枕戈/编译

【知远导读】本文编译自美《联合部队季刊》2020年第4期。动能武器历史悠久,但其相关理论和原则不一定适用于网络武器。两者的差异将对战略军事理论、规划、力量投射和防御作战使用带来深远影响。本文在武器特性、目标、政策与实践三个关键领域对动能武器和网络武器进行了比较,确定了18个个体差异。认为两种武器都是当前可用的军事力量战略工具,且互为补充,结合使用时可产生倍增器作用。军事领导人应积极整合动能和网络武器,全面提高综合作战能力。

战争的历史与人类历史一样悠久,主要是通过使用物理力量来破坏或摧毁物质资产。这段悠久历史产生了完善的理论和原则,这些理论和原则展示了武力、威慑、相称性以及战争规则,而这些均依赖于所使用物理武器的可预测性和可重复性特征。然而,现代网络战争的到来表明,动能武器的相关理论和原则不一定适用于网络武器。例如,与导弹和炸弹不同,对于计算机病毒,很难预测其精确效果、衡量其产生的相称性、估计其带来的附加影响。正如我们如下讨论,动能武器和网络武器之间的差异是可识别、可管理的,并对战略军事理论、规划、力量投射和防御作战使用带来深远影响。

为了发动和赢得现代冲突,动能武器和网络武器的属性必须单独和结合起来充分理解。迄今为止,关于网络武器属性的讨论集中在几个基本特征上,如易损性,也就是说,通常很难达到动能武器的相同精度,更不用说信心。对于军事领导人和决定军事力量目的和用途的决策者而言,动能武器和网络武器之间的差异促使人们重新评估如何使用这些武器、如何衡量其有效性,这在根本上取决于清晰阐明两者之间的异同。我们提出并描述了一个战略框架,尽管不是详尽无遗,但适用于国家的任何权力工具。进而描述了动能武器和网络武器间的区别,并揭示两者的差异和战略意义。

本文在三个关键领域对进攻型动能和网络力量工具进行了比较:武器特性、目标、政策与实践,确定了动能武器和网络武器的18个个体差异。武器特性类别包括武器的固有属性及其产生效果的差异。目标类别突出了武器如何影响目标选择与追踪的差异。政策与实践类别涵盖当前环境和武器成熟度方面的差异。

在我们分析这些领域时,军事领导人应牢记三个框架问题,这有助于指导任何武器的选择和应用,同样也适用于动能和网络武器:

第一,武器是否能够在计划与执行时间、操作人员的专业技能、物资资源的限制下达到预期效果?

第二,是否可以将武器效果控制在无辜方和无辜资产可接受的预期范围内?

第三,使用武器是有助于还是有可能破坏稳定性、事态应对能力、以及其他预期的对手交战特征?

这些问题的答案不仅部分取决于情境因素,也取决于对武器细微差别的坚定理解。我们在下文将详细介绍这些细节。

为方便讨论,我们必须考虑武器的定义。美国防部虽然在其他定义中使用了“武器”一词,但并未对其本身进行明确定义。因此,我们先从字典中“武器”的定义开始。在2019年6月牛津英语词典在线版中,“武器”一词的定义是:“战争或战斗中用来攻击和战胜敌人的任何一种工具。”值得注意的是,武器在传统上被用来产生致命和非致命效果。美军联合出版物JP3-12号《网络空间作战》中,将网络空间能力定义为“一种设备或计算机程序,包括任何软件、固件、硬件的组合,旨在在网络空间中或通过网络空间产生效果。”为便于讨论,我们认为网络空间能力不同于(但基于)某些机制,该机制允许访问系统,从而达到预期效果。在美军联合出版物JP 3-0号《联合作战》中,认为网络空间攻击是一种可产生非致命效果的能力,能产生这种效果的还包括电子攻击、军事信息支援作战及非致命武器。在JP3-0中,被称为“火力”的军事行动是“使用可用的武器和其他系统对目标产生特定效果。”网络空间的攻击行动是火力的一种形式,并“在网络空间造成明显的拒止效果(即降级、破坏或摧毁)或操纵,从而导致物理领域的拒止效果。”

