楊 兵,彭 佳,王 涵
(中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué), 鄭州 450001)
耦合是物理學(xué)概念,用以表示2個(或2個以上)系統(tǒng)的相互影響、相互依賴的過程。協(xié)調(diào)是描述2個(或2個以上)系統(tǒng)及要素之間為達(dá)同一目的,相互協(xié)作、相互促進(jìn),從而達(dá)成一種和諧發(fā)展的狀態(tài)。耦合度在社會經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域被定義為系統(tǒng)之間相互作用、相互影響的程度,協(xié)調(diào)度表示良性耦合程度的大小,系統(tǒng)之間相互協(xié)作的好壞程度。耦合協(xié)調(diào)度主要用來反應(yīng)系統(tǒng)之間的整體效應(yīng)與協(xié)同效應(yīng),并克服了事物在低水平情況下產(chǎn)生調(diào)度耦合的假象。評估網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能耦合協(xié)調(diào)度的目的是:在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)相互影響、相互作用的基礎(chǔ)上,衡量兩者之間的協(xié)同水平,以耦合協(xié)調(diào)度結(jié)果,判定兩者是否在行動中協(xié)調(diào)同步,順暢一致,是網(wǎng)電一體作戰(zhàn)指揮中應(yīng)該解決的重難點問題。
2.1.1 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)對電子戰(zhàn)的影響作用分析
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段使得電子偵察向全域化、實時化、智能化方向發(fā)展。首先,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)技術(shù)的融合發(fā)展,形成網(wǎng)電融合的新型戰(zhàn)場,遍布全域的電子設(shè)備及其形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠促使電子偵察范圍延伸至陸、海、空、天的各個角落,探明電子設(shè)備與平臺之間的聯(lián)通關(guān)系、作戰(zhàn)體系、指揮關(guān)系、關(guān)鍵目標(biāo)節(jié)點等。其次,網(wǎng)絡(luò)連接能夠?qū)崿F(xiàn)戰(zhàn)場各傳感器、偵察系統(tǒng)模塊及終端設(shè)備等獲得的情報信息近實時傳輸至情報中心及指控中心,克服了傳統(tǒng)信息傳輸?shù)臉O大延時,大大提高電子偵察時效性。人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在電子偵察中的廣泛應(yīng)用,使海量情報得到高速、精確、分類、關(guān)聯(lián)、融合處理,規(guī)避了人工分析處理情報造成的誤差。
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段是電子進(jìn)攻克服了實體毀傷與能量壓制方面的技術(shù)壁壘。傳統(tǒng)電子進(jìn)攻主要采用毀癱物理設(shè)施、大功率粗放壓制等手段,存在效費比過高、易被敵方反擊、能量分配不足以及干擾自身現(xiàn)象。通過網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段癱瘓敵方目標(biāo)網(wǎng)絡(luò),取得目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)控制權(quán),配合電子進(jìn)攻行動,不僅能夠突破技術(shù)發(fā)展限制,也能在作戰(zhàn)效能上有很大提升。
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段使得電子防御、電子支援更具復(fù)雜性與全面性。電子防御中,既要注重對單個電子設(shè)備的防護與己方電磁信號的利用,同時,要運用網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段,充分論證電子設(shè)備組網(wǎng)的安全性,是否易被敵方癱瘓,遭敵攻擊后是否能夠迅速恢復(fù)等,從而具備更加全面的電子防御能力;電子支援行動中,網(wǎng)絡(luò)支援行動能夠為其提供更多支援途徑。
2.1.2 電子戰(zhàn)對網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的影響作用分析
電子戰(zhàn)手段促使網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)偵察豐富化、精確化。首先,通過電子戰(zhàn)手段所獲取的設(shè)備位置、信號頻率、帶寬、速率與功率等信號參數(shù),從電子戰(zhàn)角度為網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)提供可能偵察的漏洞與薄弱環(huán)節(jié),同時,通過對敵方無線電通聯(lián)情況的感知,監(jiān)測敵方重要部署及變動,使網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)偵察由邏輯域、信息域向物理域擴展,豐富網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)偵察情報。另外,電子戰(zhàn)手段與網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段的融合運用,使得網(wǎng)絡(luò)空間與電磁空間的情報信息得到相互關(guān)聯(lián)與印證,大大增強情報偵察的準(zhǔn)確性。
