透視美國國防部云戰(zhàn)略

何冰梅

當前，數(shù)字化浪潮席卷全球，在軍事領域，推動著戰(zhàn)爭形態(tài)向現(xiàn)代戰(zhàn)爭轉型。傳統(tǒng)的海陸空戰(zhàn)爭模式，已經無法應對來自海陸空天網(wǎng)領域的多維打擊。為此，各國發(fā)力發(fā)展網(wǎng)絡戰(zhàn)能力，提升數(shù)字化攻防力量。其中，云計算作為國防基礎設施的一部分，受到各國高度重視。

2018年12月，美國國防部（DoD）發(fā)布了云戰(zhàn)略，提出現(xiàn)代戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場既存在于現(xiàn)實世界，也存在于數(shù)字世界，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的即時處理能力是確保任務成功的關鍵。云是全球基礎設施的一個基本組成部分，它將為戰(zhàn)斗人員提供數(shù)據(jù)，對軍隊保持技術優(yōu)勢至關重要。美國防部將云戰(zhàn)略的執(zhí)行作為其優(yōu)先事項，本文對此進行分析，供大家參考。

一、出臺背景：美國防系統(tǒng)物理信息基礎設施存在幾大問題

本戰(zhàn)略概要性地分析了美軍當前的信息化基礎設施，認為信息對美國的國家安全至關重要，直接影響其應對潛在威脅、在全球投射力量、展開行動、支撐美國在全球外交和經濟活力的能力，美國國防部（DoD）擁有多個分布全球的信息系統(tǒng)，但是有的建立在現(xiàn)代化信息基礎設施之上，有的則建立在傳統(tǒng)基礎設施上，甚至是“煙囪式”與整體脫節(jié)的，導致了一系列問題，影響作戰(zhàn)人員、決策人員和國防部工作人員組織、分析并最終利用關鍵信息作出及時的數(shù)據(jù)驅動的決策能力。但如今，人力、物力、技能的需求增加，不斷上漲的采購經費，不斷增加的存儲和計算能力要求以及承包過程的艱難，都令美國防部承壓。

總的來說，美國防系統(tǒng)物理信息技術設施存在幾大問題

1.信息技術的效率和安全性不足

如多數(shù)國家一樣，美國國防部的物理信息技術基礎設施也是基于“最大使用”理念采購的。換言之，硬件應當支持最大預期需求，不論此情況發(fā)生的頻率有多低。這導致采購的大多數(shù)物理信息基礎設施在多數(shù)時間處于空閑狀態(tài)，除了成本問題，還導致了一系列問題。如，美國國防部可能承擔不必要的安全風險，并為此分流本可以應用于支持作戰(zhàn)和其他任務的工作人員和其他資源。而由于過于嚴格的政策和采購程序，使國防部難以確保硬件和軟件及時更新。國防部過去一直在應對信息基礎設施的網(wǎng)絡安全威脅方面受到挑戰(zhàn)。

而商業(yè)云基礎設施的工作方式不同，它可以動態(tài)伸縮以滿足不同規(guī)模的資源需求，并且只支付實際使用的費用。

2.不同的云服務相互脫節(jié)

在現(xiàn)有的云環(huán)境中，美國國防部在云計算、采用和遷移方面沒有明確的指導意見，無法形成統(tǒng)一計劃，為現(xiàn)代信息技術的應用帶來困難，也無法獲益于商業(yè)云服務效率和能力，難以跟上持續(xù)更新的技術發(fā)展速度。缺乏指導，使得部門工作效率低下，并妨礙了部門的信息化工作，進而導致了一些“煙囪式”團隊和功能，而各“煙囪”里的數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)規(guī)模經濟優(yōu)勢。

3.無法滿足云適應性要求

美國防部已經建立了一些云，但沒有被設計成聯(lián)合使用。云戰(zhàn)略提出，美國國防部必須有一個云戰(zhàn)略，以確保傳統(tǒng)應用程序在遷移到云上之前對其進行重新架構，以發(fā)揮云提供的數(shù)據(jù)、安全性、彈性和應用程序優(yōu)勢。

