徐軍化，楊 宇，劉恒訊，李卓陽

(中國電子科技集團公司第十五研究所，北京 100080)

0 引言

隨著太空技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間技術(shù)的快速發(fā)展,太空和網(wǎng)絡(luò)2個空間不斷交叉和融合。一方面衛(wèi)星等航天器與航天器之間的通信呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的趨勢;另一方面星鏈、一網(wǎng)等衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的成功發(fā)射、部署和運營,標志著互聯(lián)網(wǎng)全面進入了太空時代。美國于2020年9月發(fā)布了太空政策第五號指令(Space Policy Directive-5,SPD-5)[1],是美國首份針對太空系統(tǒng)的全面網(wǎng)絡(luò)安全政策,將“太空系統(tǒng)”定義為“提供天基服務(wù)的系統(tǒng)組合,包括地面系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和一個或多個太空飛行器”。目前太空網(wǎng)絡(luò)沒有統(tǒng)一的定義,泛指各類由航天器等天基節(jié)點,以及關(guān)口站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計算機終端等地面節(jié)點組成的,基于傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)互聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò),通信介質(zhì)包括射頻、激光和有線等。

在軍事領(lǐng)域,太空網(wǎng)絡(luò)可以支持情報偵察、衛(wèi)星導(dǎo)航、精確制導(dǎo)和導(dǎo)彈預(yù)警等任務(wù)[2]。在社會領(lǐng)域,太空網(wǎng)絡(luò)可以為全球各地提供快速、便捷和高質(zhì)量的通信和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),支持應(yīng)急救援、災(zāi)害管理和環(huán)境監(jiān)測等任務(wù)。

美國作為全球科技、軍事和經(jīng)濟霸主,為了獲取和保持太空控制權(quán),擁有大量的航天器、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),不僅在2018年成立了太空軍[3],還提出了“擴散型作戰(zhàn)人員太空架構(gòu)(Proliferated Warfighter Space Architecture,PWSA)”[4],因此高度重視太空網(wǎng)絡(luò)安全問題。美國太空軍在首份作戰(zhàn)條令《太空力量》中指明了“網(wǎng)絡(luò)空間作戰(zhàn)是軍事空間作戰(zhàn)中至關(guān)重要和不可避免的組成部分,是與其他作戰(zhàn)域聯(lián)系的主要紐帶。因為這種依賴性,可為對手創(chuàng)造新的攻擊途徑,比僅在太空域內(nèi)的軌道戰(zhàn)提供更低的成本和更高的成功機會[5]”。由此可知,美軍不僅高度重視太空系統(tǒng)所面臨的網(wǎng)絡(luò)威脅還重視太空與網(wǎng)絡(luò)空間之間的不斷融合。

太空網(wǎng)絡(luò)面臨的安全威脅主要有以下三方面:針對衛(wèi)星系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊、針對地面指揮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊以及針對通信鏈路的網(wǎng)絡(luò)攻擊[6]。美國和歐盟聲稱,2022年2月24日,俄羅斯對屬于衛(wèi)訊公司的名為KA-SAT的商業(yè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)起了網(wǎng)絡(luò)攻擊,旨在破壞烏克蘭的指揮和控制行動[7]。2023年6月28日,有黑客組織聲稱攻擊并癱瘓了俄羅斯重要的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Dozor,竊取近700份文件并將其公之于眾。Dozor主要為俄羅斯電力線路、油田、俄軍和聯(lián)邦安全局等機構(gòu)提供服務(wù)[8]。

針對太空網(wǎng)絡(luò)攻擊的活動日益增長,美國積極謀劃太空網(wǎng)絡(luò)安全,強化太空網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)。尤其是在俄烏沖突衛(wèi)訊衛(wèi)星被攻擊的背景下,太空網(wǎng)絡(luò)安全的重要性日益凸顯,以美國太空軍為首的組織者舉行了一系列的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)。太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)是一種模擬實際網(wǎng)絡(luò)攻擊和防御的訓(xùn)練,旨在提高太空網(wǎng)絡(luò)安全和美軍作戰(zhàn)能力,以及保持美軍的太空控制權(quán)。

本文首先介紹了美國太空軍的組織架構(gòu),然后介紹了美國近年來的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)。對美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的技術(shù)發(fā)展趨勢進行了總結(jié)和分析,最后為我國的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)提供了有益的思路和建議。

