網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估研究*

申普兵，趙占東，宮強(qiáng)兵

（西安通信學(xué)院，西安710106）

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估研究*

申普兵，趙占東，宮強(qiáng)兵

（西安通信學(xué)院，西安710106）

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估問題進(jìn)行了大量深入的研究，并取得了很多重要成果，但是缺乏對該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的歸納與總結(jié)。網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估主要涉及指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重確定以及評估方法的選擇，歸納了3種網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系構(gòu)建方法及劃分角度，并進(jìn)行對比分析；梳理了3種評估指標(biāo)權(quán)重確定方法，并對其特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)；介紹了幾種常見網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估方法。為組織網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估提供一定的借鑒和參考。

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)，能力評估，指標(biāo)體系，評估方法

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)已然成為信息作戰(zhàn)的重要樣式，必將在我軍未來信息作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用，各國在大力加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力建設(shè)的同時(shí)，積極加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估問題的研究，以爭得網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估，是指根據(jù)相關(guān)軍事目的，依據(jù)大量的客觀事實(shí)和數(shù)據(jù)，按照一定程序，運(yùn)用科學(xué)、公正和可行的方法，對網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力進(jìn)行客觀評價(jià)，并提出改進(jìn)的建議和措施的評估活動(dòng)，平時(shí)可以為網(wǎng)絡(luò)對抗模擬訓(xùn)練提供評判基礎(chǔ)，戰(zhàn)時(shí)可以為指揮機(jī)構(gòu)作戰(zhàn)方案的制定和優(yōu)選提供輔助決策，因此，網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估問題已經(jīng)成為當(dāng)前軍事研究的熱點(diǎn)問題之一。網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估的基本流程及所需方法，如下頁圖1所示。圖中虛線框內(nèi)的研究現(xiàn)狀是本文的主要內(nèi)容。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建方法

評估指標(biāo)體系是一套能從各個(gè)角度表征評估目標(biāo)的指標(biāo)群。在指標(biāo)體系中，每個(gè)指標(biāo)對評估目標(biāo)的某種特征進(jìn)行度量，共同形成對評估目標(biāo)的完整刻畫。指標(biāo)體系的構(gòu)建方法有很多，現(xiàn)對比較典型的幾種方法進(jìn)行介紹：

綜合法是對已有的指標(biāo)體系按照一定的標(biāo)準(zhǔn)歸納總結(jié)，對綜合后的指標(biāo)體系重新聚類分析，形成新的指標(biāo)體系的方法［1］。文獻(xiàn)［2］采用綜合法，在對現(xiàn)有的通信保障效能評估指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，增加了維修體制這一柔性指標(biāo)，使指標(biāo)體系更加合理。

層次法，首先確定評估對象目標(biāo)，即目標(biāo)層，然后在目標(biāo)層下建立一個(gè)或數(shù)個(gè)較為具體的分目標(biāo)，成為準(zhǔn)則層，準(zhǔn)則層由更為具體的指標(biāo)組成，形成指標(biāo)體系。文獻(xiàn)［5-6］利用層次法，從不同角度構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)一級能力評估指標(biāo)體系，并層層分解，形成了合理、完備的綜合評估指標(biāo)體系。

交叉法，通過二維或三維等多維的交叉，派生出一系列的指標(biāo)，從而形成指標(biāo)體系。文獻(xiàn)［3］將網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系劃分為三維：作戰(zhàn)維、技術(shù)維、裝備維。并采用三維坐標(biāo)投影的三角函數(shù)計(jì)算方法，評估網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力。

幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表1：

表1 指標(biāo)體系構(gòu)建方法優(yōu)缺點(diǎn)比較

指標(biāo)體系構(gòu)建方法很多，在指標(biāo)構(gòu)建過程中要結(jié)合具體情況，權(quán)衡各方法的優(yōu)劣進(jìn)行選擇，也可以采用多種方法相結(jié)合，達(dá)到揚(yáng)長避短的效果。

2 指標(biāo)體系劃分

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)評估指標(biāo)體系是網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估的基礎(chǔ)，指標(biāo)選取的好壞對分析結(jié)果有著舉足輕重的作用。網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系的劃分眾說紛紜。目前，大多數(shù)學(xué)者主要從能力、過程、質(zhì)量3個(gè)角度劃分網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系。

2.1 面向能力

面向能力的角度，主要是分析、論證評估對象“具備…能力并達(dá)到…程度”或如何才能使評估對象“具備…能力并達(dá)到…程度”等設(shè)計(jì)信息。通常將網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力劃分為網(wǎng)絡(luò)偵察能力、攻擊能力、防御能力。

