美國太空領域的網(wǎng)絡安全政策分析

茍子奕 韓春陽（戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學）

2020年9月4日，美國白宮發(fā)布了首份針對太空網(wǎng)絡空間安全的指令——《航天政策第5號令》（SPD－5，以下簡稱《指令》）[1]。該《指令》是美國首個關于衛(wèi)星和相關系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的綜合性政策，它的公布標志著美國對太空網(wǎng)絡安全的重視程度達到新的高度。美國國土安全部代理部長查德·沃爾夫（Chad Wolf）稱：該《指令》的公布是美國構建太空網(wǎng)絡安全的關鍵一步。本文將在闡述《指令》發(fā)布背景的基礎上，分析美國太空領域網(wǎng)絡安全政策的主要內(nèi)容，并解讀總體政策的特點與影響。

1 政策的戰(zhàn)略考量

國際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（CCSDS）認為：各國在太空領域面臨的網(wǎng)絡威脅主要包括對數(shù)據(jù)的修改、損壞、攔截、干擾、欺騙，以及未經(jīng)授權的訪問等，針對的系統(tǒng)既包括以衛(wèi)星系統(tǒng)為代表的太空系統(tǒng)，也包括以指揮控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為代表的地面系統(tǒng)，還包括天基鏈路。美國不斷強化太空網(wǎng)絡安全實踐既是出于太空領域網(wǎng)絡安全至關重要的考量，也是由于太空網(wǎng)絡安全形勢亟待改善。

太空領域網(wǎng)絡安全至關重要

太空系統(tǒng)的設計和運行十分依賴網(wǎng)絡系統(tǒng)，特別是太空系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的指揮、控制、信息傳輸對網(wǎng)絡系統(tǒng)尤為依賴。因此，加強太空領域的網(wǎng)絡安全，有助于保障以衛(wèi)星系統(tǒng)為代表的太空系統(tǒng)的運行，尤其是減少其遭受網(wǎng)絡攻擊的危險。北約方面認為，太空領域的六大核心能力為：定位、導航及授時（PNT），情報、監(jiān)視和偵察（ISR），導彈防御，通信，空間態(tài)勢感知（SSA），環(huán)境監(jiān)測。由于數(shù)字技術是上述能力的基礎，且這些能力均高度依賴網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)，故強化太空領域的網(wǎng)絡安全能力有助于保障國家關鍵基礎設施的有效運行。以實時信號為例，在軍事與商業(yè)中使用的大多數(shù)電子設備均需要通過衛(wèi)星系統(tǒng)獲取定時信號，通過網(wǎng)絡手段攔截數(shù)據(jù)將對定時信號的獲取造成威脅。而且，由網(wǎng)絡攻擊導致的數(shù)據(jù)竊取、干擾、欺騙甚至劫持將會對實時信號的正常傳輸造成巨大的消極影響，從而會給社會和關鍵基礎設施帶來巨大的風險。

對于美國來說，太空網(wǎng)絡安全更是至關重要的。以軍事領域為例，幾乎所有軍事行動都依賴太空系統(tǒng)的輔助。第一次海灣戰(zhàn)爭期間，美國使用了約10%的精確制導武器，這一數(shù)字在2001年阿富汗戰(zhàn)爭中上升至60%，其中大量精確制導武器需要利用太空系統(tǒng)來為目標的制導提供關鍵信息。到了2003年的伊拉克戰(zhàn)爭期間，68%的彈藥是通過太空系統(tǒng)來進行引導的。這表明，太空系統(tǒng)在美國的軍事行動中發(fā)揮了不可替代的關鍵作用。因此，保障太空領域的網(wǎng)絡安全成為美國國家安全的重要組成部分。

太空領域網(wǎng)絡安全形勢嚴峻

根據(jù)美國安全世界基金會（Secure World Foundations）公布的2020年度《全球太空對抗能力》評估報告，網(wǎng)絡作戰(zhàn)能力作為五大太空對抗能力之一，成為各國太空政策的重點建設方向，太空領域的網(wǎng)絡安全形勢日趨嚴峻。除了太空軍事化所導致的對抗與沖突的可能性進一步增加，立方體衛(wèi)星等新技術與外層空間私有化等新概念的出現(xiàn)使得太空的準入條件得以降低，更多國家的衛(wèi)星得以進入太空，這將促使近地軌道空間日益稠密，從而加劇了惡意交互的風險。