下文中,我们将介绍并区分18种特征,这些特征被归类为网络武器与动能武器在武器特征、目标、政策与实践方面的差异,并用表格总结了这些差异。

武器特性的差异

许多关于网络武器的讨论都集中在网络领域的基本属性上,如全球互联网络,其硬件、软件和配置等组成部分间高度流畅的相互作用,以及网络运营商为达到预定目标所需的访问路径的脆弱性。当前关于网络武器的讨论也探讨了其高度易损性和快速淘汰性。如今,这些特征正逐渐被人们所理解,但单凭它们还不足以将网络武器与动能武器进行比较。下面的其他差异可帮助进行战术和战略思考。

动能武器通常几乎瞬间(通过力量)产生介入和效果,而网络武器则必须将介入和效果分为两种截然不同的行动,通常被一段相当长的时间所分割(在某些情况下,网络介入是在预期效果出现前数周或数月进行的)。在美《联合作战介入概念》中,“作战介入”一词被定义为“将军事力量投射到有足够行动自由、可完成任务的作战区域的能力”。动能武器可为力量投射形成介入,并对敌方部队实施反介入和区域拒止。网络武器通常将介入和效果分开,需要付出很大努力来构建适合给定目标及其环境的介入。例如,拒绝服务攻击利用从攻击者到正常网络的路径所提供的访问。数据摧毁攻击控制由另一种方式(如远程使用或社会工程)提供的访问,但其成功的关键仍然是攻击者到目标的访问路径。这意味,网络武器需要大量剪裁、预先定位、绑定特定目标的介入创建等能力。

动能武器几乎总是产生不可逆的物理效果,而网络武器可以产生完全可逆的效果。尽管一小部分武器(如橡皮子弹)可以快速恢复,但大多数武器的目的是产生永久或缓慢恢复的效果。虽然网络武器可以对现实世界造成永久性破坏,如震网病毒(Stuxnet)可对离心机造成物理破坏,但其他网络效应可被攻击者或受害者完全逆转。例如,当拒绝服务攻击停止时,目标系统将恢复正常。只要有正确的解密密钥,像勒索软件中使用的加密也是可逆的。其实,勒索软件依靠可逆性才有效。受害者愿意支付赎金是对拒绝访问能力、认为可以撤销访问的有力证明。重要的是,可逆性可以是网络武器的优势,也可以是其局限性,具体取决于使用目的。

对动能武器进行逆向工程和重复使用非常困难,因为它们在使用时通常会受到损坏,超出其再次使用条件。由于网络武器通常由容易复制的软件组成,因此它们可以通过简单地复制软件并重放其使用环境,为其他人提供更多观察、分析和重用武器的能力。考虑到前面所述的创建介入和使用网络武器的时间延迟,很多网络攻击可使用数字系统回放功能来观察和复制,这种数字系统原本设计用于监控数据和软件的流量与存储。其结果是极有可能网络武器被完整复制并被对手研究。一些专家将这种情况比作住在玻璃房子里,认为使用网络武器进行攻击需要准备和部署防御措施,防范对手重用这些武器来以其人之道还治其人之身。在现实世界中,武器平台可以与目标保持一定距离,从而保护其不受伤害。动能武器的弹药是消耗性的,一旦消耗,通常很难、不可能或毫无意义地重建和重放。

在物理世界中,虽然一些武器(包括核武器、生物武器和化学武器)在使用时挑战武器学家精确限制物理影响的能力,但动能武器通常具有受物理世界属性支配的可量化局部效应。虽然核装置不能被设定为只摧毁某一特定区域内的建筑,但可以被设定和使用,将其影响限制在某一物理区域。然而,网络效应可以通过武器配置、目标和网络空间领域产生局部和级联效应。在网络武器相对较短的使用历史上,看似局部领域和网络劫持攻击经常影响全球互联网。2017年夏天,被认为是俄罗斯发动的Petya勒索病毒袭击就是一个很好的例证。尽管认为这是俄罗斯对乌克兰政府系统的攻击,但攻击迅速蔓延至整个欧洲的非政府系统。大部分全球信息技术系统及丹麦马士基航运公司的全球指挥控制系统都被击倒,乌克兰以外的许多地区都受到影响。

