美軍部隊(duì)網(wǎng)信息保障及啟示

摘要：美軍部隊(duì)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略指出，到2020年就可實(shí)現(xiàn)完全的網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)，保證其在惡劣環(huán)境下聯(lián)合作戰(zhàn)指揮決策能力。本文闡述了美海軍部隊(duì)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)要分析了其信息保障中利用HAIPE加密設(shè)備實(shí)現(xiàn)端對(duì)端加密的機(jī)制;在此基礎(chǔ)上對(duì)我海上作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些思考，旨在為提升其信息的可用性、可靠性、保密性和可信賴性能力設(shè)計(jì)提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：部隊(duì)網(wǎng);信息保障;端對(duì)端加密;啟示

中圖分類號(hào)：E712? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1007-9416（2020）04-0000-00

1 引言

美國(guó)海軍于二十年前就已經(jīng)提出了“部隊(duì)網(wǎng)”（FORCENet）的概念，其發(fā)展目標(biāo)是在2015至2020年實(shí)現(xiàn)完全的網(wǎng)絡(luò)化。按照這個(gè)規(guī)劃，到今年即可保證美國(guó)海軍在惡劣環(huán)境下的聯(lián)合作戰(zhàn)指揮決策能力。部隊(duì)網(wǎng)是美國(guó)海軍實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)和全球信息柵格（GIG）關(guān)鍵，不僅對(duì)美軍實(shí)現(xiàn)“21世紀(jì)海上力量”（Ses Power 21）的全球作戰(zhàn)概念至關(guān)重要，也是“海上打擊”、“海上盾牌”和“海上基地”緊密結(jié)合的粘合劑，代表著美國(guó)海軍未來(lái)電子信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[1]。分析研究美軍“部隊(duì)網(wǎng)”的設(shè)計(jì)和發(fā)展理念可能會(huì)對(duì)我海軍現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展具有一定借鑒意義。

2 部隊(duì)網(wǎng)技術(shù)體系

技術(shù)體系結(jié)構(gòu)是指導(dǎo)系統(tǒng)部件的配置、相互作用和相互依賴的規(guī)則，是保證系統(tǒng)一致性、滿足規(guī)定需求的管理手段和機(jī)制，包括系統(tǒng)部件、組件及其互聯(lián)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也包含了技術(shù)細(xì)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的預(yù)測(cè)，目的就是為了定義一組支配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)作的規(guī)則。

部隊(duì)網(wǎng)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)中定義了通信層和協(xié)同層，這兩個(gè)層次共同確定了信息保障的技術(shù)特征[1]。通信層提供信息傳送的基本功能，確保信息的可用性和可靠性，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)信息傳輸作出響應(yīng);與該層次相關(guān)的重點(diǎn)問(wèn)題是定義部隊(duì)網(wǎng)的可靠性、可用性和強(qiáng)韌性標(biāo)準(zhǔn)，并且需要開(kāi)發(fā)一類基準(zhǔn)程度，用于對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的性能和軟件強(qiáng)韌性進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。協(xié)同層提供信息共享，同時(shí)必須確保信息源的互操作性，并提供該信息的密級(jí)和它的來(lái)源或可信度;與該層次相關(guān)的重點(diǎn)問(wèn)題是定義安全和可信性標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的基準(zhǔn)程序用于評(píng)估各組件和由各組件構(gòu)成的端到端系統(tǒng)的安全性和可信性。

3 端對(duì)端安全保密

作戰(zhàn)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)加密才能進(jìn)入部隊(duì)網(wǎng)，并且必須始終處于保密狀態(tài)，否則整個(gè)部隊(duì)網(wǎng)就不能解決信息保障問(wèn)題，進(jìn)而全局系統(tǒng)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部網(wǎng)絡(luò)中心潛能。美軍的系統(tǒng)使用了高保證因特網(wǎng)加密協(xié)議（HAIPE）設(shè)備，這是在國(guó)家安全局領(lǐng)導(dǎo)下研制的為部隊(duì)網(wǎng)提供端對(duì)端信息保障的系列設(shè)備，目的是為解決其之前部署的多級(jí)安全中常用的密碼網(wǎng)關(guān)體制協(xié)議轉(zhuǎn)換復(fù)雜、保密性能差、裝備和投入與維護(hù)負(fù)擔(dān)重、互連水平低等缺點(diǎn)。

黑核（black core）組網(wǎng)模式可使異構(gòu)的用戶網(wǎng)絡(luò)共享公共的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鶕?jù)其承載的數(shù)據(jù)流是否加密分為紅網(wǎng)（即明文網(wǎng)）和黑網(wǎng)（即密文網(wǎng)）。美軍通過(guò)設(shè)計(jì)研制HAIPE技術(shù)構(gòu)建“黑核”網(wǎng)絡(luò)的方式，實(shí)現(xiàn)端到端的保密。紅網(wǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)HAIPE門衛(wèi)方式加密后進(jìn)入黑網(wǎng)，即HAIPE定義了紅網(wǎng)和黑網(wǎng)的邊界，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的任何子網(wǎng)都可根據(jù)自己與HAIPE的位置關(guān)系明確其紅黑特性。黑核模式借助HAIPE技術(shù)完全隔離了紅黑網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)分離的黑網(wǎng)也隨網(wǎng)絡(luò)的部署慢慢融合成單一的“黑核”。結(jié)果，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭t會(huì)由一個(gè)巨大的黑核和圍繞黑核的若干受HAIPE保護(hù)的紅網(wǎng)組成[2]。