1 美國太空軍組織架構(gòu)

美國太空軍是自1947年美國空軍獨立以來成立的第六個軍事部門和第一個新設(shè)軍種,就人數(shù)而言,它是美國國防部內(nèi)目前最精簡的機構(gòu)。

美國太空軍組織架構(gòu)如圖1所示。美國太空軍下屬有太空作戰(zhàn)司令部、太空系統(tǒng)司令部和太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部[9]。2020年10月,美國太空軍成立了太空作戰(zhàn)司令部,該司令部的主要職責(zé)是訓(xùn)練太空部隊。太空作戰(zhàn)司令部下屬8支三角洲(Delta)部隊,其中Delta 2負責(zé)太空領(lǐng)域感知,Delta 3負責(zé)電子戰(zhàn),Delta 4負責(zé)導(dǎo)彈警告,Delta 5負責(zé)指揮與控制,Delta 6負責(zé)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn),Delta 7負責(zé)情報、監(jiān)視與偵察,Delta 8負責(zé)定位、導(dǎo)航和授時以及通信,Delta 9負責(zé)軌道戰(zhàn)。2021年8月美國太空軍成立了太空系統(tǒng)司令部,該司令部的主要職責(zé)是負責(zé)太空系統(tǒng)的科技研制。同年也成立了太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部,負責(zé)太空專業(yè)人員的培訓(xùn)和教育,為太空作戰(zhàn)人員提供訓(xùn)練、成長和考核環(huán)境。太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部下屬5支Delta部隊,其中Delta 1負責(zé)基礎(chǔ)軍事的課程訓(xùn)練,Delta 10負責(zé)戰(zhàn)術(shù)制定,Delta 11負責(zé)提供演習(xí)環(huán)境,Delta 12負責(zé)對美國太空軍能力進行測試和評估,Delta 13負責(zé)太空軍軍官的高級教育。美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)主要由太空作戰(zhàn)司令部和太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部組織[10]。

圖1 美國太空軍組織架構(gòu)Fig.1 The organization of the U.S. Space Force

2 美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)基本情況

為了研究聯(lián)合環(huán)境下,改進空間作戰(zhàn)的組織架構(gòu)和聯(lián)合機制,探索美軍與盟國的協(xié)同方法,增強太空對抗情況下的國家政策的決策和執(zhí)行能力,美國于2009年舉行了首次太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí),即“施里弗2009”,參與者有美國戰(zhàn)略司令部、航空航天局以及加拿大、英國和澳大利亞等國。演習(xí)的假設(shè)場景是在一次地區(qū)沖突中,美軍及其盟軍參戰(zhàn),在戰(zhàn)場空間內(nèi),太空能力與網(wǎng)絡(luò)能力遭到攻擊,以致拒絕服務(wù)[11]。演習(xí)首次將太空和網(wǎng)絡(luò)空間相結(jié)合[12],使美國探索了太空和網(wǎng)絡(luò)空間帶來的挑戰(zhàn),之后美國開始重視太空與網(wǎng)絡(luò)空間的集成。

美國近年來的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)如表1所示。其中“施里弗2023”“太空旗2023”“藍色天空2024”“黑掉衛(wèi)星”挑戰(zhàn)賽等演習(xí)主要聚焦網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn),“黑色天空2022”“黑色天空2023”演習(xí)主要聚焦于電子戰(zhàn)。

表1 美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)Tab.1 The U.S. space cyber wargames

2.1 施里弗演習(xí)

首次“施里弗”演習(xí)由美國空軍組織,2001年在美國科羅拉多州施里弗空軍基地舉行,演習(xí)最初每2年舉行一次,2014年之后,改為每年舉行一次,至今已舉行17次,最近的一次演習(xí)為“施里弗2023”演習(xí)。“施里弗”演習(xí)歷次情況如表2所示,包括演習(xí)時間、地點、組織者及參與者、演習(xí)方式以及是否與網(wǎng)絡(luò)有關(guān),表中“—”表示相關(guān)信息不詳?！笆├锔ァ睔v次演習(xí)中,有一些與網(wǎng)絡(luò)相關(guān),本節(jié)主要介紹“施里弗2023”演習(xí)的相關(guān)情況。

