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美刊：“馬賽克戰”網絡可服務于海軍遠征部隊

2022-02-18 11:45:45

來源：防務快訊

簡介?
       美國Signal雜志2021年12月刊刊登了一篇名為《“馬賽克戰”網絡可服務于海軍遠征部隊》的文章，介紹了美海軍“遠征前進基地作戰”（EABO）概念面臨的挑戰，以及如何在馬賽克戰中保護遠征網絡，避免賽博安全漏洞造成的信息優勢喪失。本文編譯了該文的主要內容。
        美海軍遠征部隊正在探索和制定一種新的作戰概念，該概念有可能實現小型、可擴展的自主性編隊組織彼此獨立作戰，這點對于機動部隊來說非常需要。該概念被稱為“遠征前進基地作戰”（EABO）。EABO概念所面臨的挑戰是如何在“馬賽克戰”中保護遠征網絡，從而避免信息優勢喪失之類的問題，在最近一場兵棋推演中，美軍遭遇了這一嚴峻的問題。

▲ 海軍陸戰隊的戰術系統支持活動對海軍陸戰隊隊員進行移動聯網訓練
 
01 EABO概念與美軍轉型
        2021年10月，一場新的聯合作戰概念兵棋推演，見證了美軍在沖突中幾乎立即喪失對數字網絡的訪問權。從沖突一開始，信息就變得不再可用，而在過去30年中，信息對于美軍而言不僅隨時可用，而且無處不在。美國空軍參謀長聯席會議副主席約翰•海頓（John Hyten）將軍解釋：“由于各作戰域均有大量遠程火力，如果聚集在一起，敵人就會知曉你的位置，那么就會很容易受到攻擊。”
           美國海軍陸戰隊指揮官大衛•H•伯杰（David H. Berger）將軍在2020年3月發布的《2030兵力設計》中，設想了未來海軍遠征部隊作戰方式將發生的重大變化。海軍陸戰隊部隊正在將重點從反恐斗爭轉向新的大國競爭上，以期贏得海上競爭，實現海上威懾。此舉支持了美軍的國防戰略轉型，轉型的核心是，在對抗性環境中開展作戰行動的建制部隊能夠具備機動性和分散性。美軍在對手的威脅范圍內將始終存在后備部隊，并為更大規模的海軍戰役提供協助。根據《2030兵力設計》，美海軍將利用低特征平臺和有效載荷開展“技術上具有破壞性、戰術上持續待命的交戰”，以“對抗侵略者的海軍部隊”。為了實現這一革命性的愿景，美海軍陸戰隊正在對EABO概念進行試驗，通過建立遠征前進基地（EAB），讓較小型的海軍陸戰隊小組分散開來，與美軍的競爭對手交戰。 
         EABO概念，包括伯杰將軍所說的通過增添先進的傳感器和各種自動化和自主武裝平臺，將“徹底轉變”美海軍陸戰隊的戰術。這些能力將整合與殺傷性平臺配對的傳感器或在組網蜂群中具有補充能力的單任務平臺之間的目標瞄準數據。數字通信和組網設備越來越多，表明需要有建制的賽博安全能力來管理和保護關鍵系統。然而，目前美海軍陸戰隊新的瀕海作戰團（MLR）人員配置結構并不包含擁有重要賽博安全專業知識的人才。與此同時，目前也正在對開展EABO的各項能力進行測試，如在2021年美海軍大規模演習期間發射一種新的反艦導彈系統。《2030兵力設計年度更新》中概述的眾多能力和基礎條令的加速發展表明，美海軍遠征部隊在對抗性環境中作戰時，需要保護其“馬賽克戰”網絡免受新興賽博威脅的影響。