文獻(xiàn)［4］從網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)力量的組成和作戰(zhàn)技術(shù)特點(diǎn)入手，分析影響網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力的主要因素，以網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)樣式為基礎(chǔ)，從網(wǎng)絡(luò)偵察、攻擊、防御及保障4個(gè)方面構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系，選用灰色模糊綜合評價(jià)方法進(jìn)行評估，驗(yàn)證其指標(biāo)構(gòu)建的合理性。文獻(xiàn)［5］首先分析網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)特點(diǎn)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)特點(diǎn)，總結(jié)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)綜合能力的主要因素，即：網(wǎng)絡(luò)偵察、網(wǎng)絡(luò)攻擊、網(wǎng)絡(luò)防御3個(gè)子能力。通過深入分析，認(rèn)為兵力、技術(shù)和裝備是影響3個(gè)子能力的關(guān)鍵性指標(biāo)，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)型評估指標(biāo)體系，建立了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)灰色關(guān)聯(lián)分析模型。文獻(xiàn)［6］將網(wǎng)絡(luò)對抗看成一個(gè)灰色系統(tǒng)，采用主成分分析法確定網(wǎng)絡(luò)對抗評估指標(biāo)體系，分析求得7個(gè)主成分，即：軟件攻擊、軟件防護(hù)、硬件攻擊、硬件生存、信息處理、竊密、技術(shù)偵查7種能力，評估指標(biāo)體系能夠很好地反映網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻“軟殺傷”手段，具有較強(qiáng)的實(shí)際操作意義。

2.2 面向過程

文獻(xiàn)［7］認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)攻擊過程主要包含信息收集、權(quán)限獲取、安裝后門、擴(kuò)大影響、消除痕跡等5個(gè)部分。信息收集主要是指盡可能收集敵方目標(biāo)的相關(guān)信息，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)攻防奠定基礎(chǔ)；權(quán)限獲取是指獲取敵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作權(quán)限，如讀、寫、執(zhí)行等；安裝后門階段主要任務(wù)是在目標(biāo)系統(tǒng)中安裝后門程序，方便攻擊者日后對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行操作；擴(kuò)大影響階段目標(biāo)是擴(kuò)大現(xiàn)有攻擊對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或目標(biāo)主機(jī)的影響；消除痕跡階段主要目的是清除攻擊痕跡，防止攻擊源被識(shí)別、追蹤。國內(nèi)很多學(xué)者以5個(gè)階段為基礎(chǔ)，根據(jù)不同的研究目的，進(jìn)行調(diào)整。

文獻(xiàn)［8］認(rèn)為完整的網(wǎng)絡(luò)攻擊包括3個(gè)環(huán)節(jié)：目標(biāo)偵察、目標(biāo)滲透、目標(biāo)破壞。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攻擊實(shí)施過程，以3個(gè)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，從信息獲取、權(quán)限提升、破壞攻擊3方面出發(fā)，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)攻擊效能評估指標(biāo)體系。文章雖然只是對網(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行效能評估，但對網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估也有一定的借鑒意義。

文獻(xiàn)［9］從信息流程的角度出發(fā)，從信息收集、信息處理、信息傳輸、信息顯示、信息分發(fā)和信息安全6個(gè)方面進(jìn)行指標(biāo)體系的劃分。信息收集是指利用偵察、預(yù)警等武器裝備對戰(zhàn)場情報(bào)的收集；信息處理是指對收集到的原始信息，進(jìn)行綜合判斷、去偽存真，提高信息使用價(jià)值；信息傳輸主要是將處理過的有價(jià)值的情報(bào)信息，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所需平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息的交換與共享，及時(shí)、準(zhǔn)確地為各級指揮人員提供戰(zhàn)場情況；信息顯示主要是指將戰(zhàn)場態(tài)勢、情報(bào)信息、指揮信息等以所需要的方式呈現(xiàn)給各級指揮中心；信息分發(fā)是指按照作戰(zhàn)計(jì)劃、首長意圖將收集處理的情報(bào)信息進(jìn)行傳輸發(fā)送。信息安全是指在整個(gè)情報(bào)信息流轉(zhuǎn)過程中，各級指揮平臺(tái)通過采取安全保密措施確保信息安全保密。