表2 “施里弗”演習(xí)歷次情況

2023年,“施里弗2023”在美國阿拉巴馬州麥克斯韋空軍基地舉行。演習(xí)由美國太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部組織,美國政府和軍隊25家機構(gòu),以及澳大利亞、加拿大、法國、德國、日本、新西蘭和英國等國家參加[13-14]。

“施里弗2023”假設(shè)同行競爭對手試圖通過開展多域作戰(zhàn)來實現(xiàn)戰(zhàn)略目標,探討了多領(lǐng)域作戰(zhàn)環(huán)境下的太空和網(wǎng)絡(luò)空間問題。要求參與者協(xié)調(diào)太空系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)能力和理論概念,以實現(xiàn)作戰(zhàn)目標并維護太空領(lǐng)域和平。在為期2周的兵棋推演中,參與者進行了基于情景的規(guī)劃演習(xí),旨在改進戰(zhàn)略和作戰(zhàn)決策。

美國指揮官肖恩·布拉頓少將表示:太空在確保全球穩(wěn)定方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,因為它保護了國家,使我們的日常行動成為可能?！笆├锔?023”為國際、民用和商業(yè)合作伙伴設(shè)計創(chuàng)新的作戰(zhàn)概念提供了機會。

演習(xí)幫助美國軍方找出當(dāng)前作戰(zhàn)方法的弱點,開發(fā)新的戰(zhàn)術(shù)和技術(shù),以更好地應(yīng)對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的挑戰(zhàn)。

“施里弗”演習(xí)主要特點如表3所示。① 演習(xí)主要以兵棋推演和博弈研討的方式來模擬太空作戰(zhàn)組織指揮,以計算機模擬太空作戰(zhàn)演習(xí)攻擊行動,主要圍繞太空態(tài)勢感知、太空部隊增強、太空支援、太空控制和太空力量運用等五大太空作戰(zhàn)任務(wù)領(lǐng)域展開。演習(xí)高度重視太空與網(wǎng)絡(luò)的集成,從戰(zhàn)略層面確定未來部隊規(guī)劃與系統(tǒng)集成需求。② 美國太空司令部司令詹姆士·迪金森公開宣稱:演習(xí)旨在增加公眾對俄羅斯和中國太空威脅活動的關(guān)注。 ③ 運用情報監(jiān)視與偵察、通信衛(wèi)星等技術(shù),對敵方太空作戰(zhàn)指控中心、衛(wèi)星操作中心和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵節(jié)點實施攻擊。④ 進一步加強美國與盟國之間的國際合作,注重太空力量與多域作戰(zhàn)力量的融合。

表3 “施里弗”演習(xí)主要特點Tab.3 Main characteristics of “Schriever” wargames

2.2 太空旗演習(xí)

首次“太空旗”演習(xí)由美國空軍組織,2017年在美國科羅拉多州的科羅拉多斯普林斯的波音幻影工廠舉行。2017年和2018年,“太空旗”演習(xí)每年舉行2次,從2019年開始,演習(xí)每年舉行3次。最近的一次演習(xí)為“太空旗2023-2”演習(xí)?！疤掌臁毖萘?xí)歷次情況如表4所示,其中有些年份的演習(xí)基本信息不詳,未在表中列出?！疤掌臁睔v次演習(xí)中,有一些與網(wǎng)絡(luò)相關(guān),本節(jié)主要介紹“太空旗2023-2”演習(xí)的相關(guān)情況。

表4 “太空旗”演習(xí)歷次情況

2023年,“太空旗23-2”演習(xí)在美國施里弗太空軍基地舉行。演習(xí)由美國太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部組織,來自澳大利亞、英國和加拿大的聯(lián)盟伙伴也參與其中[15-16]。