通常來說，未能“云就緒”的系統(tǒng)很可能會使用過多的云基礎設施資源，效率也不會提高，而且肯定會增加實施成本。這就是為什么系統(tǒng)的合理化設計是至關重要的，但如果沒有適當?shù)闹笇?，許多機構可能無法正確地完成它。

目前，美國防部還沒有關于如何使系統(tǒng)合理化設計的全局性指導，也沒有關于評估系統(tǒng)“云就緒”情況的總體指導?，F(xiàn)在，美國國防部仍然在不斷建設獨立云平臺，這不利于構建整體的技術能力和人才團隊。

4.需為人工智能的發(fā)展做好準備

美國防部正在著手建立一個聯(lián)合人工智能中心（JAIC），它將需要一個全局性基礎設施能力。它將提供公共數(shù)據(jù)和基礎設施平臺，更好地滿足作戰(zhàn)人員的需求。美國防云戰(zhàn)略也是國防部更大的網(wǎng)絡戰(zhàn)略的一部分，最終實現(xiàn)國防部的軍事優(yōu)勢。

網(wǎng)絡空間領域的競爭日益激烈，為了保持美國的戰(zhàn)略優(yōu)勢，就必須為作戰(zhàn)人員和部隊提供跟得上發(fā)展的能力和技術。當前，信息技術在商業(yè)界已經取得了巨大進展。商業(yè)云計算是一種基于訂購的服務，提供基于網(wǎng)絡的存儲和計算資源。它允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)存儲和訪問數(shù)據(jù)和程序，而不是在本地計算機硬盤上。它還允許用戶隨時隨地訪問信息，用戶與數(shù)據(jù)不必再捆綁于固定硬件和物理位置之上。本戰(zhàn)略充分認識到，國防部必須充分利用這項技術。

二、戰(zhàn)略目標：適應數(shù)據(jù)環(huán)境 滿足發(fā)展需求

美國國防部是美國武裝部隊的最高領導機關，是總統(tǒng)領導與指揮全軍的辦事機構，又是向各聯(lián)合司令部發(fā)布總統(tǒng)和國防部長命令的軍事指揮機關。美國國防部非常依賴于其為軍事行動、情報收集和相關活動提供處理和傳播信息的能力。為確保這一點，本戰(zhàn)略提出，國防部需要一個可擴展的、安全的云環(huán)境，該環(huán)境能夠覆蓋本土乃至全球戰(zhàn)術前沿，具備快速訪問計算和存儲能力的能力，并以快速應對作戰(zhàn)挑戰(zhàn)。在實現(xiàn)路徑上，美國國防部將采用利用多個云提供商的方法，這些云提供商可以提供通用的、適合于通用云的服務。多供應商和多云環(huán)境的互操作性將由一個總體的全局性云策略控制。

本戰(zhàn)略提出了七大戰(zhàn)略目標：

一是適應快速發(fā)展的數(shù)據(jù)環(huán)境。全球數(shù)據(jù)正以指數(shù)級增長，這將成為未來必然趨勢。但是任何機構同步擴展自身的設備環(huán)境以滿足隨時隨地獲取和處理未來數(shù)據(jù)的能力，都幾乎沒有可能。未來戰(zhàn)爭要在戰(zhàn)場上實現(xiàn)實質性的決策優(yōu)勢，更需要能夠以機器的速度訪問、檢索、操作、合并、分析和可視化數(shù)據(jù)。國防部依靠關鍵情報來做出關乎國家安全的決策。情報信息的數(shù)量和質量已成為眾多沖突的引爆點。隨著原始信息產量的增加，組織、分析和分發(fā)這些信息以做出關鍵決策的難度也隨之增加。國防部必須繼續(xù)保持其在全球的戰(zhàn)略優(yōu)勢。在當今世界，如果不為利用其自身數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)的能力打下必要的關鍵基礎，就不可能做到這一點。為了適應不斷增長的數(shù)據(jù)環(huán)境，該戰(zhàn)略提出國防部需要一個可擴展的、安全的云環(huán)境，這一云環(huán)境要能夠覆蓋從本土到全球戰(zhàn)術前沿，并能夠快速訪問計算和存儲能力，以應對作戰(zhàn)挑戰(zhàn)，實現(xiàn)在數(shù)字時代組織、分析、安全、擴展并最終利用關鍵信息和戰(zhàn)斗的云計算能力。這些能力必須是無處不在的，并且對所有部門的決策者、作戰(zhàn)人員和工作人員都可用。