2.3 面向質(zhì)量

以指標(biāo)的質(zhì)量為評估標(biāo)準(zhǔn)，是對能力指標(biāo)進(jìn)一步地細(xì)化分析，按照評估的具體要求選取指標(biāo)，比較常見的有完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性、可靠性和安全性［10］。完整性主要指裝備的完備性、技術(shù)的全面性、空間范圍的完整性等；準(zhǔn)確性主要指時(shí)機(jī)的適宜度、手段的先進(jìn)度、方法的科學(xué)性、結(jié)果的準(zhǔn)確性；及時(shí)性指行動(dòng)、時(shí)間及時(shí)準(zhǔn)確無誤；可靠性是指武器裝備、行動(dòng)計(jì)劃不間斷性，如情報(bào)搜集、傳輸、分發(fā)的不間斷性；安全性，即信息安全保密能力。

文獻(xiàn)［11］首先定義了網(wǎng)絡(luò)對抗綜合效能評估概念，明確網(wǎng)絡(luò)對抗效能評估指標(biāo)構(gòu)建原則及評估模型的選擇，借鑒了傳統(tǒng)裝備效能評估指標(biāo)構(gòu)建方法，從可用性、可信性、機(jī)動(dòng)性、威力和保障力構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)評估指標(biāo)體系。文獻(xiàn)［12］從網(wǎng)絡(luò)安全性能參數(shù)在攻擊前后的變化來評估網(wǎng)絡(luò)攻擊能力，建立了以保密性、完整性、可用性、可靠性為一級指標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)攻擊能力評估指標(biāo)體系，選取BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評估模型，通過實(shí)例，驗(yàn)證了指標(biāo)體系的合理性。

2.4 比較分析

研究目的、角度不同，采取劃分方法就會(huì)有別，得出結(jié)論的適用范圍就不盡相同。

面向能力的劃分方法。以網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)基本作戰(zhàn)樣式為基礎(chǔ)，每一種作戰(zhàn)樣式對應(yīng)一種子能力，如網(wǎng)絡(luò)偵察能力、攻擊能力、防御能力等。也就是將網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)復(fù)雜問題劃分為多個(gè)小問題、子能力，每一個(gè)子能力對應(yīng)一種或幾種能力，此角度劃分便于分析理解，是頂層構(gòu)建指標(biāo)體系及評估常用的劃分角度。

面向過程的劃分方法。按照作戰(zhàn)實(shí)施過程或信息流程劃分，比較符合人們的慣性思維，因此，面向過程劃分方法是一種廣泛采用的指標(biāo)劃分方法。這種方法比較適合于某一具體行動(dòng)（如單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)攻擊），或者信息流程比較清晰固定的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)活動(dòng)進(jìn)行劃分（如網(wǎng)絡(luò)防御中WPDRC模型）。對于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)而言，其信息流通變得四通八達(dá)，網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)攻擊、防御同時(shí)交錯(cuò)進(jìn)行，這種劃分方法就顯得比較局限。

面向質(zhì)量的方法。從質(zhì)量的角度出發(fā)，能夠方便評估網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)中質(zhì)量指標(biāo)。但是，這種方法的局限性在于，很多專家學(xué)者對面向質(zhì)量的指標(biāo)沒有達(dá)成共識(shí)，除廣泛使用的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、全面性等，又提出了不確定性、可達(dá)性、魯棒性等指標(biāo)。因此，采取面向質(zhì)量角度構(gòu)建指標(biāo)體系，首要解決的難題是質(zhì)量指標(biāo)的選取。

3 指標(biāo)權(quán)重確定方法

權(quán)重是表明評估指標(biāo)重要性的權(quán)數(shù)，是指標(biāo)在總體中所起的作用大小。關(guān)于確定指標(biāo)權(quán)重的方法按照其依賴的理論以及數(shù)據(jù)的不同主要可以分為以下3類：主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法［13］。主觀賦權(quán)法，利用專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，對實(shí)際問題作出判斷而主觀給出權(quán)重?？陀^賦權(quán)法是根據(jù)評估對象的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)處理進(jìn)行賦權(quán)。組合賦權(quán)法，是為了克服主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法的弊端，在實(shí)際確定權(quán)重時(shí)主客觀相結(jié)合。3種方法的特點(diǎn)比較，如表2所示。

表2 3種常見賦權(quán)法比較

4 評估方法

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估的方法有很多，比較常用的有以下幾種：

德爾菲法［15］是評估經(jīng)常使用的方法。組織若干個(gè)對評估問題熟悉的專家，將評估相關(guān)資料以一定方式發(fā)送給專家，專家們給出答復(fù)后，對專家意見進(jìn)行歸納總結(jié)，然后反饋給專家再次征詢意見，再進(jìn)行歸納總結(jié)，反復(fù)多次，直到要評估的問題得以解決。德爾菲法的優(yōu)點(diǎn)是，專家的不同意見可以直接進(jìn)行交流，可以對重大問題形成共識(shí)，而且對于不能進(jìn)行定量分析的問題比較有效。

