網絡空間進攻機理初步研究

王世忠，孫娉娉

（中國電子科學研究院，北京 100041）

網絡空間進攻機理初步研究

王世忠，孫娉娉

（中國電子科學研究院，北京 100041）

網絡空間進攻機理的主要內容是：態(tài)勢感知、控流入網、綜合施效、破網毀體。態(tài)勢感知主要是從物理設施層、電磁信號層、數據信息層和心理認知層四個層面，獲取網絡空間相關部署、活動與信息；控流入網主要是控制電磁能量流、電子信號流、數據信息流進入敵方網絡空間；綜合施效主要是綜合運用電磁信號層能量壓制、數據信息層漏洞利用、心理認知層情緒誘導、物理設施層實體毀傷四種殺傷效應，達成對網絡空間的控制權；破網毀體主要是通過斷鏈、破網、毀體三個遞進升級的行動，癱瘓其作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系。

網絡空間；網絡空間進攻；作戰(zhàn)機理

0 引 言

網絡空間的產生與發(fā)展，是人類社會進入信息時代的基本標志。網絡空間是指以網絡化的信息系統為依托，以電磁波為主要傳輸媒介，承載數字信息并可控制實體行為的人造信息活動空間［1］。從構成要素看，網絡空間可分為物理設施層、電磁信號層、數據信息層和心理認知層四個層次［2］，如圖1所示。從外在表現看，網絡空間可分為軍事信息網、國家政務網、關鍵基礎設施信息網和國際互聯網四類。其中，軍事信息網分為作戰(zhàn)信息網和軍隊政務網，作戰(zhàn)信息網又可分為戰(zhàn)場感知網、指揮決策網、武器控制網、綜合保障網、基礎設施網［3］等；國家政務網分為保密辦公網、政府信息網、專用政務信息網等；關鍵基礎設施信息網分為金融網、電信網、廣播電視網、能源控制網、交通控制網以及其他工業(yè)控制系統等。

圖1 網絡空間的層次劃分

網絡空間進攻機理是指網絡空間進攻作戰(zhàn)的運行原理和制勝途徑，是對網絡空間作戰(zhàn)規(guī)律與作戰(zhàn)指導規(guī)律的深層次揭示。目前，國內外有關研究機構與學者對網絡空間攻擊機理作了一些研究探索，但尚未發(fā)現專門研究網絡空間攻擊機理的公開性文獻。美軍提出的“偵察、掃描、惡意系統接入、惡意活動、利用”網絡空間攻擊進程，如圖2所示，從一個側面反映了美軍對網絡空間攻擊機理的理解與認識。

圖2 美軍網絡空間攻擊過程示意圖

網絡空間進攻的技術手段主要有：偽裝隱藏技術、漏洞挖掘技術、信息竊取技術、權限提升技術、拒絕服務攻擊技術、病毒攻擊技術、攻擊效果評估技術等［4］。網絡空間進攻機理的核心內容是：態(tài)勢感知、控流入網、綜合施效、破網毀體。具體地說，就是根據聯合作戰(zhàn)和網絡空間作戰(zhàn)需要，綜合利用以技術為主的態(tài)勢感知手段，獲取網絡空間相關部署、活動與信息；控制電磁能量流、電子信號流、數據信息流，有序進入敵方網絡空間；高效發(fā)揮電磁信號層能量壓制、數據信息層漏洞利用、心理認知層情緒誘導、物理設施層實體毀傷的綜合破壞殺傷效應，通過斷鏈、破網、毀體三個遞進升級過程，破壞敵方網絡空間的運行秩序與信息安全，癱瘓其作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系。

