美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

《AFC 71-20-8》是电子战向联合电磁频谱作战转型的大背景下,美国陆军关于本军种如何适应这种转型的具体思考方式。

2021年6月29日,美国陆军发布《陆军未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》(以下简称《AFC 71-20-8》)。在这份小册子的指导下,美国陆军部于2021年8月24日发布了正式条令《野战手册(FM)3-12:赛博空间作战与电磁战》(下文简称“《FM 3-12》”),以替代2017年4月11日发布的《FM 3-12:赛博空间与电子战作战》。

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

《AFC 71-20-8》是电子战向联合电磁频谱作战转型的大背景下,美国陆军关于本军种如何适应这种转型的具体思考方式。《AFC 71-20-8》与《FM 3-12》之间的关系可总结为“因与果”、“面与点”、“虚与实”的关系。如果说《FM 3-12》是美国陆军在赛博空间作战与电磁战领域的“知其然”,那么《AFC 71-20-8》就是美国陆军在赛博空间作战与电磁战领域的“知其所以然”。

《AFC 71-20-8》明确了美国陆军赛博空间作战和电磁战作战的基本逻辑,即“赛博空间和电磁作战综合利用赛博空间作战和电磁战能力、可扩展的赛博空间作战和电磁战编队、赛博空间基础设施等,通过协调和应用各作战域独特的能力,在所有作战域内以及跨所有作战域、电磁频谱和信息环境提供作战效能,进而支持多域作战。此外,这些解决方案还是一种集成和同步机制,能够支持所有作战能力和信息相关能力实现可扩展的跨时空融合,以创造优势窗口。”整个《AFC 71-20-8》的主要内容都围绕这一基本逻辑展开,可总结为如下几方面。

一、阐述了赛博空间和电磁频谱相关领域的作战环境特点

《AFC 71-20-8》指出,美军未来所面临的作战环境的特点是,对手会采用技战术相结合的方式,来克服或规避美国的军事优势和利用已知的美军弱点。未来的作战环境将比今天更加不可预测、更复杂和更危险。赛博空间域和电磁环境中的持续性冲突会不断演变,各种各样的对手将在冲突连续体内以不同的同步或异步能力在赛博空间和电磁环境的多个方面展开持续竞争。要了解赛博空间作战和电磁战的作用和能力,必须了解赛博空间域、信息环境、电磁环境和先进技术环境,影响这些作战域和环境的变量,以及这些变量影响作战的方式。

1. 赛博空间作战环境特点

从作战角度可把赛博空间划分为三个不同的空间,分别为友好空间、中立空间和敌对空间。

友好(蓝方)赛博空间主要依赖于美国国防部信息网络的陆军部分(DODIN-A)。这些赛博空间基础设施部分使作战部队和预备役部队能够在作战期间从任何地点访问集中资源。分析和可视化侧重于赛博空间和电磁频谱中的友好行动,包括网络和信息系统状态、配置和拓扑结构、赛博空间中的关键地形、以及风险。

中立(灰方)赛博空间是指不受友军或敌方部队直接控制的赛博空间。美陆军对赛博空间域的这一部分作战所在的许多赛博空间路由和路径的直接控制有限。由于私营工业部门是商业资产和全球供应链的主要催化剂,因此陆军越来越依赖于供应商,而其对供应商又无法直接施加影响,无法有效降低风险。陆军与联邦政府、州政府和地方合作伙伴以及学术界和私营部门合作,以应对实施赛博空间作战所面临的挑战。

敌对(红方)赛博空间是指赛博空间域的一部分赛博空间:赛博空间威胁可以不受影响地持续接入这部分赛博空间实施运营和赛博空间作战。对手通常通过将这部分赛博空间隔离起来,使之不与全球网络连接,对其进行保护。此外,赛博空间中的敌对活动很容易被掩盖或隐藏,很难溯源,在某些情况下甚至无法溯源。今天,有许多实体都可以利用先进技术、以很低的成本对美国陆军构成重大威胁。由于对手可以应用低成本赛博空间能力对依赖赛博空间的美国陆军部队及其增强多域作战的能力产生不成比例的影响。与允许在冲突阈值以下实施作战行动的更传统或非技术性措施相比,赛博空间作战会被潜在对手视作是实现其目标的一种低成本、隐蔽和快捷的方法。