層次分析法［16］又稱AHP方法。一種定性和定量相結(jié)合的多指標(biāo)評估方法，將復(fù)雜的問題分解為若干個(gè)組成因素，將這些因素按從屬關(guān)系分為層次結(jié)構(gòu)。專家只需對同一層次中各因素進(jìn)行兩兩比較，確定諸因素的相對重要性。該方法有待解決的主要問題是受評估者主觀判斷的偏好對于權(quán)重的影響以及在建立判斷矩陣的時(shí)候，信息不完全或者不完備，判斷矩陣不滿足一致性要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行合理恰當(dāng)?shù)男薷摹?/p>

灰色理論［17-18］是由鄧聚龍教授在20世紀(jì)80年代首先提出的一門新興學(xué)科，是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法。組織網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估時(shí)，能力或質(zhì)量性的指標(biāo)數(shù)據(jù)是難以獲取的，使用灰色聚類分析評估方法能夠較好解決信息不完全的問題。該方法優(yōu)點(diǎn)是所需信息量少，不受主觀因素影響，簡單、準(zhǔn)確。

解析法［19-20］，根據(jù)評估指標(biāo)與評估條件之間的函數(shù)關(guān)系，以解析數(shù)學(xué)表達(dá)式來計(jì)算指標(biāo)，根據(jù)數(shù)學(xué)方法求解建立方程。解析法主要以數(shù)學(xué)方法如排隊(duì)論、對策論、軍事運(yùn)籌學(xué)、蘭徹斯特方程等方法為基礎(chǔ)求解系統(tǒng)效能等。其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，公式透明性好。其缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型比較難建立，首先，網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估對象復(fù)雜，涉及因素多，指標(biāo)之間的關(guān)系復(fù)雜；其次，根據(jù)不同作戰(zhàn)任務(wù)，不同級別的系統(tǒng)，建立的數(shù)學(xué)模型也有所不同。

模糊綜合評判法［21-22］由我國學(xué)者江培莊最早提出，它主要以模糊數(shù)學(xué)為主，應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理，按多項(xiàng)模糊的準(zhǔn)則參數(shù)對評估對象做綜合評價(jià)。實(shí)際上是層次分析法的深化，比層次分析法的結(jié)論更符合實(shí)際情況，但也同樣依賴專家的經(jīng)驗(yàn)，且比層次分析法要復(fù)雜很多，目前已廣泛應(yīng)用于各個(gè)評估領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)是：數(shù)學(xué)模型簡單，容易掌握，對多因素、多層次的復(fù)雜問題評判效果比較好，能夠很好地解決判斷的模糊性和不確定問題。

5 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估是由實(shí)踐到認(rèn)識(shí)的過程，而對評估成果的運(yùn)用則是由認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的飛躍。從評估結(jié)果中找出影響和制約網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要因素，認(rèn)真加以分析研究并采取相應(yīng)措施，固強(qiáng)補(bǔ)弱。網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估過程中所涉及的方法是文章研究的重點(diǎn)，對比分析了指標(biāo)構(gòu)建的方法、歸納總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)指標(biāo)體系的劃分、梳理研究了指標(biāo)權(quán)重方法的優(yōu)缺點(diǎn)、概括總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估方法，為組織網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力評估奠定了基礎(chǔ)。

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An Overview of Evaluation of Computer Network Operation

SHEN Pu-bing，ZHAO Zhan-dong，GONG Qiang-bing
（Xi’an Communications Institute，Xi’an 710106，China）

In recent years，scholars both from domestic and overseas have endeavored a huge amountofresearchesoncomputernetworkoperationevaluation，andmademanyimportant achievements，aiming at solving the lack of the summary on the current works in this fields.Computer network operation evaluation includes constructing index system，determination of the index weight and the choice of evaluation method.The paper mainly analyzes the typical of the above three aspects.The three common methods of building indicator system are summarized，compared and analyzed. Combined method of index weight，introduction on three commonly used methods is given.Trimming a common way to assesses the effectiveness of computer network operation，summarize the research findings.A useful reference to carry out computer network operation evaluation study is provided.

computer network operation，capability evaluation，indicator system，evaluation methods

E919

A

1002-0640（2017）01-0093-04

2015-12-05

2016-02-07

國家社科基金資助項(xiàng)目（13GJ003-032）

申普兵（1964-），男，山西人，教授，研究生導(dǎo)師。研究方向：網(wǎng)絡(luò)安全。