利用HAIPE加密設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部隊(duì)網(wǎng)不同密級(jí)信息進(jìn)行高保障性分隔。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)中，則可以在一條通用物理網(wǎng)絡(luò)上提供不同密級(jí)通信的安全分隔。由于這種加密手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分隔，因此，商用網(wǎng)絡(luò)（包括商用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)）就可以用于傳送各種密級(jí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了部隊(duì)網(wǎng)高保障多級(jí)安全（MLS）。

4 部隊(duì)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展及啟示

4.1 部隊(duì)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展

美國(guó)海軍作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為一個(gè)統(tǒng)一的完全集成的海軍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。隨著近年來(lái)技術(shù)的發(fā)展和不斷更新，分散的網(wǎng)絡(luò)會(huì)更進(jìn)一步融合，服務(wù)也將更深入共享，最終則會(huì)形成一個(gè)完全集成的海軍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（NNE）[3]。美國(guó)海軍按照2012年8月的部隊(duì)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中通信與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的升級(jí)路線圖，設(shè)計(jì)了新型數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的直升機(jī)已具備同時(shí)完成多項(xiàng)任務(wù)的能力，包括支持反潛作戰(zhàn)和其他任務(wù)，大幅提升空中戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力。在2012年的部隊(duì)網(wǎng)通信技術(shù)改造方面，他們的海上激光通信技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在2艘艦船之間實(shí)時(shí)傳輸700Mbps數(shù)據(jù)的能力，是六年前傳輸速率的2倍多，該技術(shù)已經(jīng)具備了在艦艇上應(yīng)用的基礎(chǔ)。他們的海上4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也展開(kāi)了預(yù)先研究，并且已經(jīng)選擇Oceus網(wǎng)絡(luò)公司的Xiphos移動(dòng)通信組網(wǎng)解決方案用于展開(kāi)試點(diǎn)[4]。

這些新目標(biāo)提出和新技術(shù)的研發(fā)，可以使美國(guó)海軍網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)部隊(duì)強(qiáng)化應(yīng)對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)入侵的能力，提供可用的信號(hào)情報(bào)，實(shí)現(xiàn)端到端的信息安全保密，確保其關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)、通信、指揮和控制以及空間作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的安全和有效性，促使其在海戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)空間更好地運(yùn)用美國(guó)海軍的作戰(zhàn)能力。

4.2 對(duì)我軍的啟示

美海軍作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)經(jīng)過(guò)二十多年的迅速發(fā)展，尤其注重體系結(jié)構(gòu)的頂層規(guī)劃，重大裝備和技術(shù)方向的合理選擇[5]，大型試驗(yàn)仿真驗(yàn)證環(huán)境的建設(shè)等各項(xiàng)工作，這對(duì)促進(jìn)我海軍信息系統(tǒng)更好、更快地發(fā)展有重要借鑒意義。

（1）體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)不僅龐大、復(fù)雜，而且表現(xiàn)出各種不同類型的設(shè)備之間復(fù)雜的交互作用特征，并且隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的不斷變化還會(huì)被改動(dòng)，導(dǎo)致整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)不斷出現(xiàn)新的情況。因此，海戰(zhàn)場(chǎng)信息系統(tǒng)必然是名符其實(shí)的復(fù)雜系統(tǒng)，所以用傳統(tǒng)的認(rèn)為在各子系統(tǒng)之間有著固定且不變的需求、各子系統(tǒng)之間有著固定而明確的界面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)會(huì)使得系統(tǒng)功能不可用、性能不達(dá)標(biāo)。對(duì)于海上網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)，這顯然是不可行的，因?yàn)楹＼姷木W(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)需求是不斷變化而非固定不變，并且其組成要素也可能在同時(shí)發(fā)生變化。所以，我海上作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，研究新設(shè)計(jì)手段，使得海上信息系統(tǒng)充分發(fā)揮戰(zhàn)爭(zhēng)其倍增器的效能。

（2）安全保密自主創(chuàng)新。技術(shù)是裝備發(fā)展的源動(dòng)力，信息安全裝備的發(fā)展必須由密碼技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)。我們應(yīng)緊緊抓住技術(shù)發(fā)展這條主線，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，尋求信息安全技術(shù)多領(lǐng)域突破，實(shí)現(xiàn)信息安全裝備的更新?lián)Q代，提升我軍整體信息安全保障能力。在信任等級(jí)可變的海上網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境內(nèi)保證信息交換安全，需實(shí)現(xiàn)可靠的端到端安全保密，而安全保密技術(shù)不可能從國(guó)外引進(jìn)，必須充分發(fā)揮自身的智慧與創(chuàng)造能力，舉全國(guó)之力，著力解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下端對(duì)端加密技術(shù)以及密鑰分發(fā)保障機(jī)制;著力研究安全與保密一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，從技術(shù)層面為海上網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)效能的發(fā)揮提供基礎(chǔ)性支撐。