電子戰(zhàn)手段能夠克服網(wǎng)絡(luò)攻擊面臨的協(xié)議異構(gòu)、物理隔離的難題。首先,指揮控制系統(tǒng)往往是與互聯(lián)網(wǎng)物理隔絕的專用內(nèi)網(wǎng),并且安全防護等級更高,利用漏洞、病毒手段都難以進(jìn)入對方網(wǎng)絡(luò);其次,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異構(gòu)特征大大降低網(wǎng)絡(luò)攻擊效能,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段在異構(gòu)協(xié)議面前往往束手無策。因此,電子戰(zhàn)手段為網(wǎng)絡(luò)攻擊提供了信號層面的技術(shù)突破,從無線信號入手彌補網(wǎng)絡(luò)攻擊的技術(shù)劣勢。
電子戰(zhàn)手段能夠提高網(wǎng)絡(luò)防御與支援能力。電子戰(zhàn)防御手段,可為網(wǎng)絡(luò)實體設(shè)備提供物理層防護,防止敵方利用電子措施對我方設(shè)備實施干擾破壞,通過對實體層的安全防護保持邏輯層的完整性與可用性。同樣,電子支援也可在作戰(zhàn)效能上為網(wǎng)絡(luò)支援行動提供更加全面、可靠的支援保證。
2.2.1 結(jié)構(gòu)耦合
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的結(jié)構(gòu)耦合,主要體現(xiàn)在網(wǎng)電一體作戰(zhàn)指揮體系上。由網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的內(nèi)部要素,根據(jù)職能分工,形成具有一定職能的網(wǎng)電一體作戰(zhàn)指揮機構(gòu),由各網(wǎng)電一體作戰(zhàn)指揮機構(gòu),形成具有層次的網(wǎng)電一體作戰(zhàn)指揮體系。由內(nèi)部要素的相互作用和影響,通過系統(tǒng)內(nèi)部形成職能結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合,實現(xiàn)指揮機構(gòu)內(nèi)信息共享和職能分工,通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次性,達(dá)到指令上傳下達(dá)和戰(zhàn)局態(tài)勢的有效反饋,從而保持耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和不間斷指揮。
2.2.2 功能耦合
功能耦合是指將網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動作為一個有機整體,以兩者之間功能的互補耦合,實現(xiàn)整體功能的耦合。傳統(tǒng)電子戰(zhàn)與網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的發(fā)展已遭遇瓶頸,亟需尋求攻擊的突破口。網(wǎng)電一體作戰(zhàn)是集電子戰(zhàn)與網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的功能為一體,兩者的攻擊分屬于不同層次,一個是信號層面、一個是信息層面。可能通過從電子戰(zhàn)信號層面的干擾,為網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)實施攻擊成為可能;同理,也可從破壞對方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對預(yù)定目標(biāo)實施電子攻擊,使兩者在作戰(zhàn)過程中發(fā)揮作用功能,形成相互支撐、相互協(xié)同的良好狀態(tài)。既注重使各自功能發(fā)揮到最優(yōu)化,又注重兩者為達(dá)到功能耦合而進(jìn)行有效配置,從而使優(yōu)勢互補、協(xié)同促進(jìn)。
2.2.3 效能耦合
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的耦合效能,往往大于兩者的獨立效能,這是網(wǎng)電一體作戰(zhàn)的核心本質(zhì)。以網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)為手段,為電子戰(zhàn)創(chuàng)造攻擊條件或者以電子戰(zhàn)為手段,為網(wǎng)絡(luò)攻擊創(chuàng)造戰(zhàn)機,或是兩者同時使用,都是為了謀求耦合效能的極具放大效果。在兩者的協(xié)調(diào)同步、相互促進(jìn)、相互依賴的過程中,通過體系的健康運行、要素的密切配合、信息的高效共享、行動的協(xié)調(diào)同步,加速效能的增強與溢出,以實現(xiàn)網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能的最大集聚與釋放。