對美國來說，網(wǎng)絡安全威脅的不斷加劇影響著太空系統(tǒng)的正常運轉。2007年10月－2008年7月，由美國地質勘探局（USGS）管理的陸地衛(wèi)星－7（Landsat－7）經(jīng)歷了12次信號干擾。2008年6月，由美國國家航空航天局（NASA）管理的EOS-AM1觀測衛(wèi)星也遭受了類似的干擾。[2]根據(jù)北約的一份報告顯示，在2018年北約開展“三叉戟-2018”演習期間，俄羅斯不斷干擾民用GPS信號，受此影響，芬蘭的民用空中導航系統(tǒng)一度中斷。

此外，新型武器的出現(xiàn)更是使得美國在太空領域的網(wǎng)絡安全構建困難重重。2019年美國國防情報局（DIA）發(fā)布的報告顯示，以俄羅斯為代表的國家正在積極研發(fā)反衛(wèi)星武器，例如定向能武器和反衛(wèi)星導彈等，以強化對美國太空網(wǎng)絡空間能力的干預和破壞程度。此前俄羅斯政府啟用了“獵鷹梯隊”（Sokol Eshelon）計劃，通過研制A－60激光試驗機（由伊爾－76運輸機改裝而來）搭載1LK222型機載激光裝置使衛(wèi)星上的傳感器失效，從而對衛(wèi)星系統(tǒng)的正常運轉造成巨大威脅。[3]基于上述事實，美國方面認為在太空領域的網(wǎng)絡安全形勢亟待改善，急需強化太空網(wǎng)絡實踐。

2 政策的主要內(nèi)容

此前，美國尚未出臺專門針對太空網(wǎng)絡安全領域的相關政策，與該領域相關的戰(zhàn)略規(guī)劃散見于美國2018年《國家網(wǎng)絡戰(zhàn)略》、2018年《國家太空戰(zhàn)略》、2020年《國防航天戰(zhàn)略》等報告文件中。《指令》的出臺綜合了相關政策，完善了美國太空領域的網(wǎng)絡安全政策。

發(fā)布《指令》前美國太空領域網(wǎng)絡安全政策的主要內(nèi)容

在《指令》發(fā)布前，美國雖然并未出現(xiàn)獨立的太空網(wǎng)絡安全政策，但是網(wǎng)絡安全已經(jīng)成為了美國太空建設的重點領域。2017年版《國家安全戰(zhàn)略》強調：應使太空系統(tǒng)能夠抵御網(wǎng)絡攻擊和電磁干擾。[4]2018年3月，美國發(fā)布了《國家太空戰(zhàn)略》，該戰(zhàn)略強調通過強化空間態(tài)勢感知與確保信息和情報的獲取來保障有效的太空作戰(zhàn)。[5]2018年9月發(fā)布的《國家網(wǎng)絡戰(zhàn)略》指出，美國政府將增強現(xiàn)有和未來太空系統(tǒng)的網(wǎng)絡彈性。[6]從這些戰(zhàn)略文件可知，美國十分重視太空領域的網(wǎng)絡安全。在具體操作層面，美國于2018年6月18日發(fā)布了《航天政策第3號令》（SPD－3）,系統(tǒng)性地闡述了美國的太空交通管理政策，重點強調了太空網(wǎng)絡安全議題。此外，在軍事領域，美軍于2015年2月發(fā)布了《空軍航天司令部長期科技挑戰(zhàn)》備忘錄，要求研發(fā)能夠綜合太空和網(wǎng)絡空間、ISR以及各種空地數(shù)據(jù)平臺，并實現(xiàn)任務態(tài)勢感知的數(shù)據(jù)融合和可視化工具。2016年8月，美國空軍航天司令部（AFSPC）再次對該文件進行更新，其中專門針對“太空與網(wǎng)絡交叉領域”，提出通過重點發(fā)展人工智能、認知電子戰(zhàn)、先進數(shù)據(jù)分析等核心技術，提升太空和網(wǎng)絡集成作戰(zhàn)的態(tài)勢感知、指揮控制能力和作戰(zhàn)效能。[7]

《指令》的主要內(nèi)容

《指令》闡述了政策出臺的基本背景，對“太空系統(tǒng)”“航天器”等概念進行了定義，論述了太空網(wǎng)絡安全政策，并對政策實施的原則進行剖析。

1）突出強調太空網(wǎng)絡安全的重要性與面臨的威脅。《指令》認為網(wǎng)絡安全是太空系統(tǒng)實現(xiàn)以全球通信、定位導航、科學觀測為代表的諸多能力的關鍵，必須保護太空系統(tǒng)免受網(wǎng)絡威脅的影響?！吨噶睢诽岢雒绹谔疹I域面臨的主要網(wǎng)絡威脅為：損害傳感器系統(tǒng)、對傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)的欺騙、對傳感器發(fā)送未授權的控制指令、輸入惡意代碼等。這些網(wǎng)絡威脅可能將導致傳感器數(shù)據(jù)丟失，太空系統(tǒng)或衛(wèi)星的使用壽命及能力下降，失去對航天器的控制，以及衛(wèi)星碰撞并產(chǎn)生有害的軌道碎片。