二是實現(xiàn)彈性部署的能力。通過實現(xiàn)可伸縮的解決方案，充分利用商業(yè)云架構的動態(tài)彈性，任務執(zhí)行和網(wǎng)絡操作就能獲得顯著的效率。云戰(zhàn)略提出，國防云基礎設施將允許資源的按需配置和按需取消配置，實現(xiàn)最優(yōu)資產利用率。與持續(xù)使用的傳統(tǒng)IT基礎設施相比，云環(huán)境也優(yōu)化了政府的預算編制、計費和支付等方面的實踐，可以為所有任務提供詳細的資源使用報告。此外，按使用付費的云付費模式將提供跨IT組合優(yōu)化成本的靈活性。

三是積極應對網(wǎng)絡挑戰(zhàn)。云戰(zhàn)略提出，國防部必須創(chuàng)建一個標準的基于云的網(wǎng)絡架構，以滿足全部的云計算需求，并確保在安全和技術方面保持“常青”。國防部將建立一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡安全架構，解決云計算和機密和非機密任務和數(shù)據(jù)的需求，并對此進行獨立、頻繁地進行測試和評估，以確保網(wǎng)絡安全屬性對發(fā)展中威脅保持有效。國防部必須將現(xiàn)代安全機制嵌入平臺中，以確保這些大量數(shù)據(jù)的安全性并保護信息。這需要將安全的重點從網(wǎng)絡的邊緣轉移到主動控制數(shù)據(jù)本身的使用。除了內置在云服務中的現(xiàn)代加密算法和密鑰管理之外，適當?shù)臄?shù)據(jù)標簽將允許對其進行必要的跟蹤和保護。美國國防部將制定一項數(shù)據(jù)管理戰(zhàn)略，提供有關數(shù)據(jù)的重點討論。云戰(zhàn)略還提出，除了國防部的數(shù)據(jù)安全，每個云服務提供商都將是應對網(wǎng)絡挑戰(zhàn)和保護云安全不可或缺的。

雖然商業(yè)云已經擁有很多經驗和優(yōu)勢，但是向商業(yè)云環(huán)境的過渡也帶來了新的安全挑戰(zhàn)。國防部CIO負責定義云環(huán)境中的安全指南。在云環(huán)境中執(zhí)行安全性的風險和責任由云服務提供者和系統(tǒng)所有者共同承擔。國防部CIO將確定國防部和商業(yè)供應商之間共享網(wǎng)絡安全責任模型的指揮和控制要求，以確保對商業(yè)云中的國防部信息執(zhí)行責任的標準執(zhí)行。保護云環(huán)境的具體要求將使傳統(tǒng)的技術人員感到緊張，并要求部門目前專業(yè)知識有限的專業(yè)技能。

從歷史上看，信息安全防御主要集中在邊緣防御。但這個模式對于一個商業(yè)云環(huán)境是具有挑戰(zhàn)性的。國防數(shù)據(jù)被遠程訪問，并在不同數(shù)據(jù)位置（如軍事設施的內部數(shù)據(jù)中心）之間共享。因此，云戰(zhàn)略要求國防部將把安全重點從外圍防御轉移到保護數(shù)據(jù)和服務。這些將首先通過對人和機器的強身份驗證，以及傳輸過程中的安全加密機制來實現(xiàn)。為了方便遠程訪問，國防部的云環(huán)境將提供內置加密技術，使各組織能夠在缺省情況下加密通信。