▲ “馬賽克戰”概念為海軍陸戰隊提供了能力韌性和可靠性

02“馬賽克戰”的賽博安全風險
          美國國防高級研究計劃局（DARPA）的“馬賽克戰”概念結合了不同平臺的功能特征，就像馬賽克瓷磚一樣，將組成一支更大型的兵力編隊組合。根據不斷變化的任務需求，小型、可擴展的系統將從一系列選項中動態地實現各種效果。“馬賽克戰”通過將無人系統與現有或新出現的各種能力以創造性和不斷變化發展的組合方式連接起來，實現了一種新的機動形式。美海軍陸戰隊的后備部隊將能夠融合來自多個域的能力，以創造出伯杰將軍在2022年向國會作證時所說的“集結而不集中的優點”。他所設想的能力包括由遠征火力遙控地面作戰系統發射的反艦海軍打擊導彈、機動式輕型兩棲戰艦、以及由中空長航時無人機系統（UAS）所進行的長航時遠程空中偵察。美海軍陸戰隊瀕海作戰團將與現有F-35戰斗機的各種能力組網，未來還將與先進的彈藥和一系列無人系統組網，以增強威懾力。
        這些平臺和有效載荷將為美海軍陸戰隊提供可靠且可消耗的“馬賽克”系統，可用于整體部署或獨立部署。通過數字手段連接自主平臺將支持快速機動和靈活的能力聚合。雖然靈活連接可實現在多個系統之間快速分發數據和開展通信，但也存在一個潛在的戰略漏洞，即需要不斷耗費人力工作才能確保對各個系統進行加固，從而抵御惡意行為者的攻擊。
         可將“馬賽克戰”作戰原則應用于保護在賽博域內組網的各項EAB作戰能力。這一主題的先驅思想家，美國空軍大衛•德普圖拉（David A. Deptula）中將將“馬賽克戰”稱作“利用信息網絡、先進處理和分解功能力量”的一種戰爭方式。
        在嚴峻環境中作戰，必須具有一個復雜、先進網絡架構，連接各項能力，進行整合和集成（如F-35戰斗機或各種無人機系統平臺），但這也為對手提供了目標瞄準機會。短距離或長距離射頻（RF）傳輸需要直接連接，才能實現同步作戰，但這會給遂行任務帶來額外風險。考慮到軍事行動的動態性質，在整合各種系統以及確保適當的指揮控制方面，極有必要采用射頻支持的連接。長距離的射頻連接，如衛星通信（SATCOM）中繼，能夠在廣域傳播數據，但需要大型且昂貴的設備，可能難以與無人機系統平臺等機動系統一同使用。
        衛星通信中繼不一定能夠滿足系統互操作性所需的帶寬和吞吐量水平要求。5G電信塔雖然能夠提供足夠的吞吐量/帶寬，并可以將其設計得足夠小從而在班一級的部隊使用，但由于其使用的是毫米波信號，覆蓋范圍有限（約為1500英尺），難以達到所需的互操作性水平。802.11無線接入點和藍牙連接也會出現類似的問題，因為兩者都伴隨著安全性、帶寬、吞吐量和覆蓋范圍的限制。理想的遠征網絡要能進行身份驗證，具備加密和頻繁傳輸的能力，以確保殺傷鏈的流暢性。建立這些連接會使組網系統像馬賽克瓷磚一樣，朝著預定的目的或任務運行。
         在現有技術和新興技術的支持下，每天都有連接方案被開發出，以期實現無處不在的連接。在將部隊部署到國外時，如果當地的通信骨干網具有足夠的安全性和吞吐量，則與其連接也是一種方案。但這種類型的連接不太可能在欠發達地區或危險地區等嚴峻環境中使用。