1 態(tài)勢感知機理

網絡空間態(tài)勢，是指在一定戰(zhàn)場時間和空間內，敵、我、友、它等各方網絡化信息設施、設備，特別是網絡空間對抗裝備部署、作用范圍和使用所形成的狀態(tài)和形勢。網絡空間態(tài)勢感知，是指綜合利用以技術為主的態(tài)勢感知手段，從物理設施層、電磁信號層、數據信息層和心理認知層四個層面，獲取發(fā)生在網絡空間的敵、我、友、它等各方特別是敵方相關部署、活動與信息。網絡空間態(tài)勢感知，離不開平時長期、大量的情報信息獲取和積累，特別是經過長期積累建立的網絡空間態(tài)勢數據庫，是及時、快速網絡空間態(tài)勢變化、預測評估其發(fā)展趨勢的基礎和前提。值得引起注意的是，當網絡空間攻擊和防御技術發(fā)展到一定程度后，起決定作用的不再是技術問題，社會工程學已經成為一種十分實用而且有效的態(tài)勢感知手段［5］。

1.1 物理設施層態(tài)勢感知

主要是對構成網絡空間的物質基礎——物理設施層進行偵察感知，綜合采取技術偵察、人力偵察、社會工程學等手段，重點查明敵、我、友、它等各方特別是敵方軍事信息網、國家政務網、關鍵基礎設施信息網和國際互聯網等信息網絡的類型、物理空間位置、重要節(jié)點、網絡拓撲結構、技術參數、安全漏洞和防護薄弱環(huán)節(jié)、軍事價值等，為實施網絡進攻、電子進攻和精確火力打擊等提供目標情報保障和打擊效果評估。

1.2 電磁信號層態(tài)勢感知

主要是對連接網絡空間的傳輸媒介——電磁信號層進行偵察感知，綜合采取技術偵察、人力偵察、社會工程學等手段，重點查明敵、我、友、它等各方特別是敵方軍事信息網、國家政務網、關鍵基礎設施信息網和國際互聯網等信息網絡的信息傳輸通道類型、物理空間位置、通信樞紐、技術參數、業(yè)務流量、安全漏洞與防護薄弱環(huán)節(jié)等，進一步分析與確定信息網絡的網絡拓撲結構、軍事價值，為實施網絡進攻、電子進攻和精確火力打擊等提供目標情報保障和打擊效果評估。

1.3 數據信息層態(tài)勢感知

主要是對構成網絡空間的本質要素——數據信息層進行偵察感知，綜合采取技術偵察、人力偵察、社會工程學等手段，重點獲取敵、我、友、它等各方特別是敵方軍事信息網、國家政務網、關鍵基礎設施信息網和國際互聯網等信息網絡的有關數據信息。一是獲取信息網絡的操作系統軟件、應用系統軟件、通信協議、安全管理系統軟件等數據信息，為實施病毒攻擊、拒絕服務攻擊、數字大炮攻擊等提供目標情報保障和打擊效果評估。二是獲取信息網絡中產生、傳輸、存儲、運行的數據信息。如，敵方、相關國家（地區(qū)）或國家集團的政治、經濟、軍事、外交、科技、文化等情況，特別是敵方領導人、軍方高級將領活動以及強敵出兵干預等核心內幕情況，為黨中央、中央軍委戰(zhàn)略決策提供情報支援；及時掌握敵兵力部署調整、戰(zhàn)爭動員等情況，查明敵方重要目標、重兵集團和信息化主戰(zhàn)武器裝備動向、行動企圖、戰(zhàn)場環(huán)境等情況，綜合分析戰(zhàn)場態(tài)勢、并預測其可能發(fā)展，為聯合作戰(zhàn)指揮員判斷情況、定下決心、控制協調部隊行動提供情報支援；偵察獲取作戰(zhàn)對象的網絡空間作戰(zhàn)計劃、進攻防御能力以及作戰(zhàn)動向，及早發(fā)現、跟蹤、識別和報知來襲情況，向作戰(zhàn)部隊提供必要的信息支援。

1.4 心理認知層態(tài)勢感知

主要是對網絡空間的作用對象——心理認知層進行偵察感知，綜合采取技術偵察、人力偵察、社會工程學等手段，重點查明敵、我、友、它等各方特別是敵方軍事信息網、國家政務網、關鍵基礎設施信息網和國際互聯網等信息網絡中的政治、軍事、外交戰(zhàn)略動向、公眾關注熱點等情況，進一步分析與確定心理進攻的特定人群、心理支點與弱點、信息傳輸途徑與手段等，為實施網絡心理進攻提供情報保障和打擊效果評估。