參與者演練了跨學(xué)科的戰(zhàn)術(shù),例如指揮和控制/太空戰(zhàn)斗管理、情報、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、導(dǎo)彈預(yù)警和監(jiān)視、衛(wèi)星通信、太空態(tài)勢感知和太空電子戰(zhàn)。本次演習(xí)設(shè)置3個階段:第一階段側(cè)重于任務(wù)規(guī)劃,主要針對美國在印太地區(qū)的威脅以及對手可能采取的行動,聚焦太空機動作戰(zhàn)和與空地海網(wǎng)等其他作戰(zhàn)域的同步;第二階段模擬和執(zhí)行參與者制定的計劃,聚焦美國和盟國能力的整合,最大限度地發(fā)揮防衛(wèi)優(yōu)勢;第三階段模擬從發(fā)現(xiàn)威脅到應(yīng)對威脅的整個過程,聚焦通過快速的行動節(jié)奏應(yīng)對聯(lián)軍的現(xiàn)實威脅,展示高度復(fù)雜和多國多層多域的防御效果,同時針對網(wǎng)絡(luò)攻擊進行實時演練。演習(xí)進行了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)整合,是首次以實彈太空電子戰(zhàn)為特色的太空旗演習(xí),也是迄今為止最大規(guī)模的演習(xí)。

“太空旗”演習(xí)主要特點如表5所示。① 演習(xí)對盟國之間的聯(lián)合作戰(zhàn)越來越重視,太空網(wǎng)絡(luò)攻防的重點更加基于太空態(tài)勢感知、電子戰(zhàn)和衛(wèi)星通信等方面。② 演習(xí)中假設(shè)的作戰(zhàn)環(huán)境越來越復(fù)雜,涵蓋了太空目標識別、軌道威脅和地面干擾等方面。③ 使用多種通信手段連接分布在不同地區(qū)、不同作戰(zhàn)環(huán)境中的不同力量,開展實時的演練,利用人機交互技術(shù)在現(xiàn)實環(huán)境中構(gòu)建虛擬的作戰(zhàn)場景。紅方模擬假想中的敵人對美軍全球定位系統(tǒng)(GPS)和衛(wèi)星通信等進行干擾。演習(xí)進一步融入導(dǎo)彈預(yù)警技術(shù),強調(diào)情報驅(qū)動和太空作戰(zhàn)的情報融合,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的太空運用。④ 為應(yīng)對多種形式的沖突,作戰(zhàn)人員接受了多角度的訓(xùn)練。

2.3 黑掉衛(wèi)星挑戰(zhàn)賽

在2019年舉辦的黑客大會DEFCON 27上,主辦方宣布要舉行“黑掉衛(wèi)星(Hack-A-Sat, HAS)”挑戰(zhàn)賽。HAS是一項奪旗(CTF)競賽,旨在激勵世界頂級網(wǎng)絡(luò)安全人才開發(fā)必要的技能,以幫助減少漏洞并構(gòu)建更安全的太空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

比賽分為2個階段:資格賽和決賽。該比賽結(jié)合了航天與信息安全2個領(lǐng)域,在題目設(shè)置上也有別于傳統(tǒng)的信息安全奪旗賽。HAS的挑戰(zhàn)題目主要圍繞地面站、星地鏈路和衛(wèi)星等三部分進行設(shè)定,除傳統(tǒng)的密碼破解、逆向工程和信號截獲分析等信息安全知識外,還結(jié)合了天體物理學(xué)、天文學(xué)的相關(guān)知識,體現(xiàn)出了太空網(wǎng)絡(luò)安全的特殊性。涉及的技術(shù)有嵌入式操作系統(tǒng)、處理器以及信號處理[17]。

在HAS 1、2、3中,參賽者通過數(shù)字孿生模擬了解了太空所需的技能。而HAS 4推出了世界上首個太空CTF競賽,HAS 4由美國太空部隊與安全研究界共同舉行。決賽在2023年8月11日進行,以遠程奪取目前在地球低軌道上旋轉(zhuǎn)的太空軍衛(wèi)星“月光者”的控制權(quán)為目標。除了試圖闖入并建立與衛(wèi)星的數(shù)據(jù)鏈路之外,黑客還試圖通過使用加密和防火墻保護來阻止敵方團隊進入他們自己的系統(tǒng)。

