网络化水声对抗技术
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1.2 现代战争作战空间及作战形式

随着社会的不断进步,战争的空间在不断扩展,战争的形式也在不断演进。现代战争已经成为了无处不在、无时不在、无所不包的一种存在。我们,以及身边的一切,都无时无刻不处在战争的包围之中……

1.2.1 作战空间

1.地理空间

人类首先是在陆地上生活的,最初的(部落)战争也是从陆上的短兵相接开始的,后来扩展到了水域。随着制造工具能力的提升,远程武器(弓箭、火药)的出现,使得视距作战成为了更常见的方式;随着火器威力的不断增加,特别是来到近、现代,物理学的重大突破使得各种高新科技的发展以前所未有的速度跨越,出现了威力无与伦比的智能型武器,超视距作战成为了战争的常态。信息战就是在这种条件下发展起来的。

如今,战场已经包含了陆、海、空、天,在人类已知的地理空间上实现了全方位覆盖,且实现了全天候作战。

2.赛博空间

近年来开始讨论的“赛博空间(Cyberspace)”,其含义就是“电磁网络空间”。

Wikipedia大百科全书对其的解释为石荣.对信息战中赛博空间和赛博战的解析[J].航天电子对抗,2010,26(4):44-46.:可以通过电子技术和电磁能量调制来访问与开发利用的电磁域空间,并借助此空间以实现更广泛的通信与控制能力。赛博空间集成了大量的实体,包括:传感器、信号、连接、传输、处理器、控制器,不在乎实际的地理位置,以通信与控制为目的,形成一个虚拟集成的世界。在现实中,赛博空间构建了相互依赖的信息技术基础设施网络与电信传输网络,如Internet、计算机系统、综合传感器、系统控制网络、嵌入式处理器、通用控制器等。从社会的角度讲,可以通过赛博空间实现思想的交流、信息的分享、服务的提供、活动的组织等。美国已经将赛博空间作为其核心的关键的基础设施。

《美国陆军赛博空间战概念能力计划(2016-2028)》The US Army.Cyberspace Operations Concept Capability Plan 2016-2028 [R].TRADOC Pamphlet 525-7-8,Feb.22,2010.中,对赛博空间的定义为:包含互相依赖的信息技术架构网络的信息环境中的一个全球域,包括Internet、通信网络、计算机系统,以及嵌入式处理器和控制器。

可见,赛博空间从最初的仅指电磁空间,到网络出现后,已经包含了所有实体的和非实体的网络设施,如网络设备、网络的运行介质以及传输的信息。这样一个虚实结合的空间,是确实的物理存在,但并非全是有形的实体。

赛博空间是现代战争五个作战空间之一,它和陆、海、空、天等其他空间是互相依赖的。赛博空间的节点物理上存在于其他各空间中,赛博空间中的行为可引起其他空间行为的自由发展,其他空间的行为也能对赛博空间的行为产生影响。

赛博空间可分为物理层、逻辑层和社会层三个层,由地理、物理网络、逻辑网络、赛博角色以及人五个元素组成,如图1-1所示。

图1-1 赛博空间的三个层次(五个元素)

·物理层包括地理元素和物理网络元素 地理元素是网络元素的物理位置。尽管地理边界可以接近光速的速度穿越,但与其他域间仍有物理联系。物理网络元素包括支持网络的所有的硬件和设施(有线、无线和光纤)以及物理连接器(线缆、无线电频率、路由器、服务器和计算机)。

·逻辑层包括逻辑网络元素,它是自然技术,包含存在于网络节点之间的逻辑连接 节点可以是连接于计算机网络的任何设备。节点可以是计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistants,PDA)、手机,或其他不同的网络应用。在一个IP(Internet Protocol,因特网协议)网络中,节点指任何具有IP地址的设备。

·社会层涵盖人和认知方,包括赛博角色元素和人元素 赛博角色元素包括一个人的标识或在网络上的角色(E-mail地址、计算机IP地址、手机号码等)。人元素是指网络上实际的人。一个人可以有多个赛博角色(如不同计算机上的不同E-mail地址),一个赛博角色也可以由多个用户共享(如多人共享一个登录账号)。

图1-2显示出了赛博空间中各类设施及其之间的关系,这些设施必须得到保护。

图1-2 赛博空间中各类设施之间的关系

3.作战空间

赛博空间和陆、海、空、天等空间一起,构成了现代战争的作战空间,这样的空间包含了目前人们能想象到的一切作战领域,涵盖了硬件的、软件的;有形的、无形的;实体的、虚拟的……所有的物理存在。

