嚴麗娜，劉志娜，孔祥澤

（1.西安通信學院，陜西 西安 710106；2.62370部隊，北京 100071；3.61660部隊，北京 100840）

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知影響因素研究

嚴麗娜1，劉志娜2，孔祥澤3

（1.西安通信學院，陜西 西安 710106；2.62370部隊，北京 100071；3.61660部隊，北京 100840）

為加強網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)建設，實時感知戰(zhàn)場作戰(zhàn)情況，結(jié)合戰(zhàn)場態(tài)勢感知過程和感知機理，對影響網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的相關(guān)因素展開研究。重點分析人因?qū)W(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的決定性影響,數(shù)據(jù)和信息不確定性對態(tài)勢感知影響的表現(xiàn)形式和成因，信息融合、人工智能、計算可視化等技術(shù)瓶頸對態(tài)勢生成處理的影響，對在網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場中運用相關(guān)影響因素提出了建議，以期為指揮決策人員正確認知和理解網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢提供有益借鑒。

網(wǎng)絡空間；態(tài)勢感知；影響因素；技術(shù)瓶頸

0 引 言

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知是指作戰(zhàn)人員通過感覺器官在頭腦中形成的對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場狀態(tài)和形勢的直接反映。網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)人員通過該系統(tǒng)的輔助，實現(xiàn)對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場作戰(zhàn)情況的實時感知。網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)態(tài)勢感知受多種因素影響，分析研究網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的影響因素，對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)建設，指揮決策人員正確認知和理解網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知人因決定性影響

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知人因決定性影響指在所有影響網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的因素中，人是態(tài)勢感知客觀性的最大因素和決定性因素。網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知人因分析研究是網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢研究的重要內(nèi)容。人對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的決定性影響表現(xiàn)在以下方面。

1.1 人是網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢活動中的最積極因素

人對客觀世界的認識過程，是一個主觀意識向客觀存在的認識接近過程，網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知也不例外。網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢是客觀存在的，而人對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的感知是主觀的。作戰(zhàn)活動的對抗性和網(wǎng)絡空間技術(shù)的復雜性，增大了指揮決策人員客觀感知網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的困難，而這種困難相比自然空間傳統(tǒng)軍事作戰(zhàn)行動難度更大。網(wǎng)絡空間指揮決策人員通過態(tài)勢環(huán)境和態(tài)勢要素抽象思維認知戰(zhàn)場態(tài)勢。網(wǎng)絡空間是無形空間，由于人的感官對有形世界的認識比通過信息抽象的無形世界認知容易[1]，因此人對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的感知可能要通過其他的一些表現(xiàn)形式。盡管在網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)態(tài)勢生成中，從態(tài)勢需求、戰(zhàn)場偵察，到信息處理、態(tài)勢抽象、要素分析和態(tài)勢顯示等，需要先進技術(shù)和自動化系統(tǒng)的支持，但人始終是態(tài)勢思維活動的決定要素。

1.2 網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)功能必須由人來主導

網(wǎng)絡空間的軟硬件系統(tǒng)通過信號、指令和代碼提供應用和服務。數(shù)據(jù)信息蘊含在信號、指令和代碼中[2]?；趯@些數(shù)據(jù)信息的分析處理，最終生成符合需要的結(jié)果態(tài)勢。沒有信息系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)信息自動計算處理的支持，人工存在幾乎很難完成網(wǎng)絡空間態(tài)勢源數(shù)據(jù)的采集，指揮人員或技術(shù)人員分析計算的困難也將難以想象。先進態(tài)勢輔助信息處理系統(tǒng)對態(tài)勢感知極為重要，但這些系統(tǒng)的功能取決于人為建立的各種計算模型，其分析計算處理質(zhì)量和效率還是取決于人。特別是對新出現(xiàn)的復雜攻擊或難度極高的網(wǎng)絡空間攻防分析，系統(tǒng)只起輔助分析計算作用，只有指揮人員或技術(shù)人員才能更為準確地確定攻擊方法和漏洞弱點。

1.3 人腦對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的感知機理，相比其他態(tài)勢因素更為復雜