網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度評估需求,是指根據(jù)評估耦合協(xié)調(diào)度的需要而產(chǎn)生的具體要求。網(wǎng)電一體作戰(zhàn),因其涉及領(lǐng)域廣、技術(shù)差異大、臨機動態(tài)性強、協(xié)同要求高以及作戰(zhàn)節(jié)奏快速等特點,使評估工作難度巨大。在網(wǎng)電一體作戰(zhàn)中,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的耦合與協(xié)調(diào),關(guān)系到總體效能的發(fā)揮,耦合協(xié)調(diào)程度越高,效能發(fā)揮越大,耦合協(xié)調(diào)程度越低,越不利于效能發(fā)揮最大化。分析網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度評估需求,是評估前的一項非常重要的工作,它主要從評估的過程及具體情況出發(fā),分析評估過程中需要“干什么”。理清網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度評估需求,能夠為評估過程提供清晰的思路,使評估工作更具指向性和明確性。網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度評估,需要確定網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)之間的耦合關(guān)系,從網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)等2個方面,建立科學(xué)的指標(biāo)體系,運用定量與定性的評估方法,準(zhǔn)確分配指標(biāo)權(quán)重,評估的結(jié)果能夠作為提升指揮效能提供參考。
網(wǎng)電空間是網(wǎng)絡(luò)與電磁的無形融合,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)必然存在緊密的聯(lián)系。一方面,網(wǎng)絡(luò)使電子信息系統(tǒng)互聯(lián),促使傳統(tǒng)電子戰(zhàn)從技術(shù)、組織結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,也使電磁能量在時域、空域、頻域等方面皆有所涉及,擴大電磁頻譜作用范圍,同時,網(wǎng)絡(luò)化的組織結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的級聯(lián)效應(yīng),提升了電子戰(zhàn)的攻擊范圍,大大提升電子戰(zhàn)效能;另一方面,戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)的物理隔離性迫使人工接入方式存在較大風(fēng)險和阻礙,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異構(gòu)特性使得網(wǎng)絡(luò)攻擊手段和效能大大降低,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的長期預(yù)置潛伏等無法產(chǎn)生立竿見影的作戰(zhàn)效果,運用電子戰(zhàn)手段從信號層面作為切入點,不僅能克服網(wǎng)絡(luò)攻擊存在的種種困難,還能有效提高網(wǎng)絡(luò)攻擊的時效性?;谝陨?個方面的分析,網(wǎng)電一體作戰(zhàn)勢在必行,而網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的簡單相加并不能達(dá)到預(yù)期的作戰(zhàn)目的,作戰(zhàn)效能大大折扣,必須認(rèn)清網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的相互影響、相互依賴的耦合關(guān)系,是評估網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度的需求和前提。弄清兩者之間的關(guān)系以及在網(wǎng)電一體作戰(zhàn)中不可分割的現(xiàn)實,將耦合協(xié)調(diào)度作為衡量網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能的主要角度,才能在指揮中克服傳統(tǒng)觀念帶來的指揮局限,以新的作戰(zhàn)思想指導(dǎo)指揮活動,順應(yīng)網(wǎng)電空間發(fā)展方向,奪得網(wǎng)電空間主動權(quán)。
科學(xué)有效的指標(biāo)體系是評估活動的前提和基礎(chǔ)。它既體現(xiàn)了評估活動的側(cè)重性,從不同角度評估,其構(gòu)建的指標(biāo)體系有所不同;同時還關(guān)系到評估結(jié)果的準(zhǔn)確性,關(guān)鍵在于其科學(xué)性和合理性。由于網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)之間存在相互影響、相互依賴的耦合關(guān)系,且在耦合協(xié)調(diào)度模型中需進(jìn)行兩者各自的綜合評價,因此,在構(gòu)建指標(biāo)體系時,還要體現(xiàn)其全面性、綜合性的特點。但評估體系的建立過程往往具有主觀性,即便是在評估目標(biāo)相同、模型相同的情況下,不同的學(xué)者所構(gòu)建的指標(biāo)體系也不盡相同。網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)評估過程中,要同時兼顧統(tǒng)一性與特殊性,主觀因素與客觀實際相結(jié)合,對于指標(biāo)體系的選擇要多借鑒以往學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的成果,同時要站在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)的角度,體現(xiàn)網(wǎng)電一體作戰(zhàn)的特殊性,使之科學(xué)合理、全面有效。
