务(SMB、RDP、IIS)的远程命令执行工具。2017年5月12日,全球爆发了大规模的勒索软件攻击事件,包括美国、英、俄罗斯及中国等在内的150个国家超过30万台电脑受到勒索软件WannaCry攻击,对能源、电力、交通、医疗等领域的关键信息基础设施造成严重影响。

2017年4月26日,美国“算法战跨职能小组”(AWCFT)成立,并启动了Maven项目,加速将大数据、人工智能和机器学习整合到国防部项目

行驶中的Waymo无人驾驶汽车,预计无人驾驶汽车测试活动将在2018年加速,最终改变人们出行的方式突出需求牵引,人工智能技术得到广泛应用

随着所处信息环境和数据基础的深刻变革,人工智能开始迈进新一轮发展阶段,呈现出大数据、跨媒体、群体性、自主化、人机融合的发展新特征,以军事应用为重点的军民需求,成为人工智能技术发展的重要动力,相比历史上的任何时刻,人工智能都要更加接近于人类智能。

军队智能化建设进入“快进”模式

人工智能是美国防部制定“第三次抵消战略”的核心,重点通过研发以智能软件为支撑的武器,维持美国的作战优势,现已应用于美军情报筛选、自主性无人机和无人地面车辆等领域。美国防部2017财年投资125亿美元用于研究机器人、自主军事系统等革命性技术与能力。

2017年3月,美陆军发布《机器人与自主系统战略》,详细论述了如何将新兴技术融入到美陆军部队未来组织结构中,及如何发展人机协同能力。

2017年4月26日,美国防部常务副部长罗伯特·沃克批准成立“算法战跨职能小组”(AWCFT),并启动了Maven项目,通过与工业界、学术界和国家试验室的合作,重点推进在国防情报任务领域,开发、利用或部署人工智能、自动化、机器学习、深度学习及计算机视觉算法的计划,加速将大数据、人工智能和机器学习整合到国防部项目。Maven项目现阶段主要研发任务包括:面向广域动态图像的计算机视觉模型;战术无人机全动态视频;使用云计算进行视频处理和传播;模型输出数据库的索引与搜索;人工智能界面;面向前方作战人员的视频支持等,并已为作战系统提供了首批算法。在2017年11月的英伟达GPU技术会议上,“算法战跨职能小组”主管约翰·沙纳汉中将建议国防部不再采购不具备人工智能能力的武器系统。

2017年,俄罗斯军方在叙利亚战场部署了“天王星-6”无人战车用于战场扫雷,并加紧研制与“捕食者”性能相当的“巡逻哨-600”无人机。俄罗斯还计划开发包含人工智能技术的导弹,并计划将机器人宇航员“费多尔”送入国际空间站工作。

无人驾驶汽车接近成熟

无人驾驶目前是人工智能领域最为热门的应用场景,在机器视觉、深度学习、增强学习、传感器技术等主要人工智能细分技术的推动下,无人驾驶汽车技术接近成熟。谷歌无人驾驶汽车已累计行驶500万公里,其最新技术可以达到平均连续8000公里1次人工干预。谷歌旗下的专业自动驾驶公司Waymo于2017年11月7日对外宣布,将对不配备安全驾驶员的无人驾驶汽车进行测试。2017年底,Waymo的无人驾驶汽车开始在美国亚利桑那州的街道上投入运营。2018年1月底,Waymo从亚利桑那州交通部门获得了提供交通网络服务的许可,Waymo的无人驾驶小型货车能够在亚利桑那州向乘客提供收费交通服务。预计无人驾驶汽车测试活动将在2018年加速,最终改变人们出行的方式,并带来上千亿美元的产值。

无人机“蜂群”开始走上战场

集群智能(Swarm Intelligence)作为一种颠覆性技术,一直被军事强国作为军用人工智能的核心。2017年1月9日,美国防部公开了战略能力办公室(SCO)无人机“蜂群”的试验情况,这也是SCO以融合军民技术的途径发展空射式“灰山鹑”微型无人机群取得的最新进展。在加利福尼亚州中国湖试验场,美国海军3架F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机编队,以接近音速的速度(0.9马赫)发射出103架“灰山鹑”(Perdix)微型无人机,而后进行了无人机群的集体决策、自修正和自适应编队飞行演示,大规模“蜂群”已依托云处理等技术实现了“云协同”,显示出较高实战化水平。“灰山鹑”无人机原是由美国麻省理工学院航空航天学部发展出的全复合材料制造、锂电池推进的一次性微型无人机,被SCO选中发展为空射微型无人机,采用全商用部件,可执行压制防空、侦察和巡飞攻击任务。