“月光者”[18]是美國航空航天公司[19]、美國空軍研究實驗室和美國太空軍太空系統(tǒng)司令部合作研發(fā)的人類首顆太空黑客沙箱衛(wèi)星,于2023年6月發(fā)射進入地球軌道。同時6顆被稱為立方衛(wèi)星[20]的微型衛(wèi)星也被發(fā)射到國際空間站,它們被部署在那里。這些立方體衛(wèi)星是加拿大立方體衛(wèi)星項目的一部分,該項目旨在提高學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的參與度。“月光者”的任務(wù)是將太空系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全演習(xí)從地球轉(zhuǎn)移到太空,黑客團隊將在衛(wèi)星在軌時嘗試遠程滲透和劫持衛(wèi)星,同時測試攻擊和防御技術(shù)?！霸鹿庹摺睌y帶一個專用的網(wǎng)絡(luò)有效載荷,帶有一個防火墻來隔離子系統(tǒng),還具有一個完全可重新編程的有效負載計算機,其行為類似于戰(zhàn)斗計算機。這使得網(wǎng)絡(luò)實驗具有可重復(fù)性、現(xiàn)實性和安全性,同時保持衛(wèi)星的安全?！霸鹿庹摺毙l(wèi)星將在以下領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用括:實施防御性網(wǎng)絡(luò)行動,開發(fā)網(wǎng)絡(luò)策略、技術(shù)和程序,驗證整個太空體系的端到端網(wǎng)絡(luò)威脅評估。

2.4 天空系列演習(xí)

天空系列演習(xí)主要包括“黑色天空”“藍色天空”“紅色天空”,其中“黑色天空”聚焦電子戰(zhàn),“藍色天空”聚焦網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn),“紅色天空”聚焦軌道戰(zhàn)。

2.4.1 黑色天空2022演習(xí)

美軍《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略》指出,美軍應(yīng)為測試、訓(xùn)練和分析打造現(xiàn)代化的真實、虛擬、構(gòu)造型電磁頻譜基礎(chǔ)設(shè)施[21]。2022年,“黑色天空22”演習(xí)在科羅拉多州彼得森太空軍基地舉行。演習(xí)由美國太空訓(xùn)練與戰(zhàn)備司令部組織,參與者包括佛羅里達州空軍國民警衛(wèi)隊第114太空控制中隊、空軍預(yù)備役第380太空控制中隊、太空三角洲部隊的第4和第16電子戰(zhàn)中隊以及美國太空司令部聯(lián)合太空作戰(zhàn)中心。

該演習(xí)的假設(shè)場景是美國歐洲司令部責(zé)任區(qū)的危機,這場危機包括空中聯(lián)合作戰(zhàn)行動、地面特種作戰(zhàn)以及影響各個領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)行動。在模擬實戰(zhàn)情況下對一顆租用的商業(yè)衛(wèi)星進行電子干擾,讓參與者通過操作真實系統(tǒng),在真實場景中練習(xí)各種聯(lián)合電子戰(zhàn)火力的指揮與控制。演習(xí)范圍橫跨加利福尼亞州和科羅拉多州,并上延至海平面以上35 405.568 km的空間范圍。該靶場提供了一個類似戰(zhàn)爭的環(huán)境,允許參與者安全射擊并演示各自的武器系統(tǒng),以訓(xùn)練他們的作戰(zhàn)程序、技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)。

此次演習(xí)是美國太空軍“天空”系列的首次演習(xí),也是美國太空軍第一次全面、創(chuàng)新的演習(xí),旨在提高美國太空軍的指揮控制能力。

2.4.2 黑色天空2023演習(xí)

2023年,“黑色天空23-1”演習(xí)在科羅拉多州科羅拉多斯普林斯舉行。演習(xí)由太空作戰(zhàn)司令部組織,參與者包括美國太空司令部和美國三角洲部隊[22-24]。

該演習(xí)是一次現(xiàn)場模擬演習(xí),即真人操作真實系統(tǒng)的訓(xùn)練,參與者按照計劃執(zhí)行,并根據(jù)現(xiàn)場模擬的實時反饋做出必要的調(diào)整。演習(xí)旨在演練聯(lián)合電子戰(zhàn)火力的指揮和控制。肖恩·布拉頓少將表示:隨著美國太空軍不斷發(fā)展其天基電子戰(zhàn)的能力,必須訓(xùn)練他們的電子戰(zhàn)技能,以保持太空戰(zhàn)略優(yōu)勢領(lǐng)域。