人對網(wǎng)絡空間態(tài)勢的感知遵循認知過程的一般規(guī)律。根據(jù)網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)指揮決策對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的需求，結(jié)合態(tài)勢組織生成人員的網(wǎng)絡攻防活動分析過程，態(tài)勢業(yè)務參謀對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的感知過程和機理如圖1所示。人腦對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的感知至少受態(tài)勢分析參與人員記憶、目的、期望、思維模型、認知模式、認知狀態(tài)表示等多個復雜因素影響。這些因素由于時間、環(huán)境和人員個體素質(zhì)差異及當時精神狀態(tài)不同而不同。例如，人根據(jù)大腦中儲存的記憶經(jīng)驗分析判斷戰(zhàn)場態(tài)勢。在輕松狀態(tài)下，記憶中的經(jīng)驗會很容易想起來而幫助認知某種態(tài)勢，而在緊張、或過分放松條件下，同樣情況的判斷則可能會疏忽或判斷失誤。

圖1 人腦網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知過程和機理

2 數(shù)據(jù)和信息不確定性對態(tài)勢感知的影響

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場各種情報、數(shù)據(jù)和信息的不確定性會對客觀感知網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢產(chǎn)生影響。分析這種影響的表現(xiàn)形式及其成因，有助于更好地組織生成網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢。情報、數(shù)據(jù)和信息的不確定性既源于數(shù)據(jù)本身，也源于網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)的激烈對抗。

2.1 網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場傳感器產(chǎn)生數(shù)據(jù)所蘊含信息的不確定性

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場傳感器是指搜集、探測網(wǎng)絡狀態(tài)信息和異常信息的網(wǎng)絡硬、軟件設備和系統(tǒng)。除了網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場傳感器收集的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡空間運行的各種硬、軟件設備和系統(tǒng)，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也用于對網(wǎng)絡狀態(tài)和異常的分析。這些數(shù)據(jù)是生成網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢所需要分析、計算和處理的元數(shù)據(jù)。態(tài)勢元數(shù)據(jù)蘊含信息的不確定性對態(tài)勢感知的影響包括“信息過少”和“信息過多”兩個方面。

態(tài)勢元數(shù)據(jù)“信息過少”指在網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)對抗活動中，雙方都盡量采取偽裝或欺騙措施，隱藏自己的真實目的或意圖，從而使敵方得到的戰(zhàn)場情報信息是不完整或錯誤的。例如，攻擊者更改數(shù)據(jù)包源地址或采用“寄主攻擊”，使態(tài)勢分析人員很難分析攻擊來源，也就無法認知敵情及其攻擊?；谶@種數(shù)據(jù)處理生成的態(tài)勢信息具有極大的不確定性，即無法判斷可信性或真?zhèn)巍?/p>

態(tài)勢元數(shù)據(jù)“信息過多”指面對網(wǎng)絡系統(tǒng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，處理生成網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢的問題不是缺乏信息，而是怎樣找到需要的有用信息。網(wǎng)絡上布滿的各種入侵檢測系統(tǒng)、防火墻系統(tǒng)、防毒軟件、日志系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、各種口令登錄系統(tǒng)等，會產(chǎn)生大量的異常信息。網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)也會產(chǎn)生大量的如網(wǎng)絡流量、拓撲等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量大，并不就意味著有用信息多。態(tài)勢感知需要解決在需要的時候能從海量信息中立刻找到有用的信息。在網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知中，存在著海量態(tài)勢元數(shù)據(jù)與有用信息之間的“信息鴻溝”問題，如圖2所示。

圖2 信息鴻溝

2.2 態(tài)勢感知人員和自動化工具進行態(tài)勢數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的不確定性

