鶴鳴
戰(zhàn)場智能化對大眾而言是個不常被提及的概念。然而比起科幻文藝作品中的設想,戰(zhàn)場智能化的時代其實早已到來。為了讓讀者樹立戰(zhàn)場智能化的基礎概念,并且了解與之相關的算法戰(zhàn)、網絡戰(zhàn)知識,本次專題我們特邀相關領域專家撰寫了此文。
隨著大數據、機器學習、智能芯片等前沿技術的創(chuàng)新,未來戰(zhàn)爭正在走向智能化時代,突出的特征就是戰(zhàn)場智能化,要實現戰(zhàn)場智能化,智能化戰(zhàn)場感知技術、智能化輔助決策技術和智能化武器裝備技術等不可或缺。
智能化戰(zhàn)場感知技術
戰(zhàn)場感知是作戰(zhàn)行動的前提。按照技術性能和作戰(zhàn)需求,將分布在陸海空天網等不同空間,以及不同工作頻域的各種偵察感知裝備進行優(yōu)化整合,形成全域、全頻、全時的戰(zhàn)場感知體系,確保各作戰(zhàn)單元從不同空間、不同距離、不同頻率精確獲取所需情報信息,形成以智能為主、人工為輔的感知信息處理模式,提高作戰(zhàn)單元戰(zhàn)場感知的智能化水平。
當前,以物聯網、量子信息、神經網絡、深度學習等技術為支撐的智能化戰(zhàn)場感知技術正在快速發(fā)展,為戰(zhàn)場感知領域的智能化提供了強大的技術支持,這些技術可有效解決戰(zhàn)場感知面臨的識別力弱、數據量大、復雜度高等難題,保證實時掌握戰(zhàn)場態(tài)勢。
智能化指揮決策技術
指揮決策是作戰(zhàn)行動的核心。算法、數據和計算力是當前主流人工智能的三大要素,也是戰(zhàn)場智能化決策技術發(fā)展的重要依托。隨著物聯網、大數據、云計算以及智能化芯片等技術在軍事領域的應用,諸如“云端大腦”“數字參謀”“虛擬物流”等智能機構將不斷涌現。
這些智能機構能夠對海量的紛繁復雜的作戰(zhàn)信息精準識別、提煉、處理和實時傳輸,能夠代替人腦實現快速計算和自主決策,還能利用網絡資源共享、信息聯通、要素融合、虛擬協(xié)作、并行計算和智能輔助等功能。
智能機構將戰(zhàn)場所有單元虛擬“集中”起來,將與作戰(zhàn)相關的軍事指揮、軍事技術、軍事工程等專家虛擬“集中”起來,發(fā)揮群體認知功能,形成整體認知優(yōu)勢,使得未來軍隊作戰(zhàn)規(guī)模更趨小型化、靈巧化,作戰(zhàn)編成更趨模塊化、一體化,作戰(zhàn)平臺更趨集成化、精確化,各作戰(zhàn)單元、要素可根據作戰(zhàn)需要適時適地無縫鏈接,在不經人為干預的情況下即可全方位自主地遂行作戰(zhàn)使命和保障任務。
智能化武器裝備技術
武器裝備是作戰(zhàn)行動的關鍵,智能化是武器裝備發(fā)展的一個重要方向,如無人技術、腦控技術和納米制造技術等。無人技術則是制造無人機、無人戰(zhàn)車、無人潛航器、無人戰(zhàn)斗機器人等智能化武器裝備的核心技術。無人裝備能夠擔負搜索監(jiān)視、排爆破障、攻擊目標、運送物資、救助傷員等一系列作戰(zhàn)任務;腦控技術可將人腦與武器裝備有機結合,可使裝備更加“智能”;納米制造技術可使裝備更加精密、輕便、靈巧,抗毀、抗摔、抗打的能力更強,極大地提高智能化武器裝備的戰(zhàn)斗力和“生命力”。
提出了算法戰(zhàn)的羅伯特·沃克
以此類技術為核心的智能化武器裝備,可在戰(zhàn)斗中能夠智能排查目標、智能分配任務、智能組織協(xié)同、智能反饋信息,實現指揮高效化、行動精確化、操作自動化和行為智能化的目標。