指標(biāo)權(quán)重分配的準(zhǔn)確與否將直接影響評估結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。計算指標(biāo)權(quán)重的方法有很多,熵值賦權(quán)法是以差異驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上,分析各指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度,來計算指標(biāo)權(quán)重。該計算方法能夠準(zhǔn)確反應(yīng)指標(biāo)信息熵值的效用價值,克服了過去主觀確定權(quán)重所造成的認(rèn)知局限與評估偏差,評估結(jié)果更具客觀性與可信度。
實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的有機融合,是使作戰(zhàn)效能倍增、達(dá)成網(wǎng)電一體作戰(zhàn)目的的關(guān)鍵,對提升網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能具有重要的現(xiàn)實意義。由于網(wǎng)電空間的轉(zhuǎn)變?nèi)诤希W(wǎng)電作戰(zhàn)地位逐漸突顯,受戰(zhàn)場網(wǎng)電態(tài)勢的集聚變化以及作戰(zhàn)的高技術(shù)性等諸多因素的影響,評估網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能,既是重點也是難點。網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度能夠從兩者之間配合程度的角度,有效衡量網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)在作戰(zhàn)過程中的耦合程度,通過評估兩者之間相互影響、相互牽制的情況,判定是否發(fā)揮了網(wǎng)電一體作戰(zhàn)的最大效能。評估活動的意義更是在于能夠為提升網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能提供參考依據(jù),同時,也為指揮員在作戰(zhàn)籌劃與指揮控制階段提供輔助依據(jù)。
指標(biāo)體系反映評估活動的所側(cè)重的角度,構(gòu)建指標(biāo)體系過程體現(xiàn)了對網(wǎng)電一體作戰(zhàn)過程的系統(tǒng)分析過程,是對影響因素進(jìn)行采集與篩選并確立權(quán)重的過程。它是衡量網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能的一把標(biāo)尺,是評估活動中一項復(fù)雜關(guān)鍵的步驟。
針對相關(guān)文獻(xiàn)中對網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)作戰(zhàn)效能評估的成果進(jìn)行梳理與借鑒,形成一級、二級指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系屬于通用型指標(biāo)體系,即在實際作戰(zhàn)效能評估過程中,可根據(jù)具體作戰(zhàn)行動對指標(biāo)進(jìn)行增減。
4.1.1 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)指標(biāo)體系
文獻(xiàn)[5]分別從網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)技術(shù)等2個方面,將網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估體系劃分為偵察、攻擊、防御和保障等4個方面;文獻(xiàn)[6]從網(wǎng)絡(luò)偵察、攻擊、防御等3個方面構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)綜合能力評估體系;文獻(xiàn)[7]將編隊網(wǎng)絡(luò)對抗能力的影響因素劃分為軟件進(jìn)攻、軟件防御、硬件打擊、硬件生存、信息處理、竊密(聽)和技術(shù)偵查能力等7個方面。文獻(xiàn)[8]中,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的功能、結(jié)構(gòu)等特點,將指標(biāo)體系確定為網(wǎng)絡(luò)攻擊、網(wǎng)絡(luò)防御、網(wǎng)絡(luò)支援、戰(zhàn)場環(huán)境影響因素等4個方面。經(jīng)過對各文獻(xiàn)的研究對比,從網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)技術(shù)功能耦合協(xié)調(diào)的角度出發(fā),參照文獻(xiàn)[9]中總結(jié)的相關(guān)作戰(zhàn)技術(shù)及評估指標(biāo),建立網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,如圖1所示。