2）明確界定諸多概念。對“太空系統(tǒng)”“航天器”“積極控制”及“航天器關鍵能力”等概念作出了明確界定。對上述概念的界定有助于明確太空網(wǎng)絡安全政策的覆蓋范圍，體現(xiàn)政策最終的建設目標。①太空系統(tǒng)主要指天基服務系統(tǒng)的組合，由地面系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡及航天器三個部分組成；②航天器指太空系統(tǒng)在外層空間的部分，主要包括衛(wèi)星、空間站及運載火箭等；③積極控制是指確保太空系統(tǒng)僅執(zhí)行由授權來源發(fā)送的命令，并確保這些命令在適當?shù)臅r間和預定的時間執(zhí)行；④航天器關鍵能力是指操作人員為確保預定操作，積極控制和保持所必須維持的飛行器功能，此項關鍵能力的失效可能導致航天器不響應授權命令，喪失關鍵能力或響應未授權命令。通過對概念的界定可知，《指令》是以太空系統(tǒng)特別是航天器為主要技術對象，其目標在于保證上述系統(tǒng)的積極控制與航天器關鍵能力。

3）《指令》指示各機構與其他非政府航天運營商合作，共建網(wǎng)絡安全信息規(guī)范。《指令》強調美國需要在整個國家的工業(yè)基礎上改善網(wǎng)絡安全行為，以保護太空資產(chǎn)及其支持的基礎設施免受網(wǎng)絡威脅，并確保政策的連續(xù)性。因此，從開發(fā)到運行的所有階段都應當確保網(wǎng)絡安全，這對太空系統(tǒng)來說是至關重要的?！吨噶睢愤€提出，有效的網(wǎng)絡安全實踐源于預防、主動防御、風險管理和共享最佳實踐的文化。

4）《指令》闡述了指導太空領域網(wǎng)絡安全的五大原則。一是太空及其基礎設施，包括軟件，應當在考慮到網(wǎng)絡安全風險的前提下來開發(fā)和運行；二是空間運營商應制定或整合太空的網(wǎng)絡安全計劃，包括確保運營商或自動控制中心系統(tǒng)能夠保留或恢復對太空飛行器的控制，并核實關鍵功能，以及確保提供任務、服務和數(shù)據(jù)的完整性、保密性和可用性；三是太空網(wǎng)絡安全要求和法規(guī)應利用廣泛采用的最佳實踐和行為規(guī)范；四是太空所有者和運營者應在法律法規(guī)允許的范圍內(nèi)合作，促進發(fā)展；五是太空安全要求的設計應有效，同時要求空間運營商承擔適當?shù)娘L險，并盡量減少民用、商業(yè)和其他非政府太空運營商的負擔。

3 政策的總體分析

《指令》的出臺完善了美國在太空領域的網(wǎng)絡安全政策，同其他政策文件共同構成了體系化的網(wǎng)絡安全政策?？傮w來看，美國太空領域網(wǎng)絡安全政策在內(nèi)容上既有綱領性闡述，也有針對具體領域的任務及要求，相關政策的完善有利于美國網(wǎng)絡安全實踐。與此同時，該政策同樣也顯現(xiàn)出一些新的特點，這將會產(chǎn)生一定的影響。