2 控流入網機理

與傳統陸、海、空、天物理空間不同，在網絡空間中流動的主要是電磁能量流、電子信號流、數據信息流。實施網絡空間進攻，主要是根據不同的作戰(zhàn)目的、運用不同的手段、采取不同的方法，控制“三流”進入敵方網絡空間。

2.1 控制電磁能量流入網

核心是敵對雙方爭奪電磁頻譜使用權和主導權的斗爭，是利用電磁能、定向能確定、擾亂、削弱、破壞、摧毀敵方電子信息系統和電子設備，進攻方式主要有：電子干擾、電子欺騙、反輻射攻擊、定向能摧毀。其進攻對象包括偵察預警、指揮控制、導航定位、武器制導、敵我識別等作戰(zhàn)過程中的雷達、通信、光電、水聲等依賴電磁頻譜的各類設備和設施，也包括那些可能受到定向能影響的電子信息設備和設施。

2.2 控制電子信號流入網

實質是對敵方電子信號的獲取利用，進攻方式主要有：主動注入具有欺騙性和破壞性的電子信號，進行信息仿冒和跳板滲透，進而獲取敵網絡控制權限，實施病毒破壞、網絡控制和信息竊密等進攻行動。對電子信號的控制主要圍繞密碼展開，加密和破譯成為攻防雙方的斗爭焦點。

2.3 控制數據信息流入網

目的是利用網絡攻擊手段竊取敵方情報信息、控制或癱瘓敵方信息系統或基礎設施。進攻方式主要有：一是系統入侵，利用系統的硬件、軟件等各方面的漏洞，掌握系統訪問權限和控制權，獲取敵方的保密文件，刪除、修改敵方系統中的數據或埋藏后門程序等。二是病毒攻擊，把具有不同破壞功能的各種計算機病毒，通過無線注入、固化植入、黑客侵入、磁盤“擺渡”等方式，進入敵方軍事或民用信息網絡，以擾亂、癱瘓敵方信息網絡和信息系統。三是分布式拒絕服務攻擊（DDOS攻擊）［6］，集中互聯網上的眾多傀儡機（Zombie），同時向一個目標或多個目標發(fā)送大量攻擊性數據包，造成敵方網絡和信息系統“淤積阻塞”，暫時無法使用。下面以分布式拒絕服務攻擊為例，說明其攻擊機理。

分布式拒絕服務攻擊是針對網絡空間數據信息層中信息網絡帶寬、系統資源、服務質量的攻擊手段。通常分為直接洪水型DDoS攻擊、反射洪水型DDoS（DDRoS）和數字大炮攻擊。

（1）直接洪水型DDoS攻擊機理

直接洪水型DDoS攻擊是指攻擊流量直接作用于受害者的DDoS攻擊。典型的直接洪水型DDoS攻擊的體系結構示意圖如圖3所示。

圖3 直接洪水型分布式拒絕服務攻擊的體系結構示意圖

（2）反射洪水型DDoS攻擊機理

反射洪水型DDoS攻擊是一種間接攻擊，攻擊者利用中間節(jié)點（包括路由器和主機，又稱為反射器）進行攻擊。攻擊者向反射器發(fā)送大量需要回應的數據包，并將這些數據包的源地址設置為攻擊目標機的地址，大量的回應包發(fā)向攻擊目標機將會淹沒鏈路，甚至癱瘓攻擊目標系統。典型的反射洪水型DDoS攻擊的體系結構示意圖如圖4所示。

圖4 反射洪水型分布式拒絕服務攻擊的體系結構示意圖

（3）數字大炮攻擊

數字大炮攻擊是一種新型的DDOS攻擊，其攻擊過程和機理是：利用BGP協議自身特性，通過對路由器數據層面發(fā)起大規(guī)模攻擊，使網絡中路由器間互連鏈路反復擁塞，影響路由器控制層面的信息交互，使數據層面無法轉發(fā)數據，導致網絡癱瘓［7］。數字大炮攻擊的機理模型如圖5所示。