1) 網(wǎng)絡(luò)偵察能力。網(wǎng)絡(luò)偵察是指使用技術(shù)偵察裝備與方法,對敵網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)進(jìn)行的偵察,它主要是指在未經(jīng)授權(quán)情況下進(jìn)行信息收集活動。網(wǎng)絡(luò)偵察能力主要有掃描探測能力、口令破解能力、網(wǎng)絡(luò)竊聽能力等。通過掃描探測手段,發(fā)現(xiàn)敵網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及關(guān)鍵節(jié)點,掃描探測發(fā)現(xiàn)敵網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)漏洞及薄弱配置;運用口令破解技術(shù),能夠以合法用戶身份順利進(jìn)行敵方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),從而獲取有價值的情報信息或控制該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)竊聽是指在網(wǎng)絡(luò)接口處截獲計算機之間的通信數(shù)據(jù),不僅可以對截獲的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析,還可以對該網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議進(jìn)行解譯等。網(wǎng)絡(luò)偵察所獲取的情報信息,是網(wǎng)絡(luò)攻擊的先導(dǎo),不僅為實施網(wǎng)絡(luò)攻擊提供入口,也是作為選擇網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的重要依據(jù)。
圖1 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系框圖Fig.1 The index system of network warfare effectiveness evaluation
2) 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻能力。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻的目的是削弱敵方網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)效能,按照網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的不同,將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻能力劃分為程序攻擊能力、緩沖區(qū)溢出攻擊能力、拒絕服務(wù)攻擊能力、欺騙攻擊能力、腳本攻擊能力、高級持續(xù)性威脅攻擊(APT)等。根據(jù)對若干文獻(xiàn)的總結(jié)梳理,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻能力的劃分有所不同。在劃分網(wǎng)絡(luò)攻擊能力時,不應(yīng)該將有包含關(guān)系的指標(biāo)并列使用。例如,在廣義上講,病毒攻擊包括木馬植入以及利用電子郵件隱藏病毒攻擊,而計算機病毒、特洛伊木馬程序、邏輯炸彈等,統(tǒng)統(tǒng)屬于程序攻擊的類型,有些文獻(xiàn)卻將木馬后門、電子郵件、邏輯炸彈等與病毒攻擊能力并列,導(dǎo)致指標(biāo)之間因包含關(guān)系造成評估的偏差。
3) 網(wǎng)絡(luò)防御能力。網(wǎng)絡(luò)防御的目的是提高自身安全防護能力,防止敵方非法入侵己方網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),從而保證己方網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全性。網(wǎng)絡(luò)防御能力包括技術(shù)能力與策略配置能力,技術(shù)上主要采用對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、檢測內(nèi)外部非法入侵活動、對訪問用戶進(jìn)行身份驗證、配置防火墻隔離外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)、使用蜜罐欺騙技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反捕分析與控制、運用云計算提高病毒查殺效能;策略配置主要包括總體防御策略和具體的防御規(guī)則,明確防御邊界、信任范圍以及規(guī)定被允許或被禁止的活動等。
4) 網(wǎng)絡(luò)支援保障能力。網(wǎng)絡(luò)保障是支撐網(wǎng)絡(luò)偵察、進(jìn)攻、防御行動中所需的信息網(wǎng)絡(luò)修復(fù)、數(shù)據(jù)信息流分析、信息傳輸與處理等。信息網(wǎng)絡(luò)修復(fù)的目的是保障各類信息系統(tǒng)正常運行以及信息系統(tǒng)和終端設(shè)備之間互連互通,是保證全時聯(lián)網(wǎng)、體系運行的重要環(huán)節(jié)。信息流廣義上是指從信息源到信息接收者的所有信息的集合,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)中的數(shù)據(jù)信息流分析,不僅能夠通過信息的傳送確定信息源與信息接收者之間存在的聯(lián)結(jié)關(guān)系,從而分析其作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu),還可以作為網(wǎng)絡(luò)攻擊溯源的重要依據(jù);對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行收集,并對本身的內(nèi)容進(jìn)行分析,從中獲取情報信息對實施決策和調(diào)控至關(guān)重要。信息傳輸與處理能力作為網(wǎng)絡(luò)保障能力的一項指標(biāo),對評估網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效能不可或缺,其傳輸速率與處理效率直接影響網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)精確性與實時性。