“黑色天空”演習(xí)主要特點如表6所示。① 演習(xí)主要依賴已經(jīng)屬于太空部隊的電子戰(zhàn)基礎(chǔ)設(shè)施。涉及實際人員操作真實系統(tǒng)的“真實型”訓(xùn)練活動,即利用實際的電子干擾裝備,通過實際的指揮控制系統(tǒng),干擾實際的通信衛(wèi)星;也涉及實際人員操作模擬系統(tǒng)的“虛擬型”訓(xùn)練。② 演習(xí)建立了跨越多個太空部隊基地的聯(lián)合團隊、負責(zé)太空事務(wù)的空軍國民警衛(wèi)隊、空軍后備隊人員,以及空軍、陸軍、海軍和盟軍人員,是聯(lián)合電子戰(zhàn)演習(xí),在演練層級上集中于聯(lián)合太空作戰(zhàn)中心和國家太空防御中心等中層架構(gòu)。③ 參與者使用實時和虛擬仿真軟件,對42個模擬目標施加電磁效應(yīng)。在受控的實時模擬環(huán)境中,提供了評估任務(wù)目標和識別電子戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用中潛在問題的能力。聯(lián)合火力和信息作戰(zhàn)小組通過破壞或削弱對手的指揮、控制、通信和收集情報的能力來支持軍事行動。④ 演習(xí)演練了美軍聯(lián)合電子戰(zhàn)的指控,主要是對作戰(zhàn)流程方面的演練,用已有的系統(tǒng)、流程和規(guī)則等形成簡單的觀察、判斷、決策、行動(OODA)閉環(huán)[25],用于演練作戰(zhàn)指揮規(guī)劃和執(zhí)行綜合作戰(zhàn)的過程,細化聯(lián)合電子戰(zhàn)中多種戰(zhàn)術(shù)行動以及指揮控制關(guān)系,讓指揮官熟悉太空電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)節(jié)奏。

表6 “黑色天空”演習(xí)主要特點

2.4.3 藍色天空2024演習(xí)

太空軍將于2024年夏季舉行“藍色天空”演習(xí),重點開展戰(zhàn)術(shù)層面的太空網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)訓(xùn)練,包括防御關(guān)鍵太空系統(tǒng)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊的科目,屆時太空軍將為“藍色天空”演習(xí)準備一種包含敵我太空系統(tǒng)數(shù)字副本的典型太空網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)環(huán)境[26]。

3 美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)發(fā)展趨勢

美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)相比傳統(tǒng)演習(xí)有一定的區(qū)別。首先是演習(xí)場景不同:傳統(tǒng)演習(xí)通常在陸地、海洋和空中等地理環(huán)境中進行,而真實太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)則是在太空網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行。其次是技術(shù)要求更高:太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)需要使用高科技裝備和先進技術(shù),例如衛(wèi)星、導(dǎo)彈和激光武器等,還需要網(wǎng)絡(luò)攻防的相關(guān)知識,這些裝備和技術(shù)的使用要求更高,需要更加精準和復(fù)雜的操作和控制。然后是進行更多聯(lián)合演習(xí),太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)通常需要與其他軍種、其他國家或其他機構(gòu)進行聯(lián)合演習(xí),以提高合作能力和協(xié)同作戰(zhàn)能力。

在“施里弗”演習(xí)中,美國將太空與網(wǎng)絡(luò)深度融合,不斷探索太空和網(wǎng)絡(luò)二者集成的系統(tǒng)指揮體系?！疤掌臁毖萘?xí)突出對抗加劇、效能降低和運行受限等環(huán)境下的軍事應(yīng)對,讓作戰(zhàn)人員能夠在對抗環(huán)境、裝備降效和軍事行動受限等情形下作戰(zhàn),強調(diào)時效性,該系列演習(xí)重視太空網(wǎng)絡(luò)攻防的戰(zhàn)術(shù)實現(xiàn)[27]。從“黑掉衛(wèi)星”挑戰(zhàn)賽可以看出,美國希望通過這種方式找到太空中的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞,同時在地方和軍方中不斷發(fā)掘優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)安全人才,使他們更好地服務(wù)于美國太空網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域。美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)發(fā)展趨勢主要包括以下三方面。

① 演習(xí)不斷多元化

美國不斷深入推進演習(xí)的體系化,演習(xí)的系列不斷增加,迄今為止太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)主要有“施里弗”“太空旗”“黑掉衛(wèi)星”挑戰(zhàn)賽以及最新出現(xiàn)的“天空”等系列。演習(xí)的手段也日益多樣化,在戰(zhàn)略層面新增了戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役層面,從最初的桌面推演發(fā)展到計算機模擬,再發(fā)展到了真實的衛(wèi)星環(huán)境。