1.2.2 作战形式

在第五维作战空间(赛博空间)的概念提出后,关于这一空间中的作战方式出现了多种提法。

1.全谱战

美国军方认为,现代战争的形式已经发生了重大变化,不再仅仅是军事集团之间的直接对抗,而已经延伸到了社会生活的各个方面;不再仅仅是宣战之后的武装斗争,而已经渗透到了日常活动的每时每刻。这就是美军提出的“全谱战”的基本涵义。

全谱战的缩写为FSO,它的全称是Full Spectrum Operationshttp://info.publicintelligence.net/armycyberops.pdf.。美军联合武装中心(Combined Arms Center,CAC)认为从目前的情况看,①FSO包含的内容(Cyber-EW-IO,赛博战-电磁战-信息战)已经足够,但在未来,肯定还会有所突破;②FSO中贯穿三个维度,分别是:

·意志的竞争 对手是穷凶极恶的敌人、战争派别、犯罪集团和潜在的敌人;

·战略部署 包括国内广交朋友、国外争取联盟、在战区获得支持或同情;

·网络(含电磁)对抗 有线、无线和光纤技术的发展促进了计算机和通信网络的融合。

2.信息战

信息战是人类进入信息时代新出现的一种战争现象,是相对于火力战的一种新战争形态,将成为未来世界的主要战争形态。

广义的信息战指对垒的军事(也包括政治、经济、科技及社会一切领域)集团抢占信息空间和争夺信息资源的战争,狭义的信息战指战争中交战双方在信息领域的对抗。它是现代战争的本质特征之一。

信息战的作战形式主要包括http://baike.soso.com/v263578.htm?pid=baike.box.

·情报战 信息战首先反映在情报战上,是获取信息、了解敌情方面的较量;

·心理战 是旨在改变敌方心态的“攻心战”;

·电子对抗 是敌对双方为削弱、破坏对方电子设备的使用效能,保障己方电子设备正常发挥效能而进行的对抗;

·计算机网络对抗 是指通过计算机网络系统在计算机应用领域进行的作战行动。

可见,在一定程度上,信息战和FSO的概念是一致的,是一种全方位的力量比拼。因此,本书对FSO和信息战不加区分。

3.网络中心战

(1)从“平台中心战”到网络中心战

“平台中心战”是20世纪各国海军通常的做法,即海军舰艇、飞机等平台主要依靠自身的探测装置和武器进行战斗,平台与平台之间只能通过有限的几种方法共享少量的信息。

1996年,我国宣布将在东海进行导弹发射演习时,美国海军的“尼米兹”号和“独立”号两个航母战斗群以及“蓝岭”号两栖指挥舰,立即赶赴台湾海峡为时任台湾领导人壮胆。1998年以来,美、英等国的军事刊物陆续披露,美国海军在此次行动中首次试用了正在发展中的网络中心战刘江平.透析美海军的网络中心战[J].大众科学,2000(4):22-23.

1997年4月23日,美国海军作战部长Jay Johnson在海军学会的第123次年会上称“从平台中心战法转向网络中心战法是一个根本性的转变”,并称网络中心战是200年来军事领域最重要的变革和成系统有限公司.打造中国的网络中心战体系[EB/OL].http://www.isl.com.cn/download/network%20centric%20war.pdf.。美国海军“空间、信息战、指挥与控制司令部”司令塞伯罗夫斯基海军中将在1998年1月号《美国海军学会会刊》上发表了“网络中心战——起源和未来”一文,标志着网络中心战概念的正式诞生郭扬.网络中心战:信息战的精彩一跳[Z].国防报,2002年09月24日,第6版.。2002年8月15日,美国国防部在向国会和总统提交的2003财年《国防报告》中,正式提出了网络中心战的理念,称美国对阿富汗的军事打击行动是网络中心战的雏形。报告把网络中心战列为美军未来的主要作战样式。具体由三个可互操作的作战网络组成,即联合计划网络、联合战术网络和联合跟踪网络。这三个网络将传感器、射手(射击武器)、指挥节点全部连接在一起,如图1-3所示。

