鄧招+張曉玉

摘 要：太空作為信息時代的關鍵戰(zhàn)略領域，正面臨著日益嚴重的網絡安全問題。論文首先闡述了太空與網絡空間的相互關系，然后分析了當前太空環(huán)境所面臨的各種網絡威脅，總結了美軍應對太空網絡安全威脅的最新舉措，提出了應高度重視未來太空與網絡空間跨域融合將帶來的新威脅。

關鍵詞：太空；網絡空間安全；網絡攻擊

中圖分類號：TP915.08 文獻標識碼：A

1 引言

當今，網絡黑客的威脅正提升到新的高度—太空。太空環(huán)境中的衛(wèi)星、火箭、空基系統(tǒng)與車輛、太空電臺、衛(wèi)星地面接收站以及相關網絡及數(shù)據中心等，都有可能成為黑客們的攻擊目標。

太空是信息時代獲取信息資源、提供全球互聯(lián)、奪取信息優(yōu)勢的關鍵戰(zhàn)略領域，而太空系統(tǒng)是關系國家安全與國計民生的重要信息基礎設施。太空和其相關領域存在的網絡安全隱患將會成為國家、地區(qū)或國際安全問題。因此，在信息時代，太空和網絡在國家安全中的地位不斷得到提升。以美國為例，近年來頒布了一系列安全文件，將其戰(zhàn)略利益的范圍拓展到網絡和太空領域；組建“網軍”和“天軍”，為掌握“制網權”和“制天權”準備了強大的軍事后盾。經過多年在作戰(zhàn)理念和戰(zhàn)略部署上的細致規(guī)劃，美國已將網絡和太空納入其追求全方位優(yōu)勢地位的戰(zhàn)略規(guī)劃中。

未來的戰(zhàn)場是陸、海、空、太空和網絡一體化的作戰(zhàn)空間，而太空為陸、海、空三軍創(chuàng)造了“軍力倍乘效應”。世界上大多數(shù)基礎設施都非常依賴空間技術，

比如美國國防部在全球88個國家和地區(qū)的4000多個軍事基地擁有超過1.5萬個電腦網絡，其全球定位、導彈預警和軍事通信等關鍵戰(zhàn)斗力均仰仗于衛(wèi)星系統(tǒng)，因此，對衛(wèi)星系統(tǒng)或航天器等的網絡襲擊可能導致美國的“全球性災難”。正如美空軍航天司令部司令約翰·雷蒙德2017年5月在由美眾議院武裝力量委員會舉行的“2018財年國家安全航天事業(yè)的優(yōu)先事項與態(tài)勢”聽證會上強調，沒有太空的幫助，美軍的聯(lián)合部隊將一事無成。

太空和網絡空間作為與陸、海、空并列的新型作戰(zhàn)域，已嵌入到日益多樣化的現(xiàn)代武器系統(tǒng)中，并貫穿于整個作戰(zhàn)體系，太空和網絡空間能力一旦集成，將成為更加強大的力量倍增器。因此，有必要在理解太空與網絡空間相互關系的基礎上，研究當前太空環(huán)境所面臨的網絡威脅，以及美軍采取了哪些措施實現(xiàn)太空環(huán)境下的網絡安全，從而更好地探索太空安全以及與網絡空間的跨域融合等問題。

2 太空與網絡空間相互交織滲透

太空與網絡空間，作為未來軍事競爭戰(zhàn)略制高點，無論在戰(zhàn)場空間、作戰(zhàn)力量，還是作戰(zhàn)行動等各方面，既有許多共同特性，又相互交織滲透。

首先，太空為網絡空間作戰(zhàn)提供了全球鏈接。根據美《網絡空間作戰(zhàn)條令》，網絡空間包含物理網絡層、邏輯網絡層和網絡行為體層三個層次。其中，在物理網絡層，各類天基信息系統(tǒng)及相關地面設施為網絡空間數(shù)據的采集、傳輸、存儲、處理提供了傳感器、鏈路介質、服務器、計算機等軟硬件基礎設施，是全球網絡空間活動的關鍵物理依托。例如，美軍目前70%以上的通信、80%以上的情報偵察與監(jiān)視、90%以上的精確武器制導，以及幾乎100%的氣象預報都依賴太空中的裝備。