3 綜合施效機理

網絡空間進攻是一種多層次的新型作戰(zhàn)形式，凡電磁波和信息流所達之處皆可能成為戰(zhàn)場，作戰(zhàn)空間之廣闊、手段之多樣是其他作戰(zhàn)難以比擬的?？傮w上講，網絡空間進攻就是綜合運用電磁信號層

圖5 數字大炮攻擊的機理模型

的能量壓制、數據信息層的漏洞利用、心理認知層的情緒誘導、物理設施層的實體毀傷等四種軟硬結合的殺傷效應，達成對網絡空間的控制權，如圖6所示。

圖6 網絡空間進攻的四種殺傷效應

3.1 能量壓制

主要是對敵通信、指控、雷達、導航、制導等系統的電磁信號，有意識發(fā)射或轉發(fā)頻率對準、功率超過和樣式耦合的電磁波，或實施全頻段、高功率的阻塞式壓制，使其不能正常工作。

3.2 漏洞利用

主要是發(fā)掘信息網絡和信息系統存在的固有缺陷，以此為突破口實施進攻破壞。漏洞種類包括：硬件漏洞，主要有電磁泄露、預置芯片、設計缺陷等；軟件漏洞，主要是在程序編寫、軟件安裝和運行環(huán)境設置中產生的錯誤和缺陷，以及人為設置的后門和陷阱；管理漏洞，包括權限管理、保密管理及身份確認中的策略失誤和薄弱環(huán)節(jié)。漏洞發(fā)掘、利用和彌補的技術水平，是網絡空間進攻作戰(zhàn)的核心能力。

3.3 情緒誘導

主要是通過信息媒介進攻敵方軍民心理支點和弱點，導致其認知偏差、情感失控和意志崩潰，達成攻心奪志、不戰(zhàn)而屈人之兵的目的。

3.4 實體毀傷

主要是采用高能微波、電磁脈沖等新概念武器和反輻射打擊手段，癱毀敵信息網絡物理設施；利用傳播特制病毒、惡意代碼等方式，滲透到與網絡連接的工業(yè)系統、基礎設施和武器平臺等實體的控制系統，進而對物理設備進行破壞?！罢鹁W”病毒攻擊和“火焰”病毒攻擊是專門針對工業(yè)控制系統的新型網絡空間進攻方式，其攻擊機理如下。

（1）“震網”病毒攻擊

“震網”病毒主要利用Windows系統漏洞通過移動存儲介質和局域網進行傳播，攻擊以西門子公司控制系統（SIMATICWinCC／Step7）的數據采集與監(jiān)視控制系統。其攻擊過程和機理是：“震網”病毒蠕蟲首先侵入位于互聯網中的主機，然后感染U盤，利用微軟的快捷方式文件解析漏洞（MS10-046），傳播到工業(yè)專用內部網絡；接下來在內網中，通過RPC遠程代碼執(zhí)行漏洞（MS08-067）、打印機后臺程序服務中的遠程代碼執(zhí)行漏洞（MS10-061）、計劃任務服務權限提升漏洞（MS10-092）、Windows內核模式驅動程序權限提升漏洞（MS10-73）等，實現內網主機之間的傳播，最后抵達安裝有WinCC系統的主機，修改其可編程邏輯控制器（PLC），劫持控制邏輯發(fā)送控制指令，造成工業(yè)控制系統控制混亂，最終造成業(yè)務系統異常、核心數據泄露、停產停工等重大事故［8，9］，如圖7所示。

（2）“火焰”病毒攻擊

“火焰”病毒的主體為一個名為 MSSECMGR.OCX的 DLL動態(tài)鏈接庫，通過命令行“rund1132.exe DDE num Callback”來實現病毒的加載。其攻擊過程和機理是：系統在啟動時加載執(zhí)行mssecmgr.ocx，mssecmgr.ocx從其資源中提取火焰病毒各程序模塊，通過解密、注入等方式將各模塊注入 winlogon.exe，servicer.exe、explorer.exe和 iexplorer.exe等系統進程，Soapr32.ocx遍覽 Program