▲ DARPA的“馬賽克戰”概念構想
        使用EAB就必須建立與傳統連接保持斷開的數字網。其中一種實施方法是由F-35戰斗機創建類似的遠征數字網，可用于協調多個地面或空中平臺的行動。另外，5G移動連接是美海軍陸戰隊米拉瑪航空基地正在開展的EABO實驗的組成部分，可用于整合班一級的部隊。這兩種連接機制都將根據任務需求和作戰要求，實現流暢的動態連接。但是，這兩種數字連接類型的進一步開發和測試，則需要在作戰使用過程中進行更多的評估和實地測試。無論是哪種連接機制，EABO數字連接都需要對整合后的系統進行分散管理。然而，這些無處不在的連接帶來的互聯互通，也形成了關鍵的賽博地形，并導致潛在漏洞，如果沒有適當的賽博安全機制，就會帶來巨大的風險。 
         根據2020年12月發布的美海軍陸戰隊條令出版物1-4《競爭》，美海軍陸戰隊將利用防御性賽博空間作戰行動來對抗對手在賽博域的侵犯和攻擊。這樣做的目的是“公開點名批評”某個可疑組織的敵對行動。然而，該方法無法對在EABO中使用的孤立網絡單獨進行調查。可以利用基于云的分析方法，對整個企業范圍內EABO網絡受到的惡意攻擊、遙測數據和危害指標進行分析，以計算和評估入侵事件。如果EAB包含一個賽博安全系統，例如安全信息和事件管理（SIEM）系統，則可以自動調查入侵，從而提高其防御的有效性。整合系統日志與通過SIEM系統生成的分析結果，能將可疑活動導出到基于云的存儲，這種機制將允許大范圍查找在多個動態聯網設備中存在的惡意攻擊。但這些日志將僅限于與EAB互連的能力日志，而且SIEM系統將僅支持綜合分析，不提供有關威脅的任何詳細數據。雖然這種能力將提高本地信息技術（IT）專家的能力，但需要持續的關注以及掌握最新水平的賽博專業知識，才能發揮其作用。

03運用人工智能和機器學習
          在遭到由國家支持的賽博行為者所發起的攻擊時，使用預先配置的邏輯、人工智能（AI）和機器學習（ML）來分析惡意攻擊能夠保護關鍵系統免受攻擊。將一個安全協調、自動化和響應（SOAR）平臺包含在內，作為整合所有遠征網絡事件數據的企業級分析平臺，將增強本地威脅分析能力，自動對入侵行為做出響應，并最大限度地減少對現場賽博安全資源的需求。使用威脅情報自動化響應選項來豐富SIEM系統的數據，從而對惡意攻擊立即采取行動，是一種可定制的防御措施，可以根據對全球惡意賽博攻擊的觀察，來對這種防御措施進行修改。這些自動化響應選項可配置為人在回路中的行動（進行提示，通知IT專家其已建議采取某項行動）、人在回路外的行動（預先配置的邏輯可代表IT專家執行響應行動）以及活動通知（發生在所防御網絡內的活動）。
        將無處不在的連接能力作為“馬賽克瓷磚”進行整合，使得小型、可擴展的平臺能夠在對抗性環境中執行遠征任務。但即便如此，由于其連接的性質使然，這些互聯互通的系統也將會導致一些系統性漏洞。這些漏洞不僅為賽博行為者侵入EAB系統提供了機會，而且還可能使對手得以對抗美海軍遠征部隊的作戰行動。因此，必須優先考慮一種賽博防御策略，納入分層和自動化的安全模塊，為具有抵御能力和有韌性的賽博基礎設施提供支持。在未來，如果對手在與美海軍遠征部隊相同的對抗性環境中作戰，則目前用于保護類似網絡的方法，可能不足以抵御這些對手所造成的賽博威脅。 
        在動態變化的目標環境中，通過應用馬賽克戰概念，EAB數字網能夠成為聚合各種能力的力量倍增器。在應用馬賽克戰概念時，EAB網絡的互聯互通和適應性為美海軍陸戰隊提供了能力韌性和可靠性。即使一片“瓷磚”遭到破壞，其他“瓷磚”也能夠通過用于指揮控制的互聯互通性，為任務的執行提供支持。通過利用各種自動化能力，還將進一步增強這種互聯互通的有效性。
        雖然在軍事網絡中使用人工智能和機器學習是一個非常有前景的概念，但整合這兩種能力的二級和三級效果，仍然存在不確定性。如果想要快速處理通過各種先進傳感器收集的大量數據，同時向相應的決策者提供與作戰行動相關的建議，則有必要在戰術和戰略層面的網絡中整合這兩種能力。盡管這種整合將是未來軍事網絡的理想最終狀態，但美海軍陸戰隊也需要有機會熟悉其功能，然后才能對其建立并維持足夠的信任。與此同時，通過進攻和防御選項，其他自動化形式也能夠增強EAB數字網。這不僅會增強在EAB內部開展賽博作戰行動的有效性，而且還能在移動和多變的環境中，最大限度地提高美海軍陸戰隊的作戰機會。
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