礪道智庫(kù)??2024-04-29 09:00?北京
聯(lián)合部隊(duì)季刊2024年第一季度刊登黛安·佐里和加里·凱斯勒的文章稱，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的欺騙、混亂和針對(duì)弱點(diǎn)的現(xiàn)象與古代戰(zhàn)爭(zhēng)一樣普遍存在。隨著大腦顯著改變觀念的能力，現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越依賴技術(shù)。然而，即使技術(shù)也可能具有欺騙性。
戰(zhàn)略家們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到，海軍優(yōu)勢(shì)和對(duì)海上資產(chǎn)的控制對(duì)于建立全球影響力至關(guān)重要。阿爾弗雷德·馬漢(Alfred Mahan)指出，雖然海軍在維護(hù)全球貿(mào)易和通訊方面發(fā)揮著重要作用，但一支小型海軍部隊(duì)可以通過(guò)集中力量打擊對(duì)手的關(guān)鍵弱點(diǎn)來(lái)壓倒一支規(guī)模大得多的海軍部隊(duì)。在21世紀(jì)的重大系統(tǒng)沖突中，對(duì)海上安全和優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)最持久的威脅源于實(shí)現(xiàn)位置信息、導(dǎo)航、授時(shí)和態(tài)勢(shì)感知的兩項(xiàng)技術(shù)的漏洞：全球定位系統(tǒng)(GPS)和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）。
海域?qū)γ绹?guó)國(guó)家安全的重要性常常被忽視。美國(guó)90%的進(jìn)出口貿(mào)易通過(guò)船舶進(jìn)行，海上運(yùn)輸系統(tǒng)（MTS）為國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)了5.4萬(wàn)億美元，約占美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的25%。MTS是一個(gè)由航道、港口、船閘、海運(yùn)碼頭、碼頭和航道組成的廣闊網(wǎng)絡(luò)，為這種貿(mào)易提供了便利。與MTS類似，但在全球范圍內(nèi)，全球海上運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)(GMTN)——由海港、水道、港口和碼頭組成的安排，占全球貿(mào)易價(jià)值的70%以上和全球貿(mào)易量的近90%——促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)。這些系統(tǒng)復(fù)雜且相互依存，與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的其他方面非常相似，它們的組成部分在作為全球經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略安全不可或缺的組成部分方面往往被低估。
全球定位系統(tǒng)
世界MTS依靠四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)——北斗（中國(guó)）、伽利略（歐盟）、格洛納斯（俄羅斯）和GPS（美國(guó)）——進(jìn)行海上導(dǎo)航、路線選擇和態(tài)勢(shì)感知。GNSS提供位置、導(dǎo)航和授時(shí)(PNT)服務(wù)，不僅用于陸基、?；涂栈鶎?dǎo)航，還用于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施所需的精確授時(shí)。時(shí)機(jī)的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。如果GPS授時(shí)信號(hào)出現(xiàn)故障或嚴(yán)重受損，電信、金融服務(wù)、交通和配電網(wǎng)絡(luò)等都會(huì)出現(xiàn)大范圍故障。
GPS可以提供精確到接收器實(shí)際位置3英尺以內(nèi)的定位信息。雖然在公海（所謂的藍(lán)水）可能不需要這種精度，但在沿海地區(qū)（棕水）以及穿越霍爾木茲海峽、馬六甲海峽等狹窄的咽喉要道和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)，精確的PNT至關(guān)重要。巴拿馬運(yùn)河、博斯普魯斯海峽、蘇伊士運(yùn)河。GPS是世界上使用最廣泛的系統(tǒng)。然而，GPS存在三個(gè)漏洞：干擾、欺騙和整個(gè)系統(tǒng)故障。