俄罗斯国防部披露,2018年1月5日晚至6日清晨,有13架携带简易爆炸装置(IED)的无人机攻击了在叙利亚的俄罗斯军事基地,其中赫迈米姆空军基地的防空系统探测到10架无人机,塔尔图斯海军基地的防空系统探测到3架无人机,均遭到俄军电子战装备和铠甲-S近程防空系统截获或摧毁。由恐怖组织发动的此次无人机群袭击未遂事件虽然规模技术和水平有限,但标志着围绕无人机“蜂群”作战的攻防对抗已经登上了战争舞台。

推进采办改革,网信军民融合体制机制持续创新

面对大数据、人工智能、新型计算等网信领域颠覆性技术的迅猛发展,世界主要国家积极推进国防采办改革,强化决策咨询力量,设立新兴技术管理机构,继续简化采办流程,推动“军-民”技术、人才等资源供需联系更加紧密,形成双向激励的推拉合力,有效满足美国第三次抵消战略对网信技术创新的要求。

科技战略统筹与咨询机构地位凸显

2017年1月、10月,美国国防创新咨询委员会(DIAB)先后召开会议,阿尔法贝塔集团执行主席艾瑞克·施密特等顶尖创新家、学者和商业领袖齐聚一堂,批准了任命国防部首席创新官、将计算机科学打造成国防部核心能力、评估先进武器赛博安全的脆弱性、促进人工智能和机器学习创新、建立跨部门技术加速机构、实现快速采办能力制度化等向国防部的建议。

2017年2月27日,英国国防部长麦克尔·法隆宣布成立国防创新咨询委员会,任命世界知名科学家杜兰特·惠特教授为国防部首席科学顾问,指导和推动国防部的科技创新计划。

4月28日,美国总统特朗普签署一项行政命令,组建美国技术委员会(ATC)并亲任委员会主席,统筹联邦政府信息技术设施的现代化建设。

军民双向互动的组织管理体制不断成熟

2017年5月,美国运输司令部新成立的卓越云中心(CCoE)开始与国防创新试验小组(DIUx)合作,由卓越云中心提出任务需求,国防创新试验小组负责试点合同签署,在90天内使用商业创新方案解决美国运输司令部网络问题,控制信息技术基础设施成本,增强了网络敏捷性、弹性和创新性。

10月,美国防创新试验小组首次将科技研发试点项目转化为全面采办项目。通过DIUx的“商业领域方案征集”(CSO)机制,商业网络安全公司钛金(Tanium)从2016年9月获得试点合同,在1年的时间内完成了从软件开发到军方试验评估的过程,与美陆军签署了一份5年期、价值7.5亿美元的生产合同。

2017年10月,美空军在内华达州拉斯维加斯成立AFwerX创新中心,采用类似国防创新试验小组模式,寻求各地区传感器技术、多模传感器集成、计算机视觉和机器学习算法等先进民用技术,提高空军航空航天科技创新能力。

开放式融合创新机制推陈出新

美国防部特别注重采用提案/工业日、网络众包平台、漏洞奖赏等方式,扩大网信技术创新竞争范围,广泛吸收专业技术力量,推进先进科学技术快速转化为战斗力。2017年1月30日,DARPA战术技术办公室举办“提案日”,就新型“进攻蜂群使能战术”(OFFSET)项目的构成和目标向申请者提供信息。2月,情报高级研究计划局启动长达数年的“众包证据、论证、思考和评估”(CREATE)项目,使用众包平台帮助情报分析师和决策者开展推理、假设等活动。5月底至6月23日,美国空军举行名为“入侵空军(HTAF)”的漏洞赏金项目,奖励成功入侵空军的白帽黑客,以更好地保护空军的网络资产。

2017年2月15日,俄罗斯先期研究基金会与圣彼得堡国家信息技术、力学与光学研究大学签署合作协议,将依托该大学信息转换技术系建立联合实验室,吸引高端人才,开展信息技术与其他多个技术领域的跨学科研究。

编辑/刘兰芳

“灰山鹑”微型无人机被美国战略能力办公室(SCO)选中发展为空射微型无人机,可执行压制防空、侦察和巡飞攻击任务

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