四是為人工智能和數(shù)據(jù)透明做準備。云戰(zhàn)略要求，國防部必須使決策者能夠使用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析技術，如Al和機器學習（ML），以保證確保在戰(zhàn)術環(huán)境中實現(xiàn)時間關鍵型的高效率致命打擊。過去的數(shù)據(jù)存儲在大量互不相干、互不連接的煙囪式環(huán)境里，降低了部門的效率和節(jié)奏。為了最大限度地發(fā)揮云計算技術的效用，必須正確管理數(shù)據(jù)，存儲在國防部云中的數(shù)據(jù)將具有高可用性、治理良好和高安全性，數(shù)據(jù)將成為ML和AI等先進技術的燃料。這些關鍵的決策數(shù)據(jù)將通過現(xiàn)代云網(wǎng)絡、訪問控制和跨域解決方案提供給需要訪問的用戶。公共數(shù)據(jù)標準將是該部標記、存儲、訪問和處理信息方法的關鍵部分。確保企業(yè)云環(huán)境將提高數(shù)據(jù)的透明度，并提高數(shù)據(jù)分析、處理和決策的速度。利用商業(yè)云安全技術的進步將確保部門的信息在適當?shù)募墑e受到保護。

五是為前方戰(zhàn)士提供戰(zhàn)術支援。云戰(zhàn)略要求，美國防云環(huán)境將為各種環(huán)境下的任務執(zhí)行提供服務，包括從戰(zhàn)術前沿到后方的軍事行動。應采用計算解決方案使作戰(zhàn)人員能夠在他們自己的環(huán)境中工作，做出數(shù)據(jù)驅動的決策，同時增強國防部與盟國共享數(shù)據(jù)的能力，并作為一支聯(lián)軍進行作戰(zhàn)。

當前，無連接操作方面業(yè)界已經取得了巨大進步。國防部的通用云和專有云將從中獲取經驗，使得無論何時何地，無論環(huán)境如何，都能為作戰(zhàn)人員提供最新的技術。作戰(zhàn)人員在戰(zhàn)術前沿使用的云設備，將由此更加強大和更具適應性，一旦通信充足或重新建立，就可以自動同步到云端。當前，雖然某些國防部的程序不能立即遷移到云上，但其中一些系統(tǒng)可能最終會連接到云上，而另一些則可能通過單獨的非云解決方案來解決?？偟膩碚f，這種信息的自動同步將確保作戰(zhàn)人員保留數(shù)據(jù)，將其反饋給模型，并使用最新的算法作戰(zhàn)。

六是充分利用云彈性。企業(yè)級云允許在危機和操作中斷時進行連續(xù)操作和有效的故障遷移。云計算具有分布式、可伸縮和冗余的特性，正是克服這些挑戰(zhàn)并確保全面執(zhí)行任務的關鍵組件，它將在基礎設施受到破壞、運營中斷和出現(xiàn)重大網(wǎng)絡事件后的恢復中提供故障轉移支持。云計算的分布式、冗余特性還能夠解決國防部數(shù)字服務的連續(xù)性的需求。云架構可以在檢測到主數(shù)據(jù)中心故障后立即轉移，對于大片地理區(qū)域早到破壞的情況，這將至關重要。

七是推動國防部的IT改革。云計算將推動美國防部對其龐大的數(shù)據(jù)中心資產進行整合，促進該部門資產進一步合理化。高效率的部署和更廣泛的安全服務等等，將推動美國國防部綜合防御網(wǎng)絡能力的提升。

三、指導原則：貼近實戰(zhàn)要求 吸納技術優(yōu)勢

為了實現(xiàn)上述目標，云戰(zhàn)略制定了一套指導原則，為國防云的未來決策提供依據(jù)——戰(zhàn)士優(yōu)先原則、云智能-數(shù)據(jù)智能原則、利用商業(yè)行業(yè)最佳實踐以及創(chuàng)建更適合現(xiàn)代技術發(fā)展的文化原則，這套原則將為日后有關國防云計算的決策提供指引：