其次，幾乎所有太空系統(tǒng)的運行都依賴網絡空間。根據美《太空作戰(zhàn)條令》，美軍將太空任務領域分為太空態(tài)勢感知、太空力量增強、太空支持、太空控制、太空力量應用五部分，其中，前四個最主要的任務領域都與網絡空間緊密相關。一是太空態(tài)勢感知任務領域，高度依賴網絡設施實現(xiàn)各類太空傳感器數(shù)據集成與利用；二是太空力量增強任務領域，必須通過天地一體化的信息收集、處理與分發(fā)網絡完成天基信息支援行動；三是太空支持任務領域，依靠龐大的跟蹤、測量與控制網絡維護和運行太空能力；四是太空控制任務領域，對敵方太空系統(tǒng)的攻擊可通過網絡攻擊來實現(xiàn)。

第三，網絡和太空都是掌握信息權的關鍵領域。信息是一種重要的戰(zhàn)略資源，網絡和太空是信息傳播的重要途徑。計算機網絡是信息戰(zhàn)的主要指揮系統(tǒng)，而衛(wèi)星系統(tǒng)是網絡化作戰(zhàn)系統(tǒng)獲取信息的源頭，二者相互交織成一張巨大的信息網絡，影響力遍及社會生活的方方面面，直接關系到國家的國防、能源、金融等系統(tǒng)的正常運行。

鑒于太空與網絡空間作戰(zhàn)體系的相互依存，任務領域的相互交織，因此，美軍《太空作戰(zhàn)條令》、《網絡空間作戰(zhàn)條令》均明確要求“在聯(lián)合作戰(zhàn)規(guī)劃的全過程都應解決太空與網絡空間的連接問題”。同時《太空作戰(zhàn)條令》還要求網絡司令部負責國防部信息網絡的使用與防御行動，計劃、協(xié)調、監(jiān)管或指揮衛(wèi)星通信網絡規(guī)劃，開展包括監(jiān)管、管理、控制衛(wèi)星通信資源在內的行動等太空作戰(zhàn)保障事務。

3 太空系統(tǒng)所面臨的網絡威脅

太空系統(tǒng)所面臨的潛在網絡威脅可能包括國家間軍事行動、希望尋求經濟利益且掌握大量資源的有組織犯罪分子、計劃利用衛(wèi)星碰撞等災難事件實現(xiàn)訴求的恐怖組織乃至希望展示個人技術水平的黑客等。太空環(huán)境所面臨的網絡威脅主要有六個方面。

3.1 針對空基系統(tǒng)的網絡攻擊

目前，美國和其他國家空基戰(zhàn)略資產存在嚴重的網絡漏洞，空基監(jiān)視系統(tǒng)正在受到干擾和威脅，面臨多種形式的網絡風險，包括對通信和導航網絡的干擾、欺騙或劫持，瞄準或劫持控制系統(tǒng)或用于執(zhí)行任務的特定電子裝備，關閉衛(wèi)星、改變其軌道或通過毀壞性輻射來損壞其太陽能電池。此外，還可對地面衛(wèi)星控制系統(tǒng)實施打擊。同時，還可以直接拒止網絡空間對天基信息系統(tǒng)的使用，在太空域中切斷網絡空間數(shù)據采集、處理、傳輸所依賴的鏈路和節(jié)點，當然這需要對太空系統(tǒng)直接發(fā)動攻擊，成本和風險較高。

3.2 針對衛(wèi)星系統(tǒng)的網絡攻擊

即敵方利用接收途徑和各種軟硬件所存在的“后門”漏洞，通過欺騙手段將網絡病毒和分布式拒絕服務工具等網絡空間武器遠程植入或無線侵入到對方的衛(wèi)星測控網絡，注入惡意上傳指令，或對其星載計算機進行滲透、篡改、竊密和潛伏遙控，使星載工作設備陷入間歇性或全面性癱瘓，或誘騙星載計算機非正常操縱衛(wèi)星姿軌，甚至誘使衛(wèi)星熱管理系統(tǒng)失效，從而引發(fā)星載電子設備燒毀甚至爆炸，造成永久性物理破壞。endprint