（3）信息保障持續(xù)演進(jìn)。海戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)展，為了降低其脆弱性，增加機(jī)動(dòng)性并加快決策速度，信息保障的重要性不言而喻。首先應(yīng)該改進(jìn)定義我海上信息保障涉及的可靠性、可用性和強(qiáng)韌性標(biāo)準(zhǔn)體系。要求其是可持續(xù)演進(jìn)的，可滿足信息體系的演進(jìn)發(fā)展，并且這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范必須具有可測(cè)性;其次要研究海上網(wǎng)絡(luò)信息體系監(jiān)視技術(shù)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中心系統(tǒng)分析，以確認(rèn)和預(yù)測(cè)信息系統(tǒng)故障，可以對(duì)外部入侵和內(nèi)部威脅進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并自動(dòng)對(duì)檢測(cè)到的情況進(jìn)行響應(yīng)。之后要深入研究多級(jí)信息安全的改進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)等級(jí)與維護(hù)使命有效性所需的共享之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡，從而實(shí)現(xiàn)在多級(jí)獨(dú)立安全和協(xié)同條件下進(jìn)行可信信息交換。

（4）建模仿真軍民融合。海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)的效能必須首先通過(guò)仿真結(jié)果來(lái)進(jìn)行評(píng)估，因此仿真的精準(zhǔn)度和可信度變得尤其重要。海軍現(xiàn)有的仿真實(shí)驗(yàn)室僅對(duì)中等規(guī)模的艦艇信息系統(tǒng)進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)評(píng)估就需要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，完全不能滿足作戰(zhàn)應(yīng)用需求。因此我海軍必須依靠社會(huì)力量來(lái)研究解決仿真效率問(wèn)題。我們必須堅(jiān)決貫徹落實(shí)習(xí)主席軍民融合發(fā)展之路，利用其適合現(xiàn)代海上戰(zhàn)爭(zhēng)的模擬、仿真和分析先進(jìn)工具，以及其從事建模、仿真和分析的專業(yè)人才隊(duì)伍，進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下的建模和仿真。同時(shí)，為了滿足網(wǎng)絡(luò)中心行動(dòng)的測(cè)試、評(píng)估和驗(yàn)證準(zhǔn)確性并提高效率，必須與專業(yè)仿真評(píng)估人才隊(duì)伍緊密合作，為海上網(wǎng)絡(luò)中心行動(dòng)和體系結(jié)構(gòu)決策提供準(zhǔn)確的建模和仿真依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

我海上作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)也正在向柵格化、以網(wǎng)絡(luò)為中心面向服務(wù)的信息安全綜合保障方向發(fā)展，但在用高技術(shù)促進(jìn)系統(tǒng)性能提升等方面，與美軍相比還有較大差距。我們必須緊緊抓住技術(shù)發(fā)展主線，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，尋求安全保密技術(shù)新突破，著力提升我軍整體信息保障能力。

參考文獻(xiàn)

[1] National Research Council.部隊(duì)網(wǎng)實(shí)施戰(zhàn)略[M].許曉平，周文譯.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.3：32.

[2]周洋，王京，肖金剛，等.基于HAIPE的GIG組網(wǎng)體制分析[J].數(shù)據(jù)通信.2010（3）：14.

[3]朱榮，魏玉，喬貝貝，等.美國(guó)海軍通信與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展分析[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2018（11）：165.

[4]拜麗萍，方芳，彭玉婷，等.美軍全球信息柵格及其子網(wǎng)近期發(fā)展概析[J].國(guó)防科技，2013（8）：71-72.

[5]錢興華，左艷軍，伍江華.美國(guó)海軍綜合電子信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)及啟示[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2011（6）：10.

收稿日期：2020-03-16

作者簡(jiǎn)介：張繼永（1969—），男，山西太原人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：信息安全保密。

Information Assurance of FORCENet and Its Enlightenment

ZHANG Ji-yong

（Unit 91977 of PLA， Beijing? 100841）

Abstract：The development strategy of the U.S. FORCENet points out that by 2020， it can achieve the goal of complete networking and ensure its ability of joint operation command and decision-making in harsh environment. This paper describes the technical architecture of the US FORCENet， and briefly analyzes the mechanism of end-to-end encryption using HAIPE encryption equipment in its information assurance; On this basis， some thoughts on the innovative design of China's maritime battle command information system are given in order to provide reference for improving the design of its information availability， reliability， confidentiality and credibility.

Key words：FORCENet;information assurance;end to end encryption;enlightenment