1.戰(zhàn)士優(yōu)先原則

這項原則要求，向國防云服務過渡的整個過程中，需要不斷測試云解決方案的構建方式，不能將士兵及其任務置于風險之中。這將要求該部門嚴格組建“紅隊”，對云環(huán)境進行獨立評估，并利用戰(zhàn)術分布式計算來挑戰(zhàn)自己，確保云能夠滿足提高軍事殺傷力的需要。通過與“紅隊”一起不斷挑戰(zhàn)自身的致命性，國防部可以確保云的位置能夠支持全球環(huán)境的挑戰(zhàn)。

2.云智能、數(shù)據(jù)智能原則

該原則要求必須推行“云智能、數(shù)據(jù)智能方法”。該方法包括：

云智能：采用云解決方案的一種云策略，可以簡化轉換，并為多個云和任務提供新能力。

數(shù)據(jù)智能：由企業(yè)級基礎設施、應用程序標準和數(shù)據(jù)標記支持的數(shù)據(jù)透明和可見性。

美國國防部正在尋求利用人工智能和機器學習實現(xiàn)戰(zhàn)場決策。為此，云戰(zhàn)略要求在設計系統(tǒng)/應用程序時就考慮到云，以未來的應用并易于跨部門集成，并開發(fā)在云中執(zhí)行操作的相關通用數(shù)據(jù)和應用程序標準，如數(shù)據(jù)標準化/標記、傳輸協(xié)議和接口等，使得國防部逐漸遠離定制模式。有了這些標準，再加上云計算提供的計算能力，將推動美國防系統(tǒng)高效運作，并推動人工智能和機器學習等前沿應用技術的實戰(zhàn)。

3.利用商業(yè)界的優(yōu)秀案例原則

除了云智能、數(shù)智能，云戰(zhàn)略還強調應充分發(fā)掘利用商業(yè)界最佳實踐。這包括盡可能利用商業(yè)技術、能力和創(chuàng)新；確保最大化競爭，使國防部得到最好的技術和價值；利用行業(yè)開放標準和最佳實踐，避免被技術鎖定，保證未來發(fā)展的靈活性；獨立評估交付的服務，以確保數(shù)據(jù)安全。

云戰(zhàn)略強調，應利用商業(yè)云計算和云存儲中可用的關鍵基礎技術，在可能的情況下實現(xiàn)創(chuàng)新，同時規(guī)避“技術債”和安全風險。

國防部給自己的定位是：在當今的云計算能力市場中獲得最大的價值，以支持作戰(zhàn)和業(yè)務需求，并隨著行業(yè)的發(fā)展提高能力。國防部必須利用美國私營企業(yè)所取得的進步。所有這些都將被納入商業(yè)定價機制，如果國防部能夠采用這種面向云計算的商業(yè)思維，它就能夠將商業(yè)行業(yè)的經驗教訓融入到未來決策中。

4.營造更適合現(xiàn)代技術演進的文化原則

最后，通過這一戰(zhàn)略，國防部尋求創(chuàng)造一種更適合現(xiàn)代技術演進的文化，這種文化將營造一個持續(xù)創(chuàng)新的環(huán)境；采用全局性解決方案，避免定制模式；營造可持續(xù)的文化和員工隊伍，可以有效地使用云服務；營造能夠向云合作伙伴持續(xù)學習的文化。

迭代創(chuàng)新對于以演進方式不斷適應現(xiàn)代技術至關重要。為了實現(xiàn)這一目標，該戰(zhàn)略提出，將迅速采用先進的現(xiàn)代技術，并對新系統(tǒng)進行更快速的原型設計。如在云環(huán)境中實現(xiàn)DevSecOps，以便安全地開發(fā)和測試用于云中的軟件，以及使用商業(yè)云使中小型公司能夠更有效保護受控非機密信息（CUI）。為了實現(xiàn)這一創(chuàng)新，創(chuàng)造一種更適合適應性和現(xiàn)代技術的文化，國防部工作人員必須改變其文化，培養(yǎng)一批專業(yè)技術骨干，并提高整個部門的技術熟練程度。