干擾是指由于附近無(wú)線電傳輸?shù)母蓴_，接收器無(wú)法檢測(cè)到合法的GPS信號(hào)。GPS信號(hào)從海拔12,550英里的衛(wèi)星以大約50瓦的功率傳輸。然而，到達(dá)地球表面的信號(hào)只有幾分之一毫瓦。因此，惡意行為者甚至可以以幾瓦的功率在GPS頻率上廣播信號(hào)，并壓倒接收器從GPS信號(hào)獲取必要的PNT信息的能力。
GPS欺騙會(huì)導(dǎo)致接收器在一個(gè)地方報(bào)告其位置，而實(shí)際上它在另一個(gè)地方。2012年，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一個(gè)團(tuán)隊(duì)首次向國(guó)土安全部展示了欺騙技術(shù)，他們向無(wú)人機(jī)發(fā)送GPS信號(hào)，導(dǎo)致其失去正確高度的意識(shí)。
2019年，高級(jí)防務(wù)研究中心發(fā)布了一份報(bào)告，描述了早在2016年黑海、克里米亞、俄羅斯聯(lián)邦、敘利亞和其他地點(diǎn)發(fā)生的近9,900起GPS欺騙事件，全部與俄羅斯軍方有關(guān)。
當(dāng)然，整個(gè)GPS系統(tǒng)的破壞是最終的弱點(diǎn)。GPS采用超過(guò)32顆衛(wèi)星組成的星座，其中29顆衛(wèi)星在任何時(shí)間都在使用——系統(tǒng)運(yùn)行至少需要24顆衛(wèi)星。從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)，GPS能夠抵御“自然”故障。自2021年春季以來(lái)，俄羅斯總統(tǒng)普京多次威脅要擊落許多或全部GPS衛(wèi)星。GPS沒(méi)有能力應(yīng)對(duì)這種系統(tǒng)性故障。
GPS的脆弱性和威脅不僅是海事界的問(wèn)題，而且影響到現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)方面。短期內(nèi)并沒(méi)有集中精力來(lái)補(bǔ)充或增強(qiáng)GPS。雖然GPS由美國(guó)太空部隊(duì)管理，但它既是軍事資產(chǎn)，也是民用資產(chǎn)，因此需要比軍事解決方案更重要的解決方案。
船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)
GPS和其他GNSS有助于自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，這是船舶和海事當(dāng)局用來(lái)維持當(dāng)?shù)卮敖煌☉B(tài)勢(shì)感知的全球系統(tǒng)。AIS數(shù)據(jù)由全球多個(gè)站點(diǎn)匯總，現(xiàn)已發(fā)展為提供船舶隨時(shí)間移動(dòng)的歷史日志。AIS對(duì)于跟蹤航線、基本行業(yè)情報(bào)和總體航運(yùn)意識(shí)非常重要。AIS設(shè)計(jì)于20世紀(jì)90年代，主要是為了應(yīng)對(duì)1989年?？松ね郀柕掀澨?hào)擱淺后發(fā)生的漏油事件。AIS具有幾個(gè)眾所周知的安全漏洞，包括缺乏發(fā)送者身份驗(yàn)證、消息時(shí)間戳、數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證和數(shù)據(jù)內(nèi)容完整性。盡管美國(guó)所有大型軍艦都配備了AIS收發(fā)器，但由于SOLAS要求中的軍艦豁免，大多數(shù)收發(fā)器大部分時(shí)間都不進(jìn)行廣播。
AIS欺騙行為有多種目的，包括展示能力。然而，軍艦廣泛的欺騙行為代表著更危險(xiǎn)的升級(jí)程度，而軍艦并不總是定期廣播AIS信息，這一事實(shí)加劇了這種情況。例如，AIS數(shù)據(jù)顯示，英國(guó)皇家海軍伊麗莎白女王號(hào)和五艘護(hù)航艦于2020年9月駛向愛(ài)爾蘭海，而同期衛(wèi)星圖像顯示，其假定位置處一片空蕩蕩的海洋。事實(shí)上，這六艘船不僅不在AIS軌跡所在的位置，而且當(dāng)時(shí)它們甚至沒(méi)有在一起，甚至可能沒(méi)有真正廣播AIS消息。
地緣政治風(fēng)險(xiǎn)和影響