4.1.2 電子戰(zhàn)指標(biāo)體系
經(jīng)對電子戰(zhàn)效能評估相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和梳理,文獻(xiàn)[12-13]都將電子戰(zhàn)評估一級指標(biāo)劃分為電子支援、進(jìn)攻、防護能力,但在二級指標(biāo)的選取上有所不同。對照之前已經(jīng)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)指標(biāo)體系,考慮到網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)的目的作用,構(gòu)建相應(yīng)的電子戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,如圖2所示。
圖2 電子戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系框圖Fig.2 The index system of eletronic warfare effectiveness evaluation
1) 電子偵察能力。無線電通信偵察主要是搜索、截獲敵方無線電設(shè)備的技術(shù)工作參數(shù),并對其進(jìn)行測向定位,根據(jù)通聯(lián)關(guān)系分析判定指揮關(guān)系及通信部署,進(jìn)一步預(yù)判敵作戰(zhàn)企圖等。雷達(dá)偵察的主要作用是發(fā)現(xiàn)敵方雷達(dá)及武器平臺的部署,引導(dǎo)雷達(dá)干擾、硬摧毀武器對敵方實施攻擊。光電偵察主要是根據(jù)敵方光電武器的輻射和反輻射的光波信號獲取情報。
2) 電子進(jìn)攻能力。電子進(jìn)攻能力主要劃分為電子干擾能力和電子摧毀能力等2個部分。其中,電子干擾能力分為通信干擾、雷達(dá)干擾、光電干擾能力,電子摧毀能力分為反輻射攻擊、電磁脈沖攻擊、定向能攻擊能力。
3) 電子防御能力。電子防御能力指標(biāo)主要是參照電子進(jìn)攻能力的指標(biāo),按照防偵察、抗干擾以及反摧角度,結(jié)合通信、雷達(dá)、光電等3個方面進(jìn)行劃分,從而提高我方電子設(shè)備和系統(tǒng)的生存抗毀能力。
4) 電子支援保障能力。電子支援保障的目的是保證電子偵察、進(jìn)攻、防御行動的順利實施,從而進(jìn)行電子設(shè)備運維、信號識別分析以及信息的傳輸與處理。電子支援保障能力對電子戰(zhàn)效能的發(fā)揮是必不可少的,且每一項指標(biāo)都直接影響電子戰(zhàn)的實時性與作戰(zhàn)進(jìn)程的推進(jìn)。
指標(biāo)權(quán)重是衡量指標(biāo)對評估目標(biāo)的影響程度。指標(biāo)賦權(quán)主要分為主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)等2種方法。為消除主觀因素對指標(biāo)權(quán)重的影響,采取熵值法來計算各指標(biāo)權(quán)重值。
熵值賦權(quán)法主要計算步驟如下:
1設(shè)表示第個作戰(zhàn)階段中第個指標(biāo)的評價值,其中,=1,2,…,;=1,2,…,。建立初始評價矩陣為:
(1)
2 對初始評價矩陣進(jìn)行歸一化處理,得到矩陣為:
(2)
3計算指標(biāo)的熵值:
(3)
4 根據(jù)熵值確定指標(biāo)權(quán)重為:
(4)
耦合度函數(shù)是耦合協(xié)調(diào)度模型中的核心內(nèi)容。耦合度函數(shù)值越大,說明耦合程度越高;耦合函數(shù)值越小,說明耦合效果不佳。參考物理學(xué)中傳統(tǒng)的容量耦合系數(shù)模型,設(shè)變量(=1,2,…,)、(=1,2,…,)表示多個系統(tǒng),多個系統(tǒng)相互影響作用的耦合度模型為:
=[(…)∏(+)]1
當(dāng)只有2個系統(tǒng)時,化簡可得:
文獻(xiàn)[14]從該傳統(tǒng)耦合度模型的使用效度角度對其進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的耦合度函數(shù)為:
在網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能評估中,涉及網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)2個子系統(tǒng),由此可得:
(5)
式(5)中,()、()分別表示網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的綜合效能評估函數(shù)。即:
(6)
(7)
式(6)~式(7)中:、分別為網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)各指標(biāo)權(quán)重;、分別為各指標(biāo)評價值。
耦合度函數(shù)值能夠反映各系統(tǒng)之間的相互影響程度,但是不能衡量兩者相互協(xié)同的整體效能。因此,利用耦合協(xié)調(diào)度模型,能夠反映整個整體協(xié)調(diào)發(fā)展情況,模型為:
(8)
式(8)中:為耦合度函數(shù)值;為綜合評價指數(shù);、分別為子系統(tǒng)對于整體系統(tǒng)的相對重要程度,即權(quán)重系數(shù),且+=1。
在網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能中,本文假定網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)在作戰(zhàn)行動中的權(quán)重相等,即取==05。
軍內(nèi)暫無利用耦合協(xié)調(diào)度模型進(jìn)行評估的案例,因此,在制定耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)過程中,暫考慮參照國內(nèi)社會經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)提供的評價標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)[15]采用均勻函數(shù)法,將耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)以0.1的跨度劃分為10個等級,來衡量人口城鎮(zhèn)化與教育城鎮(zhèn)化的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展程度,計算結(jié)果如表1所示。
表1 耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of coupling coordination degree
文獻(xiàn)[16]采用中值分段法,將評價標(biāo)準(zhǔn)劃分為4個區(qū)間,用以評價金融創(chuàng)新與科技創(chuàng)新子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度,如表2所示。大多數(shù)學(xué)者采用廖重斌界定的協(xié)調(diào)等級評價標(biāo)準(zhǔn),本文中,參照文獻(xiàn)[17]制定網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動效能耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn),如表3所示。
表2 耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation standard of coupling coordination degree
表3 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動效能耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Evaluation standard for coupling coordination degree of network and electronic warfare operational effectiveness
5.4.1 情景描述
在某次聯(lián)合作戰(zhàn)中,我方信息基礎(chǔ)設(shè)施遭受敵猛烈打擊,我方信息網(wǎng)絡(luò)遭敵滲透,上級指揮機構(gòu)命令某網(wǎng)電一體作戰(zhàn)群立即對敵某重要節(jié)點實施打擊,消滅敵囂張氣勢。根據(jù)行動計劃安排,將整個攻擊行動分為3個階段:偵察識別目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)攻擊與電子干擾、反輻射摧毀。
主要攻擊步驟如下:① 偵察識別目標(biāo)。命我方某型電子偵察飛機赴敵防空區(qū)域外進(jìn)行電子偵察,偵收各類通信、雷達(dá)信號,獲取敵方一定區(qū)域內(nèi)雷達(dá)類型及武器平臺位置信息;運用網(wǎng)絡(luò)掃描技術(shù)對獲得目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、薄弱環(huán)節(jié)及系統(tǒng)漏洞等,將情報信息傳回指控中心進(jìn)行分析處理。② 網(wǎng)絡(luò)攻擊與電子干擾。指控中心將分析處理后的情報數(shù)據(jù)傳送給某電子攻擊平臺,由該電子攻擊平臺向敵方雷達(dá)系統(tǒng)及通信系統(tǒng)脆弱節(jié)點植入惡意算法程序,癱瘓敵防空預(yù)警網(wǎng)絡(luò),并通過口令破解合法進(jìn)入敵方網(wǎng)絡(luò),以管理員身份對其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操控,同時對攻擊目標(biāo)實施電子干擾。③ 反輻射摧毀。當(dāng)敵方防空網(wǎng)絡(luò)無法對入侵者實施預(yù)警識別時,我方利用反輻射武器迅速進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域,對設(shè)定目標(biāo)進(jìn)行硬摧毀,并安全撤離。
主要防御措施如下:① 網(wǎng)絡(luò)防御方面,實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量異常情況,主要監(jiān)測重要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的運行情況,加強身份驗證與訪問控制,優(yōu)化防御策略配置,健全數(shù)據(jù)共享機制,加強病毒查殺與防范,完善防火墻等策略以過濾異常用戶行為等;做到發(fā)現(xiàn)即預(yù)警,預(yù)警即處置。② 電子防御方面,針對易被偵察易受攻擊的目標(biāo)進(jìn)行偽裝防護,通過布設(shè)假目標(biāo)假輻射源進(jìn)行示假,防敵電子偵察;交錯部署不同類型的雷達(dá),合理設(shè)置電子設(shè)備工作體制,避免敵方電子干擾;對于已發(fā)現(xiàn)的敵方電子干擾源,應(yīng)進(jìn)行欺騙與摧毀;及時預(yù)警攔截敵方電子摧毀武器的襲擊,保護我方關(guān)鍵電子設(shè)備的安全。