圖7 “震網”病毒攻擊過程和機理示意圖

Files下的所有目錄，輕松獲取感染計算機中所有安裝軟件的信息。之后，Soapr32.ocx模塊在temp目錄下釋放臨時文件，抓取并存儲感染計算機的相關軟硬件系統信息，包括鍵盤、屏幕、USB存儲服務、Wi-Fi、藍牙、麥克風等信息，并將獲取的信息隱蔽傳回［10］、［11］?；鹧娌《締舆^程如圖8所示。

圖8 火焰病毒啟動過程示意圖

4 破網毀體機理

信息化條件下，網絡空間已經成為作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系的重要支撐部分，攸關作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系的穩(wěn)定運行。破網毀體主要是通過斷鏈、破網、毀體三個不斷升級的過程，破壞敵方網絡空間的運行秩序與信息安全，進而癱瘓其作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系。其實質是網絡作戰(zhàn)各種作戰(zhàn)效應作用于網絡空間后向外擴散的過程，也是網絡空間作戰(zhàn)制勝機理作用于聯合作戰(zhàn)的過程。就當前而言，網絡空間攻擊應以“破網癱網”為目標，核心是降低敵方信息網絡的效能。遠期，可以“控網”為目標，奪取敵方信息網絡的控制權，讓敵方信息網絡為我所用。

4.1 斷鏈

信息鏈路是網絡空間傳輸特定信息的通道，是維系聯合作戰(zhàn)體系運行的“信息命脈”。斷敵信息鏈路既是網絡空間作戰(zhàn)的重要方式，也是破擊體系的有效途徑，其核心是破壞敵關鍵信息流程，使敵感知失聰、指揮失靈、時空失準、武器失控、保障失供，形不成體系作戰(zhàn)能力。斷偵察感知鏈，就是干擾破壞敵偵察監(jiān)視和預警探測等戰(zhàn)場感知系統，亂敵情報信息流程，切斷情報獲取、傳輸、處理、分發(fā)與共享的信息鏈路，使敵從源頭上看不見、看不清、看不遠。斷指揮決策鏈，就是干擾破壞敵指揮所信息系統，亂敵指令信息流程，切斷決策、計劃、組織、協調的信息鏈路，使敵在指揮上判不明、決不準、聯不通。斷武器控制鏈，就是干擾破壞嵌入武器平臺和彈藥的信息系統，亂敵武器控制信息流程，切斷“從傳感器到射手”的信息鏈路，使敵武器系統效能降低甚至失控。斷導航定位鏈，就是干擾破壞敵衛(wèi)星定位和導航系統，亂敵時空基準，切斷獲取空間位置和時間頻率的信息鏈路，使敵在戰(zhàn)場時空上喪失精確性和一致性。斷綜合保障鏈，就是干擾破壞敵后勤、裝備等保障信息系統，亂敵保障信息流程，切斷敵供、儲、運、修的信息鏈路，使敵消耗補給難以及時準確到位。

4.2 破網

“網”是網絡空間最直觀的外在表現形式，網絡空間作戰(zhàn)很大程度上就是破擊、控制敵方軍事信息網和戰(zhàn)爭潛力網，這也是癱瘓敵作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭體系的重要途徑。破軍事信息網，重點是對敵信息網絡關鍵節(jié)點實施癱毀進攻。盡管軍事信息網絡具有較強的魯棒性，相對各種鏈路而言具有更強的抗毀能力，但依據梅特卡夫定律，網絡效能與節(jié)點數量的平方成正比，破壞的節(jié)點數越多，網絡受損程度越大。比如，通過進攻敵偵察預警系統的雷達管報站、指控系統的通信樞紐站、數據鏈系統的組網中心等，可破壞敵作戰(zhàn)體系整體結構，達成“毀一點、癱一片”的效果。破戰(zhàn)爭潛力信息網，重點是對敵公共信息網、基礎設施與關鍵業(yè)務信息網、工業(yè)控制網等實施進攻滲透。隨著網絡社會的逐步形成，國家安全、經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定對網絡的依賴性越來越強，通過進攻敵電信網、國際互聯網、廣播電視網和銀行、證券、電力、鐵道、民航等信息網絡，可有效擾亂經濟秩序、破壞社會穩(wěn)定、瓦解民心士氣，從根本上動搖其戰(zhàn)爭意志，削弱其戰(zhàn)爭能力。