影響和對(duì)策。當(dāng)敵對(duì)國(guó)家的軍艦相互靠近時(shí)，就會(huì)存在巨大的危險(xiǎn)。當(dāng)操作員可以故意改變信號(hào)情報(bào)和導(dǎo)航信號(hào)來(lái)歪曲事實(shí)或?qū)κ聦?shí)的看法時(shí)，太空就變得更加危險(xiǎn)；故意破壞這些系統(tǒng)具有挑釁性，并會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的后果。干擾GPS和其他GNSS會(huì)造成導(dǎo)航不確定性、延誤和供應(yīng)鏈效率低下。這些干擾還可能導(dǎo)致沿海和近海水域、狹窄海峽以及船舶作業(yè)誤差很小的國(guó)際阻塞點(diǎn)發(fā)生事故。虛假的AIS軌跡可能會(huì)支持惡毒的言論，損害美國(guó)盟友和合作伙伴的利益。此外，對(duì)手可以欺騙AIS，偽裝成一支更強(qiáng)大的部隊(duì)或改變船舶的航行歷史。雖然網(wǎng)絡(luò)攻擊尚未引發(fā)集體防御反應(yīng)或觸發(fā)北約條約第5條，但這些干擾的二階和三階影響是不可估量的。
鑒于GPS和AIS信號(hào)很容易被欺騙，我們正處于一個(gè)特別危險(xiǎn)的環(huán)境中。我們必須關(guān)注的是保護(hù)信息和其他必要數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、可用性、真實(shí)性、實(shí)用性和所有權(quán)。從這個(gè)角度來(lái)看，對(duì)GPS和AIS的攻擊顯然會(huì)影響導(dǎo)航和態(tài)勢(shì)感知信息的多個(gè)特征。
俄羅斯在針對(duì)烏克蘭的戰(zhàn)爭(zhēng)中使用GPS攻擊，瞄準(zhǔn)空中、火炮和其他軍事系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)（其中許多依賴GNSS進(jìn)行授時(shí)）。據(jù)報(bào)道，俄羅斯的干擾有時(shí)非常激烈，以至于干擾了俄羅斯自己的系統(tǒng)。在導(dǎo)航方面，俄羅斯可以使用Chayka地面電子導(dǎo)航系統(tǒng)，作為GLONASS和其他GNSS的備份。
現(xiàn)在，大多數(shù)GPS干擾/欺騙緩解策略都是短期的即興發(fā)揮。例如，許多商用GNSS接收器可以檢測(cè)到主星座上的傳入信號(hào)何時(shí)出現(xiàn)虛假信號(hào)。在某些情況下，接收器可以切換到備用GNSS星座。然而，GPS沒(méi)有可用的備份或增強(qiáng)功能。在GPS廣泛普及和使用之前，美國(guó)和國(guó)際海事界依賴遠(yuǎn)程導(dǎo)航(LORAN)陸地導(dǎo)航系統(tǒng)。
結(jié)論
在過(guò)去的六年里，對(duì)GPS和AIS信息的干擾和欺騙已經(jīng)從簡(jiǎn)單的能力展示升級(jí)為真正危險(xiǎn)的情況，在這種情況下，誤解可能會(huì)引發(fā)重大沖突。攻擊面變得越來(lái)越普遍，對(duì)軍事裝備的攻擊可以通過(guò)非軍事媒介進(jìn)行。美國(guó)國(guó)防界可以通過(guò)多種方式緩解其系統(tǒng)中的漏洞。
培訓(xùn)和意識(shí)可以使軍事和商業(yè)海員意識(shí)到系統(tǒng)的弱點(diǎn)。海事運(yùn)營(yíng)商和駕駛臺(tái)官員應(yīng)了解船上的信息和操作技術(shù)系統(tǒng)以及它們之間的各種互連方式和交互方式。具有信息安全意識(shí)的官員以及船上檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)集成到海事人員和管理系統(tǒng)中。導(dǎo)航和駕駛臺(tái)人員必須能夠確定自動(dòng)化系統(tǒng)顯示的信息何時(shí)可疑，并且必須擁有獨(dú)立的方法來(lái)驗(yàn)證這些系統(tǒng)。此外，天體導(dǎo)航技術(shù)以及慣性和雙曲系統(tǒng)科學(xué)需要納入航海從業(yè)者的課程中。此外，海上海軍演習(xí)需要包括GNSS和AIS被敵軍干擾的場(chǎng)景，并測(cè)試演習(xí)人員在沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)的情況下如何應(yīng)對(duì)。演習(xí)還應(yīng)結(jié)合測(cè)試網(wǎng)絡(luò)防御者的創(chuàng)新能力以及主動(dòng)瞄準(zhǔn)敵人的能力的機(jī)會(huì)。
接下來(lái)，立法者和資助機(jī)構(gòu)必須相信，如果短期內(nèi)不解決GPS和AIS的漏洞，對(duì)國(guó)家安全的威脅是合理的，而且可能是災(zāi)難性的。