算法戰(zhàn)概念2017年4月由美國國防部時任常務副部長羅伯特·沃克首次提出。羅伯特·沃克是美國“第三次抵消戰(zhàn)略”的“設計師”,以富有遠見和善于創(chuàng)新聞名,因此該概念一經提出便備受關注。
對于究竟什么是算法戰(zhàn),并沒有一個確切的定義。實際上,算法戰(zhàn)不是一種作戰(zhàn)樣式,而是一種作戰(zhàn)思想,強調的是算法在戰(zhàn)爭中的作用,重視的是自主決策和以智取勝。算法其實早已存在,但美軍將算法和作戰(zhàn)聯系在一起,其意圖引人關注,影響有待觀察。
從基本內涵來看,算法戰(zhàn)構成要素包括以下兩個方面內容:即計算機代碼表達的“算法”和運用算法的“構造系統(tǒng)”。哈佛大學法學院國際法和武裝沖突研究小組認為,“算法”是指“任何明確的運算過程,取某些值或值的集合作為輸入,并產生某些值或值的集合作為輸出”。
而構造系統(tǒng)是算法發(fā)揮作用的載體,是一個機器、設備、裝備或平臺,它不僅能夠收集信息,還能夠全部依靠或部分依靠“算法”來做出“選擇”或“決定”的操作。
信息和情報的獲取是智能化武器運行的前提,信息安全同時也決定了智能武器的安全。
總的來看,盡管不同研究對于算法的理解有所不同,但概括起來都應該滿足三個方面:一是計算機代碼表示;二是通過構造系統(tǒng)實現;三是具備在武裝沖突中付諸行動的能力。因此算法戰(zhàn)可定義為:“一種運行某種算法的構造系統(tǒng)無須人工干預即可作出作戰(zhàn)行動‘決定或‘選擇,以實現戰(zhàn)爭的技術自主和武器系統(tǒng)能力自主的作戰(zhàn)思想”。
算法戰(zhàn)在戰(zhàn)爭中作用的發(fā)揮主要表現在以下幾個方面:一是情報分析更快。情報是作戰(zhàn)行動的先導,而隨著戰(zhàn)場網絡電磁環(huán)境的日益復雜,快速識別敵方意圖和作戰(zhàn)目標非常關鍵,算法在情報分析方面可發(fā)揮關鍵作用。
通過先進的算法,構造系統(tǒng)可迅速在紛繁復雜的信息海洋中得出準確情報,從而為后續(xù)作戰(zhàn)行動提供有力支撐。二是指揮決策更優(yōu)。借助先進算法,指揮機構或自主武器裝備能夠得到最佳方案或行動策略,并據此勝敵。三是打擊目標更準。在算法的幫助下,打擊系統(tǒng)可迅速計算出作戰(zhàn)目標諸元,并可在打擊過程在中目標狀態(tài)不斷變化的情況下重新計算相關參數,確保達成作戰(zhàn)效果。四是群體集智更佳。算法可使群體智能發(fā)揮最優(yōu),達到遠遠大于單體智能簡單相加取得的作戰(zhàn)效果。如無人機集群作戰(zhàn)就是借助算法才能實現。五是仿真推演更像。仿真推演是軍事行動中的必要手段,而算法是仿真推演的核心。正在借助先進的算法,才能判定作戰(zhàn)方案的優(yōu)劣和作戰(zhàn)行動的后果,進而做出正確選擇。
目前,美軍正大力開展算法戰(zhàn)研究。2017年7月,美國國防部成立跨部門“算法戰(zhàn)跨職能小組”,并于11月開發(fā)出首批4套智能算法,預計很快將投入實戰(zhàn)應用。首批算法的成功開發(fā),意味著美軍算法戰(zhàn)研究工作已經走上正軌,預示著美軍智能化建設將從軍種各自為戰(zhàn)的無序狀態(tài)向國防部“自上而下”有序引導的局面轉變,標志著美軍智能化建設逐步進入“快進”模式。