4.3 毀體

毀體，就是針對敵方作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系嚴重依賴網絡空間的弱點，打擊其網絡化信息系統，破壞其網絡空間的運行秩序與信息安全，進而癱瘓敵方作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系。主要表現在通過“斷鏈”、“破網”，盲敵預警、斷敵通聯、亂敵指控、擾敵精打、降敵綜保，使敵看不清、聯不通、控不住、打不準、保不上，導致敵方作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)爭支撐體系的效能下降直至崩潰。

5 結 語

需要指出的是，態(tài)勢感知、控流入網、綜合施效、破網毀體是前后銜節(jié)、相互影響、共同作用的，是網絡空間進攻作戰(zhàn)的主要過程與方式。態(tài)勢感知是網絡空間進攻的邏輯起點，只有知道敵方網絡空間地理位置在哪兒、物理構成如何、系統脆弱點是什么等，才能有效組織對敵方網絡空間的進攻行動；控流入網是網絡空間進攻的關鍵所在，只有控制電磁能量流、電子信號流、數據信息流進入敵方網絡空間，網絡空間進攻才有實施的可能，若無法進入敵方網絡空間，網絡空間進攻就無從談起；綜合施效是網絡空間進攻的作用方式，施效的成功與否，主要取決于能否在敵方發(fā)現我網絡空間進攻跡象、采取有效防御措施之前，最大程度發(fā)揮各種網絡空間進攻手段的破壞作用；破網毀體是網絡空間進攻的追求結果，只有達到預期的斷鏈、破網、控網目的，才算實現了網絡空間進攻的作戰(zhàn)目標。

［1］趙捷，趙寶獻，王世忠.關于賽博空間與賽博空間作戰(zhàn)問題的思考［J］.中國電子科學研究院學報，2011，6（3）：235-239.

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王世忠（1969—），男，河北省柏鄉(xiāng)縣人，軍事學碩士，主要研究方向為軍隊指揮、信息化作戰(zhàn)、信息系統發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃設計；

E-mail：wshizhong＠163.com

孫娉娉（1977—），女，江蘇省南京人，碩士，主要研究方向為軍事情報發(fā)展戰(zhàn)略研究。

The Pilot Study on Cyber Space Attack M echanism

WANG Shi-zhong，SUN Ping-ping
（China Academy of Electronics and Information Technology，Beijing 100041，China）

Themain contents of cyber space attack mechanism include situation awareness，traffic control，comprehensive act，and network destruction.Situation awarenessmeans gaining cyber space deployment and activity information on four layers，which are physical infrastructure layer，electromagnetic signal layer，data information layer and psychological awareness layer.The main task of traffic control is preventing the disclosure of electromagnetic energy，electronic signal，and data information.Comprehensive act aims at acquiring the control power of cyber space by comprehensively utilizing of four lethal methods，which are electromagnetic signal control，data information vulnerability exploitation，cognitive emotion guidance，and physical infrastructure destruction.Network destruction includes three progressive actions，which are cutting connection，breaking network and destroying entity，with the aim of paralyzing the enemy's battle system and warfare support system.

cyber space；cyber space attack；battlemechanism

TN97

：A

：1673-5692（2015）01-054-07

10.3969／j.issn.1673-5692.2015.01.009

2015-01-07

2015-01-21

網絡電磁空間作戰(zhàn)指揮控制及態(tài)勢感知機理研究（9140A06010611DZ3802）