2. 电磁频谱和电磁环境特点

电磁环境是军队、系统或平台在其预期作战环境中执行任务时可能遇到的辐射型或传导型电磁辐射电平在不同频率范围内的功率和时间分布所产生的结果。本质上,电磁环境是指定位置内所有辐射能量的总和。军用和民用实体越来越多地使用电磁频谱,导致电磁环境体现出拥挤、竞争等特点,这种特点在不同作战区域内的表现程度不同。随着美陆军部队的作战对电磁频谱的依赖程度不断增加,对手也越来越多地尝试针对该漏洞采取行动。在不断发展和日益复杂的作战环境中,当前和未来对手感知和观察电磁特征的能力不断提升。

3. 信息环境中的作战环境特点

信息环境中的作战是指为针对相关参与方产生、保持和运用军事力量或影响力而采取的物理、虚拟或认知行动,其目标是在作战环境中形成、塑造、提高或保护竞争优势或战斗力潜力。

美陆军部队需要能够在降级的赛博空间域、信息环境和电磁环境中作战。降级的信息环境的定义是从用户角度来看的,降级是从对会影响军事行动的信息流产生的不利效果来考虑的。这种方法很有必要,因为从用户角度来看也分为技术和认知两个方面。赛博空间基础设施的物理降级可能由一系列配置问题、环境因素或针对友好赛博空间基础设施的敌对活动导致的,物理降级会导致信息环境降级。此外,敌方所采取的针对性虚假信息活动和欺骗也可能导致信息环境的认知降级。因此,降级的信息环境定义为对实施多域作战所需的信息的可用性、及时性、准确性或完整性产生不利影响的任何情况。

4. 先进技术环境中的作战环境特点

先进技术环境虽然通常不看作一种环境,但先进技术的应用的确形成了一种独特的环境,在该环境中,必须不断调整技术更新周期和不断创新,并将其纳入能力开发和作战框架内。先进技术提高作战过程和作战功能的自动化程度,这对技术依赖性要求和兵力结构要求提出了严峻挑战。人工智能和机器学习的进步影响了“人在回路中”策略。先进技术环境的成功还取决于建立一个可访问、可扩展的联合持续训练环境(PTE),该环境可复制竞争、拥挤的电磁频谱和赛博空间,以在有线和无线环境下高精度地实现个人和集体的训练、任务预演、建模和仿真。

二、阐述了赛博空间和电磁频谱所面临的威胁

《AFC 71-20-8》指出,赛博空间威胁是指有可能有意或无意利用系统中的一个或多个漏洞,进而损坏赛博空间基础设施、在该基础设施内或经由该基础设施交换的可用信息的机密性、完整性、可用性的任何情况或事件。赛博空间威胁不仅涉及以利用赛博空间的弱点,以及中断、降级、破坏或操控己方信息的使用等拒止效果的行动本身,还涉及执行该行动的参与者(威胁代理)。

赛博空间威胁主体主要包括国家政府、恐怖分子、有组织犯罪集团、黑客活动分子、黑客、僵尸网络操作人员、国外情报机构、内鬼、网络钓鱼人员、垃圾邮件发送者、间谍软件与恶意软件作者,或其组合。这些威胁可以(通过赛博空间和电磁频谱)获得先进技术,如机器人、无人(空中和地面)系统和大规模杀伤性武器信息。他们将融合赛博空间作战和电磁战能力,使其能够在不同的地点进行作战。