3.3 針對指控系統(tǒng)的網絡攻擊

當前，主要國家的太空作戰(zhàn)指揮控制中心，既是太空態(tài)勢感知信息匯聚中心，又是太空資源調度與任務分派中心。敵方利用計算機成像、電子顯示、語音識別與合成、傳感、虛擬現(xiàn)實等技術制造各類假消息、假命令以及虛擬現(xiàn)實信息，并綜合運用網絡空間攻擊手段將其發(fā)布和傳播至對方太空態(tài)勢感知與指揮控制網絡，將誘使對方太空作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)做出錯誤判斷，使其采取利與己方的行動，進而達成影響和削弱對手指揮控制能力的目的，取得戰(zhàn)略戰(zhàn)術上的有利態(tài)勢。

3.4 針對天基信息鏈路的網絡攻擊

對手可結合電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)，實施網絡電磁頻譜干擾，阻斷星上、星下遙測遙控信號，干擾對方的天基信息系統(tǒng)數(shù)據分發(fā)鏈路。

3.5 針對GPS的網絡欺騙和干擾

美軍已研究可利用射頻信號發(fā)生器產生偽造的GPS電文信息，接收機處理后產生的欺騙性計算結果將“順流而下”進入后續(xù)系統(tǒng)，引發(fā)后續(xù)系統(tǒng)自身的漏洞（如類似千年蟲的操作系統(tǒng)時間漏洞），造成后續(xù)系統(tǒng)崩潰，從而實現(xiàn)網絡攻擊意圖。

3.6 針對地面基礎設施的網絡攻擊

對地面基礎設施，如衛(wèi)星控制中心、相關的網絡和數(shù)據中心實施攻擊，可導致潛在的全球性影響。

4 美軍應對太空網絡安全威脅的新舉措

太空穩(wěn)定性是美國重要的國家安全利益。美國部隊的作戰(zhàn)優(yōu)勢很大程度上依賴于太空支持，而當今有能力削弱或摧毀美國太空能力的國家數(shù)量越來越多，因此，美國的太空系統(tǒng)在未來危機或沖突中遭到攻擊的可能性也越來越大。為了有效應對這些威脅，近年來，美軍在機構調整、裝備技術研發(fā)、演習探索實踐、軍隊建設等各方面，采取了一系列舉措推進太空網絡安全作戰(zhàn)力量的發(fā)展，確保美軍的太空優(yōu)勢。

4.1 加強頂層統(tǒng)管，確保太空成為國家安全優(yōu)先事項

目前，美國國家安全航天力量分散在國防部和國家情報部門手中，尚未實現(xiàn)實質上的統(tǒng)一領導和監(jiān)管。為確保太空成為國家安全優(yōu)先事項，美軍采取多種舉措加強了太空領域的頂層統(tǒng)管。

（1）設立國防部首席太空顧問統(tǒng)籌太空事務發(fā)展。2015年10月，美國防部設立首席太空顧問（PDSA），該職位由美空軍部長擔任，同時任國防太空委員會（DSC）主席。PDSA作為國防部層面的太空事務執(zhí)行機構，其主要職責包括：協(xié)調不同部門太空系統(tǒng)采辦以及其他太空事務的統(tǒng)籌發(fā)展；審查并監(jiān)管美軍太空領域發(fā)展，包括太空政策、戰(zhàn)略、計劃等；就太空問題向國防部提供獨立咨詢建議。另外，國防太空委員會作為國防部層面的重要咨詢機構，協(xié)調太空事項并給予解決建議，就美軍太空能力建設提供戰(zhàn)略性指南，確保太空系統(tǒng)建設的一致性。

（2）設立負責太空作戰(zhàn)的副參謀長。2017年6月16日，美空軍批準設立負責太空作戰(zhàn)的副參謀長的職位，計劃在8月1日前行使職權。該職務將由中將擔任，一方面承擔顧問職能，就太空力量建設問題為美空軍部長和參謀長提供咨詢建議；另一方面行使監(jiān)管職能，協(xié)調美空軍太空力量建設，減少目前存在的官僚條塊分割，優(yōu)化決策流程，實現(xiàn)太空部隊的高效組織、訓練和裝備配備，滿足未來對抗環(huán)境中的作戰(zhàn)需求，以保護美軍太空系統(tǒng)，實現(xiàn)太空行動自由。