在目标及其周围环境的物理属性(如重力和空气密度)相对稳定的世界中,动能武器能够提供与武器属性一致的固定效果。而同一网络武器可能被用于不同的效果,这取决于编码的细微差别,从微妙效果(所谓的间谍软件)到巨大效果(勒索软件)。同样,固定的动力学效应意味着无法量身定制效果。但网络武器具有延展性,可以轻松改变或以高粒度定制,仅在特定设备或芯片上产生定制效果。

现代军事行动要求计划和危机反应具有敏捷性和适应性,包括扩大和缩小行动规模的灵活性。扩大动能攻击的效果通常来自于增加武器部署的实际数量或有效载荷量。由于弹药具有消耗性,一个动能武器只能在攻击点打击一个目标。虽然在一个区域内动能有效载荷数量可以增加,但有效载荷质量、速度和动力学效应之间通常存在相关性。而对于网络武器,只需对武器效果进行编码,单个网络武器就可用来对付一个或多个目标,从而实现固有、敏感的可伸缩性。勒索软件是针对许多目标重复使用同一网络武器的一个示例。防御的必然结果是,当防御动能武器时,需要计算每个实例的成本。而针对网络武器的多目标特性,需扩大防御规模,例如使用杀毒软件,这种防御相对来说成本效益更高。

如果在多种效果间做出选择,军事规划者同样能够从中获益。动能武器具有固定效果,也就是说,效果是在创建给定武器时就已经预先确定。网络武器也可以通过规定的行动或结果制造出来,但在使用时可产生定制效果。可以轻松想象,能够删除特定文件的武器可被快速轻松定制,去删除其他任何文件。结果是可能需要更多的准备工作来防御网络武器。

动能武器可产生可预测的结果,因为影响结果的相关变量已广为人知。物理定律及其对动能武器的影响已被深入研究,环境变化对动能武器效能的影响高度可预测并可量化。而网络效应对环境的变化极为敏感,从目标的软件、硬件或用户设置的细微变化,到连接攻击者和目标的动态全球网络。对软件或网络进行微小、可能未被察觉的改变,可能会严重影响依赖于特定软件设置的网络武器的有效性。

最后,我们注意到动能武器和网络武器在介入性方面的差异。如今,入门级网络武器越来越普遍,作为一种商品,被具有不同技术能力的攻击者广泛使用。网络武器的普遍可用性、低成本和低专业技能要求,使得许多国家和非国家行为者都可以使用。免费软件(如广泛使用的开源安全漏洞检测工具Metasploit)或市场公开销售的软件(如渗透测试工具CoreImpact)很容易成为网络攻击武器。对美国而言,自己的网络武器被越来越多的曝光,从而有效武装了更多对手,这既是一种责任,也是一个潜在机遇。美国可通过迫使对手打击更多平台,提高其实施网络攻击的成本。与此相反,对于大规模动能武器,在成本、专业知识、可获得性方面,许多对手仍然遥不可及。

动能武器与网络武器的差异

目标的差异

目标类别的第一个区别是武器与目标的比率。在弹着点,动能武器是针对单一目标的。虽然目标范围和规模各不相同,但即使是大规模毁灭性动能武器也受时间和空间限制。而网络武器具有跨越时间和空间、影响许多目标的能力,在某些情况下,可利用一个目标作为下一个目标的攻击平台。除非有人研制出一种疫苗(比如软件补丁),否则网络武器在使用上不会有什么开销,而且疫苗也不可能是全球性的。