② 加強同盟國合作

隨著太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)次數(shù)的增多,美國開始注重和同盟國之間的合作,例如加拿大、英國、澳大利亞以及新西蘭等國家。反映出美國確保其在太空網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢和霸主地位。

③ 攻防手段日漸創(chuàng)新

電子戰(zhàn)的運用長期以來一直是美國軍事行動的一個組成部分,從近年的天空系列演習(xí)中可以看出,電子戰(zhàn)在美國太空網(wǎng)絡(luò)行動中發(fā)揮著越來越重要的作用。從“太空旗 2023”演習(xí)中可以看出,美國著眼于衛(wèi)星干擾作戰(zhàn)訓(xùn)練,不斷創(chuàng)新,探索電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)結(jié)合的新方式。利用低軌星座導(dǎo)航數(shù)據(jù)探測地面電子干擾,開發(fā)新型移動頻譜監(jiān)測工具。美國太空軍試圖利用工業(yè)技術(shù)來阻止太空網(wǎng)絡(luò)攻擊,不斷研發(fā)探測和識別威脅的自主防御技術(shù)。演習(xí)過程中積極調(diào)整網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)架構(gòu),例如通信、數(shù)據(jù)傳輸和模塊化硬件設(shè)計,確保數(shù)據(jù)完整性和機密性?！昂诘粜l(wèi)星”挑戰(zhàn)賽的舉行表明美國試圖將多領(lǐng)域的知識與太空網(wǎng)絡(luò)進行交織滲透,并且不斷加大對低軌衛(wèi)星的部署,為美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)提供良好的靶場環(huán)境。

4 美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)意義

美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)對提高美國的太空網(wǎng)絡(luò)安全、美軍作戰(zhàn)能力以及對國際戰(zhàn)略格局具有一定的影響和意義。

① 提高美國太空網(wǎng)絡(luò)安全

演習(xí)通過模擬各種太空網(wǎng)絡(luò)攻擊和防御場景,幫助美國太空軍更好地了解和評估其太空網(wǎng)絡(luò)的安全性,提高了其抵御太空網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力。

② 提高美軍太空作戰(zhàn)能力

演習(xí)促進了美國太空軍的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā),提高了其太空作戰(zhàn)技能和應(yīng)變能力。通過演習(xí)模擬實戰(zhàn),美軍能不斷發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)難題,促進其不斷研發(fā)新的太空網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),為美軍錘煉太空作戰(zhàn)實力提供了良好的訓(xùn)練平臺。同時,隨著科學(xué)技術(shù)的加速發(fā)展,演習(xí)為新技術(shù)的驗證與應(yīng)用磨合提供了保障,使美軍能夠在實踐中不斷融合新技術(shù),發(fā)現(xiàn)技術(shù)缺陷,檢驗太空網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力,持續(xù)完善太空網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)體系建設(shè)。

③ 維持美國太空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域霸權(quán)地位

隨著太空網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,太空網(wǎng)絡(luò)已成為國際大國之間爭奪戰(zhàn)略優(yōu)勢和地位的重要領(lǐng)域。美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)強調(diào)盟國合作和信息共享,促進了盟國在太空網(wǎng)絡(luò)安全和防御方面的交流和合作,最重要是的是美國向其他國家展示了在太空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的實力和技術(shù)水平,進一步維持了美國在太空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的霸權(quán)地位。

5 建議

通過分析美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)可知,美國通過太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)推動太空網(wǎng)絡(luò)安全研究和創(chuàng)新,不斷提高太空網(wǎng)絡(luò)安全和防御能力以及美軍的作戰(zhàn)能力,結(jié)合美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的情況,針對我國的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí),本文提出以下建議。