5.4.2 建模評估
根據(jù)情景設(shè)定,根據(jù)上文構(gòu)建的指標(biāo)體系,采用前期對各指標(biāo)的定量評估與領(lǐng)域?qū)<叶ㄐ栽u估相結(jié)合的方法,得出網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動效能各指標(biāo)評估值(以10分制為標(biāo)準(zhǔn)),初始評估數(shù)據(jù)如表4、表5所示,根據(jù)熵值法進(jìn)行各指標(biāo)權(quán)重計算,如表6、表7所示。
表4 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)初始評估數(shù)據(jù)Table 4 Initial assessment data for network warfare
表5 電子戰(zhàn)初始評估數(shù)據(jù)Table 5 Initial assessment data for electronic warfare
表6 網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)各指標(biāo)權(quán)重Table 6 The index weight of network warfare
表7 電子戰(zhàn)各指標(biāo)權(quán)重Table 7 The index weight of electronic warfare
計算綜合效能時,假設(shè)各階段權(quán)重分別為0.3、0.4、0.3,各二級指標(biāo)權(quán)重分別為0.25、0.35、0.2、0.2,則:
網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)綜合效能f(x)=0.453,電子戰(zhàn)綜合效能g(y)=0.547,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)耦合度C=0.866 1,耦合協(xié)調(diào)度D=0.658 0,根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)判斷,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)的耦合協(xié)調(diào)程度為初級協(xié)調(diào)階段,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)行動效能稍有滯后。
5.4.3 結(jié)果分析
從計算結(jié)果可知,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動效能處于初級協(xié)調(diào)階段,相比之下,電子戰(zhàn)效能發(fā)揮較為良好,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效能稍有滯后。根據(jù)情景描述的一些內(nèi)容,可以得知,當(dāng)前我方信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正遭受敵方滲透攻擊,導(dǎo)致我方網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)行動效能降低。在下一步指揮網(wǎng)電一體作戰(zhàn)時,應(yīng)重點分析網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效能滯后的原因,在遭受敵網(wǎng)絡(luò)滲透攻擊背景下,思考在后續(xù)作戰(zhàn)中如何以提高網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)行動效能為著眼點,提升網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)行動效能的耦合協(xié)調(diào)度,從而最大程度釋放網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能。
由于網(wǎng)電空間的轉(zhuǎn)變?nèi)诤?,網(wǎng)電作戰(zhàn)地位逐漸突顯,受戰(zhàn)場網(wǎng)電態(tài)勢的集聚變化以及作戰(zhàn)的高技術(shù)性等諸多因素的影響,評估網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能既是重點也是難點。通過理論論證與定量分析,可得出結(jié)論如下:
1) 網(wǎng)電一體作戰(zhàn)耦合協(xié)調(diào)度能夠從兩者之間配合程度的角度,有效衡量網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)與電子戰(zhàn)在作戰(zhàn)過程中的耦合協(xié)調(diào)程度,判定是否發(fā)揮了網(wǎng)電一體作戰(zhàn)的最大效能。
2) 利用該評估模型能夠為提升網(wǎng)電一體作戰(zhàn)效能提供依據(jù),也可為指揮員在作戰(zhàn)籌劃與指揮控制階段提供參考。