網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)指揮人員、參謀人員和技術(shù)人員共同參與態(tài)勢感知生成過程。人腦加工處理相同數(shù)據(jù)會由于先驗知識、思維方式和思維傾向不同，而產(chǎn)生同樣數(shù)據(jù)得到不同結(jié)果的數(shù)據(jù)處理的不確定性。這種不確定性包含兩個方面：一是認知差異，二是認知失誤。不同網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)指揮員對同樣的攻防數(shù)據(jù)進行個人思維加工的認知結(jié)果會存在差異，這種差異有時是分歧，有時相互補充。例如，對某次網(wǎng)絡攻擊進行分析，對具體攻擊目的、攻擊方法、攻擊路徑、產(chǎn)生危害，不同指揮員會產(chǎn)生不同的分析結(jié)果。對這種不確定性，可采取“指揮團隊”的集體智慧分析決策形式，力求使態(tài)勢判斷更為全面、客觀和準確。此外，網(wǎng)絡人員也會由于信息處理感知錯誤、判斷不準確和執(zhí)行偏差引起人因失誤行為[3]。網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)偵察產(chǎn)生的是指令和編碼等代碼數(shù)據(jù)，人對代碼符號的處理相比較形象符號更容易失誤。這些失誤是大腦數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的不確定性因素。

自動化工具處理態(tài)勢數(shù)據(jù)有速度快、數(shù)據(jù)量大等優(yōu)點。但是，因為自動化工具按照特定算法和模式關(guān)聯(lián)態(tài)勢數(shù)據(jù)，抽象態(tài)勢要素，其處理數(shù)據(jù)的算法和模式?jīng)Q定了生成態(tài)勢的客觀性。同人的思維對態(tài)勢數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的不確定性類似，采用不同算法的不同自動化工具系統(tǒng)對同樣的態(tài)勢數(shù)據(jù)，會產(chǎn)生不同的處理結(jié)果。這種輸入相同而輸出不同態(tài)勢生成結(jié)果不確定性的根源，產(chǎn)生于不同自動化工具對態(tài)勢問題所采用的不同描述抽象和實現(xiàn)算法。這種自動化工具的機械式數(shù)據(jù)信息處理方式增加了態(tài)勢生成的隨意性和主觀性，并增大了態(tài)勢理解的不確定性。

3 技術(shù)瓶頸對態(tài)勢生成處理的功能性影響

網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知必須依靠技術(shù)支撐。目前，網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知許多問題沒有突破性的解決手段，戰(zhàn)場應用受到很大限制。目前，網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的關(guān)鍵技術(shù)是信息融合、人工智能、計算可視化等技術(shù)與網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的結(jié)合應用，每種技術(shù)都存在應用的難點問題需要加以解決。

3.1 信息融合技術(shù)對態(tài)勢抽象功能的影響

將來自網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場的不同傳感器產(chǎn)生的多信息源、多格式信息，通過采集、分析、綜合、關(guān)聯(lián)等，生成完整、準確、及時和有效的綜合信息，是戰(zhàn)場態(tài)勢抽象的基礎。沒有信息融合技術(shù)，這種態(tài)勢抽象無法完成。將傳統(tǒng)領域信息融合技術(shù)取得的成就應用于網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知，主要包括網(wǎng)絡戰(zhàn)場傳感器中的信息融合和態(tài)勢要素抽象處理中的信息融合。網(wǎng)絡戰(zhàn)場傳感器需要對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場的海量數(shù)據(jù)進行融合處理，以生成網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場目標信息。態(tài)勢要素抽象處理既包括對傳感器發(fā)現(xiàn)的信息進行態(tài)勢要素分析抽象，也包括對網(wǎng)絡空間的各種入侵檢測、防火墻、防病毒、身份識別、預警等系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的態(tài)勢異常源數(shù)據(jù)進行分析，抽象成可以反映網(wǎng)絡情況的態(tài)勢要素[4]。目前，信息融合技術(shù)在網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知中的研究應用難點包括體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建、目標特征識別和大數(shù)據(jù)處理等。

3.2 人工智能技術(shù)對態(tài)勢信息處理功能的影響

人的智力創(chuàng)造思維對網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知具有決定影響作用，而計算機相比人腦具有信息處理速度和數(shù)量方面的優(yōu)勢。網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場情況復雜，態(tài)勢源數(shù)據(jù)信息處理量大，態(tài)勢生成的時效性強，特別是實時戰(zhàn)場態(tài)勢感知要求戰(zhàn)場態(tài)勢的瞬時更新生成。只有將人工智能技術(shù)運用于網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知，充分發(fā)揮人的智力創(chuàng)造思維優(yōu)勢和計算機的信息處理優(yōu)勢，才能開發(fā)出滿足指揮決策需要的時效性強、質(zhì)量高的戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)。人工智能在網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢生成的應用主要包括態(tài)勢數(shù)據(jù)挖掘、態(tài)勢知識機器學習、態(tài)勢知識庫系統(tǒng)、態(tài)勢描述語言理解、態(tài)勢模式識別等，其中的主要難點是態(tài)勢知識機器學習和態(tài)勢模式識別。