具体来说,美国陆军所面临的赛博空间与电磁频谱威胁主要体现在如下几方面。

  • 国家和非政府组织会投资发展保护其进入赛博空间同时中断或拒止对手进入赛博空间的能力。
  • 陆军与赛博空间基础设施连接的设备和传感器数量越来越多。由于每种设备都存在潜在的漏洞,因此这一趋势意味着对手可以用于访问美国陆军赛博空间基础设施、系统和信息的可用目标呈指数增长。
  • 方便接入且充满竞争的赛博空间域和电磁环境进一步增加了未来冲突的不确定性。
  • 将有更多的对手获得赛博空间和电磁频谱能力,能够同时跨多个作战域和多个环境作战。
  • 对手会实施复杂的信息战行动,将赛博空间和电磁频谱作为信息环境的力量倍增器。
  • 战场上越来越多地使用包括无人机系统在内的自主设备,带来了安全挑战。
  • 高级持续性威胁(APT)或复杂的赛博空间威胁会尝试接入目标网络,并在其中隐蔽运行,以收集信息或进行攻击前的部署。
  • 在所有作战环境中,对电磁频谱的威胁都会对陆军造成影响。

三、给出了面向多域作战的赛博-电磁一体战解决方案

《AFC 71-20-8》指出,美国陆军在赛博空间作战与电磁战作战方面的目标是应对上述作战环境与新威胁,并满足多域作战需求。美国陆军对多域作战的认知包括两方面:多域作战确定了陆军成功实施作战行动所需的三个原则为“准确的兵力态势、多域编队、融合”;多域作战是一个“以信息为中心”的“技术依赖型”概念,这也是该概念的两个基本属性。

为通过赛博空间作战与电磁战手段来实现多域作战,同时遵循多域作战的上述原则并充分利用其属性,还必须充分理解赛博空间作战与电磁战的五条基本准则,即:赛博空间和电磁频谱的主要用途是促进信息交换;赛博空间作战和电磁战是信息相关能力(IRC);赛博空间作战和电磁战是信息环境中的作战的主要技术实现手段;赛博空间作战和电磁战作战通常在降级或被拒止的电磁环境和信息环境中进行;所有赛博空间作战都以接入为前提,物理约束是其固有约束。

基于上述3方面要素(多域作战三原则、多域作战二属性、赛博空间作战与电磁战五准则),《AFC 71-20-8》给出了面向多域作战的赛博-电磁一体战解决方案,主要包括3方面手段:打造赛博空间作战和电磁战集成能力;打造可扩展的赛博空间作战和电磁战编队;打造赛博空间基础设施。借助这3方面手段实现赛博空间作战与电磁战集成以后,有望实现3方面能力:实现跨域机动;实现跨域火力打击;实现跨域协同

3.1 赛博空间作战、电磁战进行集成的需求

确保信号情报、电磁战和赛博空间作战能力的有效集成,是集成和同步赛博空间作战和电磁战作战与其他功能中最复杂的方面之一。有效的集成远远不止简单的协同。信号情报、电磁战和赛博空间作战完全或部分发生在同一部分电磁频谱内,并共享许多相互关联的考虑因素。电磁战赛博空间作战和电磁战相互支持并寻求保持赛博空间基础设施和信息环境的使用。有效的集成需要消除电磁攻击、电磁防护和电磁支援功能之间的冲突,并识别机会窗口。

因此,集成信号情报、电磁战和赛博空间作战需要密切的人员协作、详细的程序控制、以及技术渠道的使用。这四项功能的一些相互关联的要素如下:功能之间的规划、任务分配和交叉提示;实施信息收集和重新分配资产的任务;使用技术渠道;分配资产和带宽;理解和应用情报增益/损失(IGL)评估。

3.2 赛博空间作战、电磁战进行集成所采取的手段

(1) 打造赛博空间作战和电磁战集成能力

赛博空间作战和电磁战集成能力通过增强友方的信息交换能力同时阻碍敌方的信息交换,直接支持决策周期速度。完全集成的赛博空间作战和电磁战作战提供建制能力来支持陆军部队,包括执行独立作战的编队,同时还提供可以根据需要提供远程支持和能力增强的能力池。赛博空间作战和电磁战作战提供的效能生成以及整合和同步支持,取决于以下过程和能力。