在實現(xiàn)路徑方面，美國防部正在努力開發(fā)一個由通用云和多用途云組成的全局性云環(huán)境。但對于不適合云的應用程序，仍然需要非云的數(shù)據(jù)中心功能。隨著時間的推移，采用持久的全局性云策略不斷部署，非云環(huán)境將逐漸減少。本戰(zhàn)略考慮了兩種基本類型的工作。第一個是基礎活動，這些活動是建立云平臺所必需的，用于云部署的應用程序、數(shù)據(jù)或基礎設施。第二組工作是遷移現(xiàn)有應用程序或在云平臺上構建新應用程序的持續(xù)工作。

四、啟示：數(shù)據(jù)決勝 面向未來

在21世紀的戰(zhàn)場，信息數(shù)據(jù)已成為新的戰(zhàn)略制高點，數(shù)據(jù)的快速傳遞、處理、分析、利用對于數(shù)據(jù)驅動的決策甚至戰(zhàn)術前沿應用都發(fā)揮著至關重要的作用，未來人工智能也對數(shù)據(jù)提出了更高要求，數(shù)據(jù)能力的不對稱性將成為致命死穴。美國防部此次發(fā)布的云戰(zhàn)略，體現(xiàn)其指導思想的幾個特點：首先，美國在國防軍事技術領域處于全球領先地位，近年來在全球軍事行動不斷，軍事科技水平在實用中更是得到快速發(fā)展提升，國防云的建設作為新一代信息基礎設施，將全面提升現(xiàn)有國防信息基礎設施的能力，擴大規(guī)模優(yōu)勢，成為美國未來國防力量發(fā)展的堅實基礎和倍增器。其次，國防云建設的指導思想也是為了配合美軍更大的網(wǎng)絡戰(zhàn)略，圍繞占據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)勢，強調隨時隨地、在全球范圍數(shù)據(jù)收集、存儲、處理并做出數(shù)據(jù)驅動決策的能力，要求為未來機器學習和人工智能的數(shù)據(jù)需求做出準備，體現(xiàn)了美國防部面向未來戰(zhàn)爭發(fā)展數(shù)據(jù)能力的前瞻，機器學習和人工智能將在未來戰(zhàn)爭中充當及其重要的角色，這是國防科技發(fā)展中不容忽視的重要轉型趨勢。另外，該戰(zhàn)略也要求充分利用商業(yè)界和私營企業(yè)的技術優(yōu)勢，以及和同盟加強數(shù)據(jù)合作與共享，并將采用多個云提供商的方法，在確保網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全的基礎上，此舉更有益于對于做出數(shù)據(jù)驅動的決策的需求并保證充分發(fā)揮云計算的優(yōu)勢，這也對數(shù)據(jù)治理、安全防護、規(guī)則建立等方面提出了更高的要求。

如美國國防部自我認識的一樣，很多國家的國防系統(tǒng)都存在信息基礎設施無法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場需求的問題，分散的、煙囪式系統(tǒng)，阻礙了數(shù)據(jù)的充分流動和發(fā)揮應有作用，流經這些歷史遺留下來的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，正在以指數(shù)速度增長，矛盾和問題不斷積累，影響了作戰(zhàn)人員、決策者和國防機構利用關鍵信息作出及時的決策的能力，并已成為影響未來發(fā)展的“技術債”。美國國防部出臺的這份云戰(zhàn)略明確指出了當前存在的問題，提出了解決問題的原則和路徑，其隨后將依照此戰(zhàn)略，進一步開發(fā)用于管理其數(shù)據(jù)、基礎設施和應用程序環(huán)境的詳細策略。這份戰(zhàn)略還著眼未來AI和ML發(fā)展，提出靈活性和向商業(yè)最佳實踐學習等策略。作為全球軍事大國的美國，在軍事數(shù)字化轉型的關鍵時期這份戰(zhàn)略，這些我們值得關注和思考。