對內(nèi)注重政府多部門協(xié)同主導和民間配合

在各類政策的指引下，當前美國太空領域的網(wǎng)絡安全實踐形成了以國土安全部主導，以國家航空航天局、太空司令部、網(wǎng)絡司令部等多部門協(xié)同配合的領導體制。特別是隸屬于國土安全部的網(wǎng)絡安全和基礎設施安全機構（CISA）在遏制網(wǎng)絡威脅上發(fā)揮了關鍵作用，負責對太空網(wǎng)絡威脅的識別，多部門信息的共享及協(xié)助事件的響應。太空司令部及網(wǎng)絡司令部主要負責保障太空軍事系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全，國家航空航天局則主要負責確保商業(yè)領域的網(wǎng)絡安全。在政府多部門的協(xié)調主導下，美國太空領域的網(wǎng)絡安全總體政策還突出民間各企業(yè)與機構的緊密合作，突出“公私合營”的構建模式。首先，在綱領性政策的闡述上，無論是《指令》還是此前的網(wǎng)絡安全政策，均強調政府與民間航天運營商合作的重要性。網(wǎng)絡安全實踐相較于其他領域來說更需要各界參與者的共同努力，僅靠政府一方難以實現(xiàn)。政府同民間航天運營商的合作有助于完善相關信息安全規(guī)范。其次，在《指令》闡述的原則上，則進一步凸顯政府的主導性與民間相配合。雖然《指令》提出空間運營商不僅需要制定或整合太空的網(wǎng)絡安全計劃，還需要對風險進行適當?shù)墓芸?，但同時也強調政府需要減少對非政府的太空運營商的負擔。綜上可知，美國太空領域的網(wǎng)絡安全政策體現(xiàn)了以“政府多部門協(xié)同主導和民間配合”的管理模式。

對外突出同盟友及伙伴合作的重要性

美國2011年發(fā)布的《網(wǎng)絡空間國際戰(zhàn)略》便強調，為了應對和減輕對各種網(wǎng)絡的威脅，需要采取國際合作。美國在其《國家網(wǎng)絡戰(zhàn)略》同樣突出同盟友及伙伴合作在維護網(wǎng)絡安全與謀求優(yōu)勢地位的重要作用。《指令》明確提出適用于地面的網(wǎng)絡安全原則及實踐同樣適用于太空領域，在此基礎之上的某些原則和實踐對太空系統(tǒng)尤為重要。[6]這表明美國太空網(wǎng)絡安全政策將會延續(xù)網(wǎng)絡安全政策的一貫方向，重視及突出同盟友及伙伴在維護安全上的重要作用。與此相適應，美國在《國家太空戰(zhàn)略》中同樣提出同盟友的合作是其太空戰(zhàn)略的四大基本支柱之一，美國將通過簡化監(jiān)管的框架、政策及流程來更好地尋求雙邊及多邊參與，以促進對責任的分擔與協(xié)調應對各種威脅。[5]國際合作對于應對天基網(wǎng)絡威脅更是至關重要。《指令》同時指出，其內(nèi)容與原則均是使網(wǎng)絡安全成為重點的框架，其希望得到盟友及伙伴的支持并共同維護。這說明美國致力于構建符合本國利益的“國際規(guī)則或秩序”，從而確保本國太空領域的網(wǎng)絡安全，謀求自身在太空領域的領先地位。

有助于美國太空網(wǎng)絡安全推進，不利于國際安全環(huán)境的穩(wěn)定

作為構建信息時代的關鍵新領域，太空與網(wǎng)絡成為推動國家發(fā)展的戰(zhàn)略制高點，特別是二者的集成與交匯，更將作為重要的力量倍增器發(fā)揮重要的作用。環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星構成了世界關鍵基礎設施的“外骨骼”，涉及全球通信、航空與海上運輸、金融服務、天氣和環(huán)境監(jiān)測及國防系統(tǒng)都依賴于廣闊的太空衛(wèi)星網(wǎng)絡，二者相互交織成一張巨大的信息網(wǎng)絡，直接關系到國家的政治、經(jīng)濟、安全等方面的正常運行。

美國太空領域網(wǎng)絡安全政策的出臺與完善設立了未來治理的基本框架，對背景的分析、概念的定義、政策的闡述及原則的剖析有助于突出太空網(wǎng)絡威脅，為世界其他國家的網(wǎng)絡安全實踐提供一定的借鑒意義，引起了其他國家對此的重視。正如美國戰(zhàn)略與國際問題研究中心高級研究員托德·哈里森（Todd Harrison）所說：“《指令》的出臺，一方面為其他國家提供了借鑒意義，另一方面有利于商業(yè)在太空運營的最佳實踐，并將通過增強在通信及圖像等領域的能力進一步維護國家安全，最終可維護美國在太空的領導地位?！?/p>

但與此同時，政策的出臺與完善體現(xiàn)了“美國優(yōu)先”的國家總體戰(zhàn)略考量，表現(xiàn)出美國對維護太空霸權的追求。此外，美國太空網(wǎng)絡安全實踐可能在新的技術領域引發(fā)競爭，客觀上或將引發(fā)新一輪軍備競賽。而且，由網(wǎng)絡安全牽連的太空安全、反導問題、核威懾等問題的矛盾也將進一步凸顯，對國際安全環(huán)境造成消極影響。