① 完善太空網(wǎng)絡(luò)安全標準規(guī)范

美國于2020年發(fā)布了SPD-5政策,該政策主要關(guān)注太空系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全,將現(xiàn)有的地面使用的網(wǎng)絡(luò)安全政策應(yīng)用在太空系統(tǒng)中,并且建立了太空系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全五項原則。同年發(fā)布了《太空力量》,進一步強調(diào)了太空與網(wǎng)絡(luò)空間作戰(zhàn)融合的重要性。美國對太空網(wǎng)絡(luò)法規(guī)的不斷完善推動著美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)常態(tài)化的開展。因此,國家可以根據(jù)以往相關(guān)網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的經(jīng)驗和教訓(xùn),制定和不斷完善太空網(wǎng)絡(luò)安全政策法規(guī)和技術(shù)標準,為后續(xù)開展太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)提供有力的支撐和保障。

② 豐富太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)體系設(shè)計

我軍的太空系統(tǒng)還未全面進入網(wǎng)絡(luò)化時代,所以太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的內(nèi)容和形式不能照搬美軍。我軍的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)可以先以桌面推演的方式進行,然后逐漸到計算機模擬的方式,接著再構(gòu)造真實的衛(wèi)星演習(xí)環(huán)境。美國近年來舉行的“太空旗”“天空”系列演習(xí)以及“黑掉衛(wèi)星”挑戰(zhàn)賽中都明確了每次的作戰(zhàn)目標,驗證了太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的作戰(zhàn)方案,因此我國可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)目標開展不同系列的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)。演習(xí)的內(nèi)容和范圍應(yīng)該明確,以確保演習(xí)的任務(wù)清晰和演習(xí)效果顯著。明確演習(xí)的流程和安全措施,確定演習(xí)的階段和環(huán)節(jié),制定演習(xí)的安全標準和規(guī)范,建立演習(xí)的應(yīng)急預(yù)案,不斷提高我軍的太空網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力。

2020年,美國國防信息安全技術(shù)服務(wù)提供商美泰科技正式推出驗證和保護太空網(wǎng)絡(luò)安全的“太空靶場”虛擬作戰(zhàn)體系。該靶場通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù),真實還原太空網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,加入網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù),并且可以重復(fù)使用。因此我國可以加強太空網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)的研究和開發(fā),使用模擬器模擬太空網(wǎng)絡(luò)的物理環(huán)境、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓撲、網(wǎng)絡(luò)故障和網(wǎng)絡(luò)干擾等。研發(fā)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊模擬系統(tǒng),模擬太空網(wǎng)絡(luò)的蠕蟲攻擊、拒絕服務(wù)攻擊、網(wǎng)絡(luò)釣魚攻擊和密碼攻擊等。

開展太空網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)研究,例如研究太空網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng),實時監(jiān)測太空網(wǎng)絡(luò)的安全狀況,包括網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)拓撲和通信協(xié)議等。使用數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)提取演習(xí)數(shù)據(jù)中的有用信息,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,構(gòu)建防御一體化體系。

③ 加強太空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域融合

軍隊、科研機構(gòu)和企業(yè)之間應(yīng)該加強創(chuàng)新和研發(fā)合作,通過建立聯(lián)合實驗室,共享研發(fā)平臺和項目合作,加強科技成果的轉(zhuǎn)化和在太空網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的實際應(yīng)用,促進產(chǎn)業(yè)鏈的整合與發(fā)展。軍隊和民用機構(gòu)可以建立共同的數(shù)據(jù)標準和安全協(xié)議,并開展一定的信息共享與協(xié)同防御。培養(yǎng)專業(yè)人才,政府、軍隊和高?？梢院献鏖_展培訓(xùn)項目、研討會和學(xué)術(shù)交流活動,促進軍事和民用領(lǐng)域的人才互通與合作。

6 結(jié)束語

本文介紹了美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的背景,分析了美國開展太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的原因,介紹了近年來演習(xí)的基本情況,分析了美國太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)的特點、技術(shù)發(fā)展趨勢以及意義,針對我國的太空網(wǎng)絡(luò)演習(xí)提出了相關(guān)的建議。我國需要通過不斷擴大演習(xí)規(guī)模、升級演習(xí)技術(shù)、推動立法進程和加強研究和創(chuàng)新等手段,以應(yīng)對日益增加的太空網(wǎng)絡(luò)安全威脅和挑戰(zhàn)。提高太空網(wǎng)絡(luò)安全、防御及我軍作戰(zhàn)能力,促進國際合作和信息共享,對維護國際太空網(wǎng)絡(luò)安全和穩(wěn)定產(chǎn)生積極作用。