（3）重設國家航天委員會。2017年6月30日，美國總統(tǒng)特朗普簽署行政令，要求重新設立“國家航天委員會”，由副總統(tǒng)邁克·彭斯擔任委員會主席。實際上是向世界發(fā)出一個明確信號，即美國正在重建太空領導力。美國將從國家視角來識別太空機會和威脅，把開發(fā)太空資源與維護太空安全統(tǒng)一起來，建設強大高效的太空能力，謀求全方位太空優(yōu)勢。

（4）設立“國家太空防御中心”，并開始具備初始作戰(zhàn)能力?！皣姨辗烙行摹笔敲绹啦柯鋵崱暗谌蔚窒麘?zhàn)略”的首個實體機構。在戰(zhàn)略層面，該機構是美國為應對太空威脅而強化戰(zhàn)略威懾的一項重要措施；在戰(zhàn)術層面，成立該機構的主要目的是提升美國隊太空系統(tǒng)進行快速探測、預警、描述、分類以及威脅防御的能力，并建立國防部、國家偵察局、商業(yè)機構乃至國際盟友之間對太空力量的協(xié)同作戰(zhàn)指揮與控制能力。

4.2 在裝備與網絡技術研發(fā)中，注重太空與網絡空間一體化集成

在裝備與技術發(fā)展規(guī)劃中，將太空與網絡空間一體化集成列為重要目標。2015年2月，美軍發(fā)布《空軍航天司令部長期科技挑戰(zhàn)》備忘錄，該文件明確將太空和網空作戰(zhàn)視為所有軍事作戰(zhàn)的支柱，詳細梳理了未來軍事航天和網絡空間科學技術的發(fā)展需求。要求發(fā)展增強戰(zhàn)場管理與指揮、控制和通信（BMC3）的革命性能力，支持太空和網絡空間作戰(zhàn)以及多域集成作戰(zhàn)；研發(fā)能夠綜合太空和網絡空間、情報監(jiān)視和偵察（ISR）以及各種空、地平臺數(shù)據，并實現(xiàn)任務態(tài)勢感知的數(shù)據融合和可視化工具，以快速制定和評估跨域行動方案。

文件還強調，隨著太空支持下的網絡空間作戰(zhàn)以及網絡空間支持下的太空作戰(zhàn)的不斷成熟，必須研發(fā)識別和連接太空和網絡空間“縫隙”的技術，確保空軍航天司令部所有系統(tǒng)相互支持、增強、補充和兼容，通過一體化集成，增強威脅環(huán)境中作戰(zhàn)體系的彈性。2016年8月，美空軍航天司令部再次更新該文件，系統(tǒng)提出未來10～30年需要實現(xiàn)的11項關鍵技術能力，其中專門針對“太空與網絡交叉領域”，重點發(fā)展人工智能、認知電子戰(zhàn)、先進數(shù)據分析技術三大類共11項核心技術，以期提升太空和網絡集成作戰(zhàn)的態(tài)勢感知、指揮控制能力和作戰(zhàn)效能。

4.3 大力推進新興技術的研究和部署，實現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新

（1）開發(fā)新一代可免遭網絡攻擊影響的PNT技術。美國DARPA以及陸軍新興技術辦公室致力于開發(fā)不再依賴于傳統(tǒng)GPS技術手段的下一代定位、導航與授時 （簡稱PNT）技術，計劃于2018年年初對該技術套件進行實操評估。新一代PNT系統(tǒng)將依賴長距離商用電磁波（類似于數(shù)字電視節(jié)目信號發(fā)射機制）或者天然存在的雷電電波，即由雷擊引發(fā)的電波，從而實現(xiàn)對冷原子的干涉測量技術。美國早期以DARPA為主導，開始微定位導航授時（Micro-PNT）技術的研究，利用微電子和微機電系統(tǒng)（MEMS）技術的進展，開發(fā)芯片級精確慣導裝置。PNT技術一旦研制成功，不但可以解決傳統(tǒng)GPS技術受電磁及網絡空間干擾的問題，還將對現(xiàn)有導航體系的發(fā)展產生革命性影響。endprint