图1-3 网络中心战概念

网络中心战是指利用强大的计算机信息网络,将分布在广阔区域内的各种探测装置、指挥中心和各种武器合成为一个统一高效的大系统,实现战场态势和武器的共享。在这种模式下,可以融合来自国家侦察卫星、侦察飞机、预警机或其他飞机、水面舰艇、潜艇和地面侦察部队(包括单兵人员)获得的各种目标信息,并实时地提供给各级作战人员和各武器平台。作战人员可以迅速、全面、可靠地洞察整个战场的局势,互相协同,指挥本平台或其他平台的武器,以更快的指挥速度、更高的杀伤概率实施连续作战。网络中心战就像一个变化多端的“魔方”,将各种作战系统紧密联成一体,大大提高了整体作战能力。

可见,以功能强大的网络为支撑,网络中心战从根本上改变了以往的多兵种联合作战方式,最大限度地体现了信息和信息融合技术在战争中的作用,将真正实现兵家“运筹帷幄,决胜千里”的理想。

(2)“品”字形网络结构

网络中心战的强大威力主要来自其网络结构。按功能可以把整个网络分为三个互相连接的部分:传感器网络、交战网络和信息网络,如图1-4所示。

所有战略、战区和战术级探测装置如卫星、飞机和舰艇的雷达、潜艇的声纳、侦察部队所得到的信息,由探测装置网络通过数据融合技术,迅速合成整个战场空间的态势图,其完整性和精确程度远远超过任何单个探测装置能达到的水平。与此同时,交战网络能够对分散在战区内的各平台上的武器进行控制,作战人员可根据战场态势和目标性质,进行通盘考虑,迅速选择并发射打击目标效果最佳的武器,而这种武器可以是本平台上的,也可以是其他平台上的。高质量的信息网络为传感器网络和交战网络提供支撑,它是所有这一切的基础信息网络,不仅是一个动态开放的网络,也是一个保密网络。整个网络通过指挥控制程序进行管理。为了提高速度,许多指挥控制程序是自动运行的,各级探测装置获得的目标信息可以直接传输到武器发射系统,大大缩短了反应时间。三级网络赋予网络中心战极大的魔力,为未来海战提供了超强快速反应能力。

图1-4 网络中心战中三种网络及其连接

(3)网络中心战的意义

网络中心战将抛弃依靠消耗人员和物资来取得胜利的旧模式,从而转向依靠指挥速度、以信息优势获取战争优势。根据麦特卡夫准则:网络的能力与网络节点数成平方比关系,这意味着网络中心战使海军整体的作战能力呈指数上升。以美国海军航空母舰等先进的作战平台为例,一旦成为网络中的节点后,能通过清晰可靠的通用战术图像,得到各种作战平台上的探测装置获得的信息,舰上指挥员能同时感知整个战场的态势,其作战效能将由此而得到大幅度提高。另外,各级指挥官能利用网络交换大量的图文信息,通过网络和电视电话会议讨论、制定作战计划,清晰明白地阐述高级指挥官的意图,解决各种问题。在网络中心战的模式下,海军和联合部队能够实现整体的探测和交战能力,不再仅仅依靠本舰自身防御系统进行防空、反潜和反导作战,从一定范围内补偿数量、技术或位置上的不利态势。在实现网络中心战之后,“观察—判断—决策—行动(OODA)”循环将要消失。各级部队在领会高级指挥官的意图后,能够积极发挥主观能动性,自下而上地组织和协同复杂的战斗活动,将作战从一步一步的战斗行动转变成高速运动连续体。在这种全球四维立体信息垄断和高度统一的战场态势下,网络中心战就如同变幻莫测的魔方,令对方无法控制,防不胜防。

(4)网络中心战面临的挑战

作为一个全新的概念,网络中心战在其逐步实现过程中也面临着极大的挑战。具体而言,以下一些问题是必须考虑的史越东.网络中心战面临的技术挑战[J].情报指挥控制系统与仿真技术,2001(6):1-3.