另一重要区别是与目标的距离。动能武器可有效减少相对于目标的预先部署,这对远程动能武器来说尤其如此。在网络空间,地理位置的重要性要小得多,但复杂的数字环境往往要求在网络武器到达目标前,对战场空间进行重大的预先部署和初步准备。

瞄准受目标(发现和修复问题)和武器(解决问题)控制程度的影响。精确瞄准和积极控制目标选择对实现军事目标、避免附带损害非常重要。网络武器可能需要机会主义和识别目标相结合。Stuxnet是一个研究案例,该武器被设计为在许多系统中漫游,感染满足目标标准的系统,而绕过那些不满足目标标准的系统。这是一个机会性介入的例子,而不是对被感染系统进行积极控制。这进一步说明了介入和效果之间的区别。

通过对网络武器的粒度和精度的区别进行研究,很容易发现,网络武器瞄准粗糙,而效果精准。Stuxnet可对特定目标实施外科手术式攻击,但目标介入(相对)粗糙。精确定位需要良好的技术设计与情报。与之相反,动能武器几乎无法做到介入粗糙和效果精准。

政策与实践的差异

如今,网络武器积累的经验尚未达到与动能武器同样的成熟度。动能武器在开发、分析和使用方面拥有丰富的经验,大多数都是经过几十年或几个世纪的改进和应用才缓慢发展起来。例如,“弹药效能联合技术协调小组”成立于1964年,主要为联合弹药效能手册提供武器效能数据。但网络武器不存在这种情况。此外,军队在使用动能武器方面具有丰富经验,包括训练。而相对较新的网络武器还没有足够时间形成大量经验。因此,将网络整合为战略武器,仍存在犹豫不决和不确定性的问题。

一方在部署武器时,也同时在向对手传递信息。动能武器的使用意图几乎是明确的。冲突升级意味着双方在某种程度上了解对方想通过冲突达到什么目的。使用武力是现代国家最后的手段。然而,网络武器传达信息模糊,无论是预期效果,还是与特定行为者(攻击者)或可识别行动的联系。首选是将网络武器作为综合动能攻击的促成者。如果将网络攻击作为在战役中让对手增加成本并向其传达信息的主要手段,这将非常不可取。

网络武器在冲突和对抗的所有阶段都具有独特价值,在武装冲突以下使用时尤其有效。在可预见的未来,在网络中可能会出现持续的全球灰色地带冲突。相反,动能武器的定义是不能在武装冲突之外使用,这可能是动能武器和网络武器最显著和最重要的区别。2019年6月,有媒体报道,美国网络司令部(USCYBERCOM)对伊朗发动网络攻击,回应伊朗的侵略行为。尽管此次攻击与动能武器计划相协调,但网络选项之所以得以执行,是因为美国显然选择不执行动能武器的选项。这种情况表明,网络武器是一个不易升级、非动能选项,但仍然向伊朗进行了回应,并提供了信息。

对于国家而言,动能武器带有煽动者的明显归因。网络空间的归因仍然是一个难题,因为工具和基础设施很容易被混淆和操纵。因此,网络武器具有定制的归因。在攻击者选择时揭示归因是一种强大能力。

人类,包括领导者和决策者,在一定程度上根据其对可用选项的信心来权衡自己的选择。由于经验和训练因素,现代军事领导人对动能武器充满信心。但网络武器给人们带来的是对武器效果和效能的疑信参半。持续的作战参与,结合科学和技术的建模仿真,将有助于建立必要经验,增强对武器效能的信心。

网络武器作为战略能力的演变

全面的国家安全需要在冲突的各个阶段考虑并协调使用所有力量工具。需要强调的是,网络直到最近才成为美国力量和战略能力的完整工具。鉴于深入思考和探索,以及在法律、政策和战略方面重大里程碑进展,这种发展是可能的,但要将网络武器的成熟度提升到动能武器水平,仍有许多工作要做。网络武器的日益成熟,特别是在政策与实践领域,将继续塑造一体化战争的未来。