集成的赛博空间作战能力包括进攻性赛博空间作战、防御性赛博空间作战、防御性赛博空间作战响应行动(DCO-RA)、防御性赛博空间作战-内部防御措施(DCO-IDM)、国防部信息网络运作,如1所示。这些作战能力要素详见表1。

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

图1  集成的赛博空间作战能力

表1  集成的赛博空间作战能力概述

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

电磁战是使用电磁能或定向能来控制电磁频谱或攻击敌人的任何军事行动。集成的电磁战作战能力包括三个组成部分:电磁攻击、电磁防护和电磁支援,如图2所示。这些作战能力要素详见表2。

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图2  集成的电磁战作战能力

表2  集成的电磁战作战能力概述

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

除了赛博空间作战和电磁战之外,还需要集成支援能力(包括在赛博空间和电磁环境中的情报、监视与侦察;支持赛博空间作战和电磁战作战的战场情报准备;作战环境、信息环境、电磁环境和赛博空间域的态势理解;赛博空间作战和电磁战能力的成功集成和同步)以及为信息环境中的作战提供集成支持(赛博空间作战和电磁战是整合和同步支持信息环境中的作战的信息相关能力的主要技术手段)。

(2) 打造可扩展的赛博空间作战和电磁战编队

可扩展的赛博空间作战和电磁战编队提供建制能力来支持机动部队(包括独立作战的部队),同时提供能用于为所有多域编队提供远程支持和能力增强的能力池。这些可扩展的编队集成到现有的兵力结构模型中,并使受援机构能够实施全方位的赛博空间作战和电磁战作战。全球定制的赛博空间任务部队通过从基地或接近战区的地方产生拒止效能来增强指挥官的机动能力。

可扩展的赛博空间作战和电磁战编队使多域编队能够实现所有能力的融合,从而占据跨所有作战域、电磁频谱和信息环境的优势地位。陆军部队使用赛博空间能力来利用心理、技术、时间和空间优势击败对手。赛博空间作战和电磁战能力完全集成到目标捕获过程,促进多个战斗力要素的同步和整合,以获得优势,保护优势,并将对手置于劣势。

可扩展的赛博空间作战和电磁战兵力结构为组织提供容量、能力和位置的平衡组合,以及跨战略、作战和战术距离进行机动的能力。可扩展的赛博空间作战和电磁战兵力结构包括:前线驻守力量、多功能编队、远征部队、国家级能力部队。

(3) 打造赛博空间基础设施

在现代竞争和冲突中,赛博空间基础设施及其修改、存储、保护和交换的信息在决定作战结果方面变得与杀伤性行动同等重要。面向系统的解决方案的开发通常很少考虑互操作性或赛博空间基础设施支持和安全的集成和同步要求。将信息需求与物理基础设施分离开对成功引导陆军满足以信息为中心的作战环境的需求至关重要。

赛博空间基础设施被视为是人造介质和自然介质的组合,包括一部分电磁频谱,信息在这些介质中创建、收集、处理、存储和传输。任何旨在通过有线或无线连接交换信息的设备或系统都是赛博空间基础设施的组成部分。陆军遵循通用操作环境(COE)来开发和部署赛博空间基础设施。通用操作环境是用于赛博空间基础设施开发的陆军标准,分为六个计算环境(CE):指挥所(CP)计算环境、车载计算环境、移动/手持计算环境、数据中心/云/生成力计算环境、传感器计算环境,以及实时/安全关键/嵌入式计算环境。

赛博空间和电磁频谱在技术和作战上都具有深刻的协同作用。电磁频谱链路和无线基础设施是赛博空间物理层的组成部分。因此,赛博空间作战和电磁战作战涉及使用电磁频谱、无线通信技术和系统来实现所有作战和支持功能。由于电磁频谱链路和无线基础设施构成赛博空间物理层的一部分,因此部分电磁频谱被认为是赛博空间基础设施的主要组成部分,包括电磁辐射的特定频率范围(频谱)及其各自的波长和光子能量。