（2）開始空間腦控系統(tǒng)的研究和部署。面對空間對抗、態(tài)勢感知等任務的多樣性和復雜性，空間腦控技術逐漸成為近些年的熱點研究領域，以美國為首的軍事強國開始投入巨資展開相關研究，借助軍民融合的SpaceX等先進企業(yè)大力發(fā)展基于腦-機接口的空間機器人等設備。腦控系統(tǒng)是一類非常特殊的人機融合控制系統(tǒng)。在腦控系統(tǒng)中，人腦和計算機緊密結合，體現(xiàn)了生物智能和人工智能的結合，作為一門多學科交叉的新興研究領域，腦控系統(tǒng)既有廣闊的發(fā)展前景，也將面臨一系列嚴峻的挑戰(zhàn)，尤其是可能的軍事化應用，更是吸引了眾多航天強國的關注。從應用上講，腦控系統(tǒng)對未來空間攻防、空間態(tài)勢感知、空間在軌操作等均有可能帶來顛覆性影響，而美國作為航天系統(tǒng)的引領，已經開始空間腦控系統(tǒng)的研究和部署，并將進一步探索和發(fā)展新的腦電信號模式，研究高性能控制信號轉換算法和腦控系統(tǒng)的智能化，以及人機融合系統(tǒng)的理論和方法等。

4.4 開展概念探索與演習實踐，加強太空與網絡空間作戰(zhàn)技戰(zhàn)術的演練

（1）“施里弗”演習。太空和網絡空間是兩個全新的作戰(zhàn)領域，兩者相互交織、互為影響。為了探索二者之間的互動關系，美軍從2009年開始（第五次“施里弗”演習），將網絡空間對抗引入“施里弗”太空作戰(zhàn)模擬演習，探索太空對抗與網絡空間對抗的融合問題。隨后，在歷年“施里弗”演習中，就演習結果不斷調整演習目的，在探索太空與網絡空間融合的基礎上，積極發(fā)展在太空和網絡空間集成環(huán)境下有效的作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)條令、戰(zhàn)術戰(zhàn)法，進一步發(fā)揮力量倍增器的效果。例如，在“施里弗”-2014演習中，美軍立足未來區(qū)域沖突，檢驗驗證了太空與網絡空間作戰(zhàn)集成涉及的作戰(zhàn)規(guī)劃、威懾運用、指揮控制、戰(zhàn)術戰(zhàn)法，以及太空態(tài)勢感知信息、網絡空間態(tài)勢感知信息和其他信息的融合。隨后的“施里弗”-2015和2016演習，則均以“與美國太空和網絡實力相當?shù)母偁帉κ帧睘榧傧霐?，重點演練太空對抗中的網絡干擾、信息攻擊、電子戰(zhàn)等。

（2）“太空旗”演習。2017年5月，美空軍舉行了首次“太空旗”演習，這是美空軍新創(chuàng)辦的一種演習活動，不同于“施里弗”演習，“太空旗”重在提升作戰(zhàn)人員的太空作戰(zhàn)的技戰(zhàn)術水平，為應對可能的太空沖突做準備。美空軍將為“太空旗”演習研發(fā)類似“紅旗”軍演的訓練系統(tǒng)，模擬太空試驗與訓練環(huán)境，將指揮太空及網絡系統(tǒng)的方式與提供全球作戰(zhàn)效能真正結合起來。美空軍計劃每年舉行兩次演習。

（3）太空網絡挑戰(zhàn)賽。2017年6月，美空軍在2017年國家安全局網絡防御演習中舉行了首次“太空網絡挑戰(zhàn)賽”，旨在幫助“增強對太空網絡安全挑戰(zhàn)及安全理念的認識”，驗證網絡技能，測試了構建、強化太空任務網絡并防護其免受網絡攻擊的能力，有利于持續(xù)增強多域能力，限制安全風險，并獲得新型解決方案從而更好地在全球共享信息。

4.5 建立、完善威脅溯源與報復手段，加快太空態(tài)勢感知裝備體系建設

美國高度重視威脅溯源手段建設，將太空態(tài)勢感知能力作為重中之重，加大投資，優(yōu)先發(fā)展，確保美國能夠及時準確地掌握其他國家太空行為與意圖，及時發(fā)現(xiàn)對美國太空系統(tǒng)的干擾和攻擊，鎖定攻擊對手，為預警和追查太空攻擊奠定基礎，為報復和打擊對手提供強大支持。