網絡對抗又稱賽博戰(zhàn)、賽博對抗、網絡戰(zhàn)。它指的是為削弱和破壞敵方網絡系統(tǒng)的使用效能,保護己方網絡系統(tǒng)正常發(fā)揮效能而采取的行動的總稱。
網絡對抗主要包括網絡偵察、網絡攻擊和網絡防護等三種行動樣式。網絡偵察是指利用計算機網絡獲取軍事情報的網絡行動,包括口令破解、網絡掃描、拓撲探測和網絡監(jiān)聽等。
網絡攻擊是指干擾、破壞敵方信息網絡和網絡中信息的網絡行動,主要包括拒絕服務攻擊、病毒攻擊和欺騙攻擊等網絡行動。網絡防護是指為保護己方信息網絡正常運行,確保信息數據安全有效所采取的網絡行動,主要包括病毒查殺、訪問控制、數據加密等軟件防護以及系統(tǒng)備份、防電磁泄露等硬件防護。
2006年伊朗“震網”病毒爆發(fā)流程示意圖
網絡對抗是敵對雙方在網絡空間的對抗,而網絡空間是與陸??仗觳⒘械牡?維作戰(zhàn)空間,因此網絡對抗又稱為第5維度的對抗。網絡空間已經成為一個國家的戰(zhàn)略空間,廣泛滲透到國家的政治、經濟、社會、文化和軍事活動之中。通俗地說,實施網絡對抗行動的門檻比較低,活躍在網絡空間的行為體如個人、組織、國家等角色都可以參與其中,因此從廣義的角度來看,網絡戰(zhàn)早已發(fā)生,且每時每刻都在進行。
網絡戰(zhàn)有戰(zhàn)略網絡戰(zhàn)和戰(zhàn)場網絡戰(zhàn)之分。戰(zhàn)略網絡戰(zhàn)平時戰(zhàn)時都可實施,一般由國家或國家支持的網絡行為體實施,針對的目標一般為事關國計民生的關鍵信息基礎設施,如金融、交通、電力、通信和國防工業(yè)等關鍵業(yè)務系統(tǒng),目的是為了獲取網絡情報或網絡攻擊。2013年6月美國國家安全局(NSA)前雇員斯諾登曝光的“棱鏡事件”就是美國針對目標國實施戰(zhàn)略網絡戰(zhàn)的一個典型案例。
堡壘往往都從內部攻破。美國機密部門的保密流程十分嚴謹,但在斯諾登螞蟻搬家式的轉移方式面前失守了。
借助棱鏡計劃,美國可監(jiān)控全球網絡中的電郵、即時消息、視頻、照片、存儲數據、語音聊天、文件傳輸、視頻會議、登錄時間和社交網絡資料的細節(jié)等10類信息。在斯諾登后續(xù)曝光的機密資料顯示,美國已經在全球多種服務器、交換機、路由器以及計算機板卡、芯片等器件中內置監(jiān)控程序和攻擊代碼,美國可根據需求隨時激活獲取情報或進行攻擊。
另一典型事例為“震網”病毒成功破壞伊朗核心設施事件。2006年6月,時任美國總統(tǒng)布什批準了代號為“奧運會”的網絡戰(zhàn)項目,該項目由美國國家安全局、中央情報局和以色列軍方聯合參與成功開發(fā)出了“震網”病毒,并利用特工通過u盤將病毒注入伊朗核設施的計算機控制系統(tǒng),控制離心機高速運轉,最終造成數百臺離心機損壞,成功推遲了伊朗的核計劃。
與戰(zhàn)略網絡戰(zhàn)比,戰(zhàn)場軍事網絡封閉性更好,對其攻擊要求的技術門檻更高,目標的防護能力更強,一般只有國家或軍方才有物力、財力和人力組織實施,難度很大。目前為止,真正意義上的戰(zhàn)場網絡戰(zhàn)還沒有出現。鑒于網絡空間的戰(zhàn)略意義,世界各國特別是以美國為首的西方發(fā)達國家正在積極為未來網絡戰(zhàn)做充分準備,如美國已經正式將網絡空間司令部升級為一級作戰(zhàn)司令部,網絡戰(zhàn)部隊的建設取得明顯成果,北約也正式將網絡空間看作作戰(zhàn)域,因此在未來戰(zhàn)爭中,網絡戰(zhàn)必將成為一種重要的作戰(zhàn)樣式。