3.3 赛博空间作战、电磁战进行集成所能实现的能力

(1) 实现跨域机动

赛博空间作战和电磁战作战可以在不需要建立物理存在的情况下进行力量投送。赛博空间和信息环境中的机动包括接入对手、敌方或中间方链路和节点,以及塑造赛博空间和信息环境等行动,来支持未来行动。赛博空间和信息环境中机动通过信息流动实现基础性支撑。这些行动会产生级联效应,确保陆军部队保持在电磁环境、信息环境和所有作战域内进行机动的能力。与陆军特战部队(ARSOF)一起规划和实施作战行动时,赛博空间作战和电磁战作战的应用会给对手带来多重困境,并促使敌方重新调整资源以做出相应的响应。

(2) 实现跨域火力

陆军赛博空间作战和电磁战作战将赛博空间作战和电磁战集成和同步到情报、规划和目标捕获过程中,以实现所需的效能。赛博空间作战和电磁战赋能的跨域和反火力传感器提高了指挥官的态势理解能力,支持对敌方火力系统的压制或摧毁,使指挥官能够抓住机会,在其选择的时间和地点产生赛博空间作战和电磁战效果,从而通过将赛博空间能力扩展到战术边缘实现局部效能。

(3) 实现跨域协同

陆军实施赛博空间作战和电磁战作战来保持在赛博空间域、电磁频谱和信息环境内的行动自由。赛博空间作战和电磁战作战通过整合和同步作战能力和信息相关能力来创造单一和组合效能,从而增强跨所有作战域和环境的作战行动效果。赛博空间作战和电磁战作战能够将信息传输到具有最大军事效用的位置或过程。陆军使用赛博空间作战和电磁战作战来利用新兴技术能力,包括可以生成、捕获、重构、存储和分发信息的持久系统,这些信息可用于先进分析过程,以提供加速的决策支持。

四、细化了面向多域作战的赛博空间作战和电磁战作战能力需求

《AFC 71-20-8》指出,面向多域作战的赛博空间作战和电磁战作战需要一条持续的未来能力发展路径,建立这条路径需要实现如下能力:防御性赛博空间作战、响应行动和内部防御措施能力;赛博空间和电磁频谱态势理解能力;信息环境中的赛博空间和电磁频谱部分的模拟能力;陆军体系设计、建造、运行和维持能力;法律、监管和政策分析能力、赛博空间作战和电磁战作战协调能力;信息收集、分析和利用能力;解决方案及时研发、设计、采办和部署能力;基于威胁的安全和脆弱性评估能力;电磁攻击能力;电磁战活动规划、协调和集成能力;人员、平台和系统电磁防护能力;对敌人员、平台和系统的攻击和利用能力;进攻性赛博空间作战能力;电磁辐射源搜索、截获、识别、定位和标定能力;己方、友方用频系统冲突消除与频率改变能力;安全的赛博空间基础设施建立能力;国防部信息网络多密级接入、传递能力;多域作战合作伙伴赛博空间基础设施安全集成能力;人员专业培训能力;弹性、鲁棒性通信网络能力。

五、给出了赛博空间作战和电磁战作战未来重点发展的科学技术

《AFC 71-20-8》专门介绍了赛博空间作战和电磁战作战未来重点发展的科学技术,重点包括提高自适应能力的科学技术,因为这种自适应能力可确保赛博空间基础设施安全,同时提高赛博空间作战和电磁战的整体作战能力。创新技术与赛博空间作战和电磁战作战的集成将使指挥官能更好地理解其决策的影响,调整计划并成功实施多域作战。