按規(guī)劃，2015-2020財年美軍將投入60億美元用于發(fā)展太空態(tài)勢感知能力。2018財年預算申請中，美空軍對太空態(tài)勢感知項目做出新的調整，目的是使其更好地為提升美國太空業(yè)務整體彈性服務。美軍還計劃在2016～2020財年投入50億美元用于應對太空威脅，包括2016財年中20億美元用于太空控制，2017財年中1.44億美元用于“衛(wèi)星通信對抗系統(tǒng)”（CCS）、1.58億美元用于“太空安全與防務計劃”，發(fā)展進攻性太空能力。

同時，美軍高度重視太空態(tài)勢感知裝備建設的發(fā)展，建設了軍用天地一體、高軌低軌覆蓋、廣域監(jiān)測與局域詳查相結合的太空態(tài)勢感知裝備體系，形成覆蓋全球主要地區(qū)、可探測高軌微小目標、近實時的太空態(tài)勢感知能力。2016年建成地球同步軌道巡視詳查4星星座；整合了全球100多個民商用地面?zhèn)鞲衅鳎?017年計劃在澳大利亞部署新一代地基光學太空監(jiān)視裝備，2018年部署新一代地基雷達太空監(jiān)視裝備，縮短感知時間，提高探測精度，擴大覆蓋范圍，實戰(zhàn)能力將進一步提升。

4.6 謀劃成立“天軍”，打造獨立太空部隊

針對美軍長期太空力量建設和監(jiān)管分散化的問題，2015年7月，美國政府問責局（GAO）發(fā)布報告稱，在國防部成立獨立“太空部隊”是美軍內部重點探討的改革方向之一?！疤詹筷牎睂衙绹鴩覀刹炀趾蛧啦克刑樟α考性谝黄穑愿靡?guī)劃、協(xié)調國家太空安全活動，減少太空領域發(fā)展受到的干擾，并使得太空領域獲得更高關注度。該設想得到美國眾議院軍事委員會戰(zhàn)略力量小組委員會主席麥克·羅杰斯支持。羅杰斯近期表示，盡管美空軍已成為世界級軍 隊，但太空事項只是美空軍十二項核心職能之一，太空事項不應由負責管理戰(zhàn)斗機和轟炸機的空軍人員來領導?？上仍诿揽哲妰炔縿?chuàng)建一支獨立的“太空部隊”，負責太空軍事作戰(zhàn)，這是未來在國防部內創(chuàng)建完全獨立“天軍”軍種的關鍵一步。

2017年6月22日，美眾議院軍事委員會在2018年財年《國防授權法案》太空項目提案中要求在2019年1月1日前建立“太空部隊”，作為空軍部內部的獨立軍種，由太空部隊參謀長主管，通過空軍部長和太空部隊參謀長磋商決定組成該部隊的辦公室和官員。

5 結束語

太空和網絡空間優(yōu)勢通常不需要以獲取其他領域的作戰(zhàn)優(yōu)勢為前提，而其他領域的優(yōu)勢卻往往以獲取這兩大領域的優(yōu)勢為前提。因此，太空和網絡空間作為新興作戰(zhàn)領域，在未來高端戰(zhàn)爭中必將扮演越來越重要的角色。為應對日益競爭、擁擠、對抗的太空與網絡空間環(huán)境，美軍一方面積極探索太空與網絡空間跨域融合，期望在二者交織領域率先開辟新的戰(zhàn)場空間，并搶先制定跨域融合的規(guī)則秩序，謀求對全球公域的控制實現(xiàn)無縫連接。另一方面，通過太空與網絡空間作戰(zhàn)跨域協(xié)同等研究，催生出一大批顛覆性技術及其物化的新興武器裝備，對潛在對手構成新的威脅，進一步穩(wěn)固美軍的軍事技術優(yōu)勢和全球霸主地位。這些必將對未來戰(zhàn)爭形態(tài)產生難以估量的影響，值得我們高度重視。

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