通過專家系統(tǒng),情報機關可以依靠電腦程序提升情報分析能力
美國軍隊網絡司令部標志
美軍網絡司令部成立于2009年10月,隸屬于美軍戰(zhàn)略司令部,主要負責美軍網絡戰(zhàn)作戰(zhàn)指揮職責,總部設在華盛頓附近的馬里蘭州米德堡軍事基地,由美國國家安全局局長兼任司令。
2017年8月18日,美國總統(tǒng)特朗普宣布將網絡司令部升級為美軍第十個聯合作戰(zhàn)司令部,成為美軍最高級別的聯合作戰(zhàn)司令部之一。這是自2009年網絡司令部成立以來,美軍推動網絡戰(zhàn)走向戰(zhàn)場、支援聯合作戰(zhàn)進程中的重大里程碑式事件。
當前,美軍正在大力開展網絡任務部隊即網絡戰(zhàn)部隊的建設,計劃到2018年9月30日達到完全作戰(zhàn)能力,總人數將達到約6187人。美軍網絡任務部隊共有133支,其中13支國家任務部隊,68支網絡保護部隊,27支作戰(zhàn)部隊與25支支持部隊組成。2017年10月,上述部隊已經全部具備了初步作戰(zhàn)能力,即能夠“執(zhí)行基本任務”。
在網絡任務部隊中,國家任務部隊主要保護美國國內輸電網絡、核電站等重要基礎設施,網絡保護部隊主要保護美國國防部的網絡與系統(tǒng),作戰(zhàn)部隊主要執(zhí)行網絡進攻任務,支持部隊主要負責為國家任務部隊與作戰(zhàn)部隊提供分析與規(guī)劃方面的支持。2017年11月2月,美國國防部宣布,美國陸軍負責建設的41支網絡任務部隊和美國海軍負責建設的40支網絡任務部隊提前一年達到全面作戰(zhàn)能力。
根據美軍公開資料,美軍133支網絡任務分隊在各軍種的分布情況詳見下表。
美軍各軍種基本按照現有組織架構配置使用下列1 33支分隊:陸軍按照旅戰(zhàn)斗隊的模式,將41支分隊配屬于兩個旅集中建設、訓練,在作戰(zhàn)演習過程中,這41支分隊將會重新編組,以單個班或排小隊的方式,用網絡要素的方式與現有旅戰(zhàn)斗隊混合編組,共同完成作戰(zhàn)任務;空海軍的作戰(zhàn)分隊則主要部署于全球的主要空軍基地、海軍通信或情報站,必要時他們也會重新編組,以小分隊的樣式配置于作戰(zhàn)飛機、艦艇或潛艇之上完成任務,他們常駐于美國本土,太平洋戰(zhàn)區(qū)的夏威夷、日本,中央戰(zhàn)區(qū)的巴林,負責平時與戰(zhàn)時國家、軍隊網絡國防使命。國家任務分隊、戰(zhàn)斗任務分隊每支編制64人,國家支援分隊、戰(zhàn)斗支援分隊和網絡防護分隊每支編制39人。
在作戰(zhàn)運用上,美軍主要采用以下三種網絡作戰(zhàn)模式:一是網絡戰(zhàn)場預置。主要由情報人員結合平時情報行動實施。即通過網絡戰(zhàn)場情報采集分析、軟硬件供應鏈滲透、人力情報后門預置、遠程物理隔離植入等方式,累積網絡戰(zhàn)場漏洞知識庫,預先開發(fā)針對性的網絡武器。二是網絡電磁行動抵近攻擊。即以無人機、瀕海戰(zhàn)斗艦、潛艇或者前出特種分隊物理上抵近目標,以電磁手段搭建網橋、打通物理隔離限制,執(zhí)行網絡電磁行動。三是遠程接入操控。在遠程作戰(zhàn)中心,通過抵近分隊構建的網絡,實施遠程網絡控制。抵近網絡電磁行動要素與遠程指控分隊之間形成類似“特種作戰(zhàn)+傳統(tǒng)火力召喚”式的配合關系。
美國陸軍網絡部隊標志
美軍133支網絡任務分隊各軍種分布情況表