《AFC 71-20-8》将这类技术分为三类,即,基础研究类、先进研究与技术类、突破性科学发现和创新类。如表1所示。

表1 赛博空间作战和电磁战作战未来重点发展的科学技术

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

六、分析了多域作战中赛博空间作战和电磁战作战对其他作战方式的依赖性

《AFC 71-20-8》指出,指挥官和参谋应当考虑其他作战行动是如何影响或利用赛博空间和电磁频谱,同时知道在赛博空间和电磁频谱中采取的行动会如何影响其他作战行动、职能、任务和活动。在规划和实施所有作战行动时,必须考虑赛博空间作战和电磁战作战的广泛影响。多域作战中赛博空间作战和电磁战作战对其他作战方式的依赖性如表2所示。

表2 多域作战中赛博空间作战和电磁战作战对其他作战方式的依赖性

美陆军发布《未来司令部作战概念2028:赛博空间与电磁作战》

《AFC 71-20-8》解读

《AFC 71-20-8》小册子尽管不是作为美国陆军正式条令发布,但从某种意义上讲,其重要性甚至比后续发布的《FM 3-12》条令犹有过之。正式条令通常可视作“实施指南”或“规则集”,通常不涉及国家或军种的顶层战略目标、战略规划、基本逻辑、具体作战对象、相关技术体系,而《AFC 71-20-8》则全面介绍了美国陆军赛博作战与电磁战作战的上述方方面面。因此,不仅仅起到了指南或规则制定的作用,还起到了从上到下、从战术到技术的全面指导作用。可视作是陆军赛博作战与电磁战作战领域的总体规划。

总体来看,《AFC 71-20-8》主要体现出如下几方面特点。

1. 美国陆军期望以赛博空间作战和电磁战作战为契机充分融入大国竞争、多域作战

《AFC 71-20-8》小册子中全文都体现出了美国陆军“将电磁频谱作战与电磁战作战融入多域作战”的理念,并明确指出“赛博空间作战和电磁战作战综合利用赛博空间作战和电磁战能力、可扩展的赛博空间作战和电磁战编队、赛博空间基础设施等,通过协调和应用各作战域独特的能力,在所有作战域内以及跨所有作战域、电磁频谱和信息环境提供作战效能,进而支持多域作战。陆军将不断发展与赛博空间、电磁环境和不断演变的威胁的动态特性相适应的能力,通过实施赛博空间作战和电磁战作战,支持多域作战,实现在所有作战域和信息空间内的行动自由。”

2. 对美陆军有序、跨越式推进赛博电磁行动理念至关重要,权威性与实用性兼具

无论是从《AFC 71-20-8》的权威性这一点,还是从《AFC 71-20-8》最终促成正式条令这一点,都可以得出如下结论:《AFC 71-20-8》对美陆军有序推进赛博电磁行动理念至关重要。可以说,自2014年、2017年美国陆军分别陆续发布《FM 3-38:赛博电磁行动》、《FM 3-12:赛博空间与电子战作战》条令之后,再结合2020年美军参谋长联席会议发布的《JP 3-85:联合电磁频谱作战》条令,以《AFC 71-20-8》为起点,美陆军赛博电磁行动即将迎来一次跨越式发展,赛博空间作战与电磁战作战在陆军范围内正式开始以一种协同、同步、融合的方式充分融入多域作战与联合作战。

3. 美国陆军在赛博空间作战与电磁战作战方面致力于将赛博电磁行动理念推向实战化

近年来,美国陆军在其赛博电磁行动(CEMA)理念的指导下,不断致力于实现赛博作战与电磁战一体化作战。这一点在从美国陆军近年来发布的相关条令可以明显看出。而且,随着《AFC 71-20-8》和新版《FM 3-12》的发布,“赛博电磁行动”这一核心理念的发展脉络愈发清晰。《AFC 71-20-8》所体现出的面向正式条令、面向作战、面相威胁、技战术一体等特点,充分表明美陆军在赛博空间作战与电磁战作战方面致力于将赛博电磁行动理念推向实战化。

作者:中国电科36所 张春磊

本文来自电科防务。

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