3.3 可視化技術(shù)對態(tài)勢展示功能的影響

可視化技術(shù)在網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知中具有重要地位和作用。將網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢以可視化圖形方式，形象、直觀地呈現(xiàn)給指揮人員，可使指揮人員清晰理解戰(zhàn)場態(tài)勢，便于發(fā)現(xiàn)本質(zhì)問題、隱藏問題，利于指揮員將關(guān)注點放在作戰(zhàn)重心上，也便于指揮員對作戰(zhàn)進行思維抽象?？梢暬夹g(shù)在網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)態(tài)勢感知的應用主要涉及態(tài)勢計算可視化、態(tài)勢數(shù)據(jù)可視化和態(tài)勢結(jié)果描述可視化三個方面，每個方面都有許多難題需要解決。理想的網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知是通過可視化技術(shù)，形成從計算、數(shù)據(jù)到最后態(tài)勢結(jié)果的可視化直觀顯示。由于可視化和網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢基礎理論發(fā)展的制約，態(tài)勢計算可視化和態(tài)勢數(shù)據(jù)可視化面臨許多應用難題。即使對相對簡單的態(tài)勢結(jié)果描述可視化來說，究竟將怎樣的態(tài)勢以何種方式表示出來也面臨不少難題。

4 結(jié) 語

通過以上分析可知，在開展網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)建設時，要牢牢把握人這個最積極、最活躍因素對所產(chǎn)生的影響，防止出現(xiàn)疏忽或判斷失誤；要綜合評判網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場各種情報、數(shù)據(jù)和信息的不確定性對客觀感知網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢產(chǎn)生影響的具體程度，深入研究每種技術(shù)存在的應用難點，聚力破解網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的關(guān)鍵技術(shù)與網(wǎng)絡空間戰(zhàn)場態(tài)勢感知的結(jié)合應用。

[1] 高永強.網(wǎng)絡安全技術(shù)與應用[M].北京:人民郵電出版社,2003:205-206. GAO Yong-qiang.Network Security Technology and Application[M].Beijing:Posts and Telecom Press, 2003:205-206.

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Influence Factors of Cyberspace Battlefield Situation Awareness

YAN Li-na1, LIU Zhi-na2, KONG Xiang-ze3
(1.Xi'an Communication Institute, Xi'an Shaanxi 710106,China; 2.PLA Unit 62370,Beijing 100071,China;3.PLA Unit 61660,Beijing 100840,China)

To strengthen the construction of cyberspace battlefield situation awareness system and realtime perception of the battlefield situation, in combination of the battlefield perception with the perception mechanism, the related factors of influence on cyberspace situational awareness is studied, with focus on the analysis of human factor the decisive influence on cyberspace battlefield situation, the impact of data and information uncertainty on the situational awareness manifestations and causes, and the effects of information fusion, artificial intelligence, calculation visualization and other technical bottlenecks on the situation generating and processing, some suggestions are put forward for the application of relevant influencing factors in the cyberspace battlefield, in hope of providing a useful reference for the commanders and staff to correctly cognize and understand the cyberspace battlefield situation.

cyberspace; situational awareness; influencing factor; technical bottleneck

TN97

A

1002-0802(2016)-12-1676-04

10.3969/j.issn.1002-0802.2016.12.019

嚴麗娜（1973—），女，碩士，講師，主要研究方向為網(wǎng)絡安全；劉志娜（1985—），女，學士，助理工程師，主要研究方向為信息通信；孔祥澤（1986—），男，碩士，工程師，主要研究方向為網(wǎng)絡安全。

2016-08-13

2016-11-21 Received date:2016-08-13;Revised date:2016-11-21