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美网络空间颠覆性技术预警及启示研究

访问次数: 776 次    作者: 高兴隆 张兆鑫 范永哲    发布时间: 2024-01-03

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网络空间的重要性日益凸显,成为现代社会的核心领域。其中,美国一直是网络技术的领先者,不仅在硬件和软件研发上取得了显著的成就,还在网络空间前沿技术方面表现出卓越的实力,不仅如此,美国还在加大对网络技术方面的投入,研究网络空间颠覆性技术以创造军事、安全等领域的绝对优势。

落子先一步——寻突破

2022 年,全球地缘政治冲突加剧、新冠肺炎疫情再次来袭、俄乌冲突陷入胶着,全球网络空间安全态势更加复杂紧张。数据泄露、高危漏洞、勒索软件、太空安全等问题也呈现出新的变化,严重危害国家关键基础设施安全和社会稳定,给全球安全态势带来了极大地不确定性。为此,各国积极推进网络安全领域的顶层规划与设计,密集出台安全战略,持续优化体制建设,加强网络安全新技术在军事领域的应用,以更坚实的安全体系迎接全球网络安全新机遇和新挑战。

网络空间安全技术方面,零信任安全、太空网络技术、量子信息技术、5G 等技术进一步得到发展与应用。零信任安全架构步入大规模落地阶段,美国致力于 5 年内在整个国防部实施“零信任”架构;太空网络技术进一步加快研发步伐,尤其在俄乌冲突 Viasat 卫星攻击背景下美英等国陆续将太空纳入国家安全的重要领域;量子信息技术逐步由实验阶段走向落地应用,实用化场景得以持续拓展;探索 5G 网络的多领域安全应用,世界军事强国积极探索 5G 技术与机器学习、卫星网络的深度融合。

2022 年,以零信任安全、太空、量子信息技术、5G、云为代表的新型网络技术已成为未来网络空间的“游戏规则改变者”。美西方国家正加大新兴技术的投资力度,强化新兴颠覆性技术的研发和应用,以期大幅提升综合网络能力,夺取未来战略对抗的主动权。

研发重创新——接前沿

2023年1 月,美国防信息系统局(DISA)授予博思艾伦·汉密尔顿公司为期六个月、价值 680 万美元合同,为“雷霆穹顶(Thunderdome)”项目开发首个零信任安全和网络架构计划原型,旨在从根本上将以网络为中心的纵深防御安全模型转变为以数据保护为中心的安全模式,并最终通过采用零信任原则为部门提供更安全的运营环境。

同月,美陆军正在印太地区建立首套混合云战术系统,项目目前处于初级阶段。该系统将成为陆军首个使用本地数据中心和商业云服务建立在美国本土外(OCONUS)的混合云系统。新的混合云计算能力将提高陆军指控系统存储和处理数据的能力,为美陆军正在进行的现代化升级改造提供所需的数据资源。

4 月,美军运输司令部表示将在其机密网络上实施零信任安全模型,以提高网络安全态势以及检测和减轻对抗活动的能力。10 月,美军运输司令部已取得显著进展,在机密网络上完成了核心零信任能力的实施,达到了基线成熟度水平。后续,该司令部将继续推行零信任,并将能力推广至非机密网络环境中。

5 月,受美国国防部长办公室委托,佛罗里达大西洋大学(FAU)与Qubitekk 公司、L3 哈里斯公司共同研发美国首个基于无人机的移动量子网络,该网络可在建筑物周围、恶劣天气和地形环境下无缝机动,并快速适应战场等不断变化的环境。该网络包括一个地面站、无人机、激光器和光纤,可共享量子安全信息。

研究通过将激光聚焦在特殊的非线性晶体上,以产生纠缠单光子源 ;光学对准系统使用倾斜的镜子将光子直接引导到需要的地方;单个光子从源无人机依次传播到另一架无人机,从而实现安全通信。在战场上,这些无人机将提供一次性加密秘钥来交换对手无法拦截的关键信息。项目还计划在无人机中采用量子存储器,以进行纠错、中继和存储信息。该技术不仅适用于无人机或机器人,最终还将开辟一条自由太空光链路,以在建筑物和卫星上进行安全通信。

6 月,美陆军首席信息官拉吉·艾尔表示陆军将实施 cArmy 的混合云计划,将云计算能力扩展至美国本土之外的战区司令部。该计划是美陆军“混合云战略”的一部分,将首先从美军在韩国的军队设施和装备开始扩展云能力,随后扩展至欧洲司令部和中央司令部;重点从满足区域需求(如亚太地区的需求),转向满足战术边缘云计算需求,使较低梯队能够综合使用数据,将数据和决策传递至单兵。除了混合云战略,陆军还着眼于采用混合卫星通信架构,使数据在多轨道卫星通信网络和地面无线系统之间传输。

8 月,Capgemini 公 司 获 得 美 陆 军 三 年 期 的“ 云 通 用 共 享 服 务 ”(cARMY)项目合同,以实现陆军云通用共享服务环境 cARMY 的现代化、转型和发展,将支持企业云管理机构(ECMA)帮助做出数据驱动的决策,并缩短现场时间,以支持陆军的使命。同时,该项目还将有助于促进cARMY 在全组织范围内采用云技术,并加强人工智能和机器学习计划。

10 月,美国陆军未来司令部的“融合项目 2022 技术网关”实验展示了 35 家公司在反无人机系统、自主补给和零信任网络韧性环境领域的技术,雷神公司在此期间展示了其最新的网络安全能力。

美国防部积极寻求信息系统的数字化转型,而云计算是寻求战场信息保障连续性、作战效率和提高未来可扩展性战术单元的优先考虑。近年来,美军战术级云概念研发进程加速,“企业级”、“安全”、“全域”和“多云”等已经成为美军云建设思路中的关键词,充分体现了美军对全球性联合作战中实现战场联动、同步决策、敏捷响应等需求的重视,同时也为联合全域作战概念勾画了雏形。

技术加速度——意何在

美国在网络空间颠覆性技术方面的领先地位可以增强其在网络空间的战略优势,技术创新和领先地位必然会在军事、经济和政治等诸多层面产生深远的影响。美国新版国家安全战略和国防战略将大国竞争和印太再平衡作为战略重点,与此相对应,为谋求大国竞争主动权,美国网络空间作战能力发展与运用在战略上也更具积极性和进击性。从美国网络司令部成立至今,美国网络部队已发展成为拥有 133 支具备全面作战能力的网络任务分队、数万人军种网络部队的强大网络空间作战力量。根据美国国防预算、相关政策文件和高层领导讲话,为保持网络空间优势权,未来一段时期,美国现役网络部队力量规模和结构仍将持续扩大和加强。随着网络化、信息化和智能化的不断发展,美国不断拓展网络战场空间,网络空间作战能力呈现出与其他多种能力不断融合的发展趋势。美国积极推动战略前沿科技创新,寻求网络空间“改变游戏规则”的颠覆性、革命性技术发展。

这些颠覆性的网络空间技术将会成为美国与其他大国斡旋的利器,成为美国谈判桌上的重磅筹码。倘若美国掌握出令人看不懂的颠覆性网络空间技术,各方将会难以与其抗衡,霸权主义与强权政治的影响可能会进一步深化。各方为了维护自身国家安全与世界和平稳定,应当积极探索网络空间前沿,加速技术革新创新,推动技术向防御力、威慑力转化,做好战略上的充分准备,迎接未知挑战。


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