·网络复杂性 支持网络中心战理论的一个重要论据就是麦特卡夫定律:网络的威力与网络中节点数量的平方成正比。但节点数量的增加必将增加网络的复杂性,对系统运行和管理提出了更多的要求。一个推论是:系统的复杂性将与节点数量的立方成正比。

·网络可靠性 历史表明,在所依赖的主要技术系统失效之后,要维持作战能力是十分困难的。鉴于网络中心战的信息网格遍及各个军种并深植于联合作战构想之中,因此,与系统复杂性相关联的系统可靠性是一个不容忽视的问题。

·关键节点和通信连接 尽管关键性的节点和连接的数量会减少到最低限度并得到一定的保护,但这些组成部分在系统部分失效或在敌人攻击下仍然显得相当脆弱。通过物理摧毁、干扰或侵入来破坏这些关键性的节点和连接,可以遮断部分网络或局部战场,因此通信设施的安全和可靠十分重要。

·通信带宽 现在和近期的MILSTAR(“军事之星”专用信息网络)在带宽上不能满足预期网络中心战的巨量要求。而许多系统的设计是以现在或在系统投入使用之时有足够带宽支持为前提的,即带宽没有被当作一个问题。但带宽的获得从来都是有代价的,获得高质量的通信服务将需要巨额费用。

·数据融合和过滤 鉴于传感器网络在实现高水平的战场感知和最终取得信息优势中所发挥的关键作用,具备动态融合和过滤信息的能力至关重要。这对网络中心战的成功提出了巨大的挑战。

·多层次网络安全 为了实现整个战场对所有信息源的信息共享,必须考虑多层次的安全性问题。

·兵力控制和决策 在战略层次,网络中心战将如何发挥作用,使之能够在战略与战场指挥控制之间提供一个有效的界面。应该对这些有争议的问题加以研究,因其直接影响系统设计的有效性。

4.赛博战(网络战)

顾名思义,赛博战是发生在赛博空间的战争形式。其中心思想包括The US Army.Cyberspace Operations Concept Capability Plan 2016-2028 [R].TRADOC Pamphlet 525-7-8,Feb.22,2010.:①首要考虑取得优势、保护这种优势和置敌于劣势等三个方面的问题;②赢取赛博战,需要精通信息理论、计算机科学及相关科学,并能把它们应用于军事战斗、战术和战略;③虽然赛博战可保证战争的胜利,但它更应该看成是FSO的一个有机组成部分,而非可单独存在的作战形式。

不考虑其具体实现,赛博战可在某种意义上理解为网络战(因为电磁空间的对抗可以视为网络战的特殊形式,正如点对点通信可以视为网络通信的特殊形式一样)。根据《美国国防战略》,网络战的定义如下DoD of the US.The National Strategy of the United States of America [R].March 2005:14.:为干扰、破坏敌方网络信息系统的使用效能,并保证己方网络信息系统正常运行而采取的综合性网络攻防行动。20世纪90年代科索沃战争期间,美国防部时任副部长哈默在一个信息安全研讨会上,把其中塞族黑客攻击NATO站点为代表、与科索沃冲突有关的网络安全事件称为全球“第一次网络战争(The First Cyberwar)”http://www.nationaljournal.com/member/magazine/the-cyberwar-plan-20091114.

在网络战的性质上,目前仍有两种不同的看法:一种认为网络战应以防御为主,因为“网络战存在致命缺陷,攻击方难保全身而退”。如前美空军少将约翰·布拉德利说:“释放病毒可以拿下一个敌人的网络、雷达或电网。但病毒此后会做些什么,你就完全无法控制了。”http://military.people.com.cn/GB/7030453.html.另一种认为网络战应以攻击为主,因为网络战的一个基本特点是不对称性,攻之有道,防不胜防。网络简单易施、隐蔽性强的特点使得网络战的成本极低,网络空间的虚拟性、瞬时性和异地性特征又赋予了网络战隐蔽无形、全向渗透的优势。加上网络攻击不受国界、武器和人员的限制,攻击成本低廉,袭击者也不必牺牲自己的生命,但却可以造成敌国军事、经济和社会的瘫痪与混乱,而要对袭击者进行追踪却很难。因此美国虽然拥有世界上独一无二的军事力量,对这种“非对称攻击”却是英雄无用武之地。这也就是美军网络战部队日益庞大却不能有效的原因。面对这种情况,美国国内的网络专家指出,当前最应该做的是加强全球情报搜集能力,并将其及时传给战斗部队。他们建议五角大楼应该迅速进行这方面研究。由此不难看出:美军网络战的核心目的表面上是为了加强防守,实际上更强调进攻杜朝平.网络战:防御还是进攻[Z].中国国防报,2007年7月24日第一版.

可以认为,网络中心战和网络战(赛博战)是信息战的两个组成部分。信息战的主要形式是网络中心战,这是一种充分利用网络及其相关技术的作战方式;同时,针对网络本身的攻防的网络战(赛博战),则是信息战的另一种作战方式,直接影响着网络中心战的实施和结果。