2018年,美国防科学委员会(DSB)网络战略能力工作组确定,美国防部“必须超越网络战术应用,实现网络战略能力。”美国防部要求该工作组将网络能力与动能能力进行比较,包括意外后果和附带损害。国防科学委员会最后报告的主要结论是,无论采用何种手段来产生某种效果,战略能力都具有以下通用属性:

·这种能力可对目标的物资、效率、意志(即对手尊重并受能力影响)产生明显、最好是持久的影响。

·这种能力已充分发展成熟,能够在既定需求的合理时间内产生预期效果(即响应政策和作战指挥官的需求)。

·这种能力可在合理时间内重新生成(即除一次性〔战术〕打击外,还可支持战役)。

过去两年的四个里程碑进展有助于将这一愿望变为现实。2018年美国《国家安全总统备忘录》第13号《美国网络作战政策》提供了必要的政策,美《2019财年国防授权法案》提供了法定依据,美《2018年国防部网络战略》提供了原则。此外,2018年,美网络司令部被升级为独立的联合作战司令部,现任司令为日裔陆军上将保罗·中曾根,并兼美国国家安全局(NSA)局长。中曾根已开始在持续交战原则下行使这些新权力。这些里程碑事件表明,美国愿意并有能力利用网络能力(与其他能力相结合)在网络空间内及通过网络空间保护自己。

动能和网络武器综合作战的未来

打赢和预防现代战争,迫切需要认清动能和网络武器综合战争的独特风险和机遇。网络攻击越来越普遍,它独立于动能作战,由国家支持,并由独立行为者实施。然而,即使是常规战争也开始整合网络能力,例如,俄罗斯入侵乌克兰之前就对关键基础设施进行网络攻击。美国必须迅速整合网络能力,以达到最大作战效果。

本文探讨的动能武器和网络武器的差异表明,这些能力截然不同,但互为补充,当结合使用时,可能产生倍增器作用。一些研究人员假设,将这些武器整合在一起,将为军事力量提供新的、扩展选择。美军联合出版物JP 3-12号《网络空间作战》似乎支持这一断言,指出“网络空间攻击能力,尽管可在独立环境中使用,但通常与其他火力综合使用时最为有效。”目前,除了直觉外,没有足够经验来证实这一说法。网络和动能武器本身就具有难以置信的威力,可以独立实现所需的军事效果。如果军事主导思想是完全避免武装冲突,那么网络能力将提供产生广泛影响的独特机会。

通过对不同武器间差异的细致洞察,军事领导人能够更全面地整合动能和网络武器。此外,动能和网络领域可能无法遏制或阻止现代对手,因此必须针对不同领域间的差异制定新的选项。军方已经开始学习如何、何处、何时使用网络武器。具备这些知识后,领导人可决定是否可以互补地利用这些领域。

关于动能作战和网络作战的整合,仍有许多问题悬而未决。通过提出更大范围的可能影响,混合动能网络武器系统和作战提出了关于战争实践的新问题。无人系统是综合武器的一个例证,该系统是具有动能武器作战效能的网络控制系统。无人机上的动能弹药显示相应的动能武器特性,包括固定、可预测和永久的效果。同样,瞄准、政策与实践似乎也与动能武器的攻击属性一致。但从理论上讲,对手瞄准无人机或其控制系统可能产生定制、可变、可逆、可归因的效果。与对无人机进行物理攻击不同,这些属性将使得证明对手是否夺取无人系统控制权变得复杂,这可能延迟防御反应。无人系统还提出了一个问题,即什么才是有效的军事目标:是远程操控员、操控员的位置、操控员与无人机间的通信载体、还是武器系统组件的开发商?

结 语

无论单独使用还是组合使用,网络和动能武器都是目前可用的军事力量战略工具,都为实现国家目标提供了新的机会。鉴于网络战历史尚短,在未来工作中,仍需加深对网络武器的理解。随着领导人在网络武器方面获得的经验和专业知识越来越丰富,综合作战能力和灰色地带选项将得到加强。本文概述的动能武器和网络武器差异是理解和利用网络能力独特和综合质量的必要基础。

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