人工智能在軍事通信網(wǎng)絡中的應用：基于“零信任”方法

王倉紅，胡才雙

（廣東隆源光電有限公司，廣東 中山 528415）

1 軍事領域大量應用智能技術

高超音速武器的研發(fā)應用與網(wǎng)絡攻擊手段的疊加，加快了戰(zhàn)爭的速度，換句話說，速度成為戰(zhàn)爭取勝的決定因素。這里的速度不僅僅指通過物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱 IoT）等科技手段能夠?qū)?zhàn)機類武器或軍需品快速投放到軍事前線，而且還關系到突發(fā)事件的重大決策。遠程遙控系統(tǒng)在軍事領域的應用，戰(zhàn)機可以由人工智能（Artificial Intelligence，簡稱 AI）操控，而無需人類戰(zhàn)機駕駛員，這擺脫了由人類駕駛員操控戰(zhàn)機的諸多限制。在防空領域，應用 AI系統(tǒng)能夠在敵方導彈飽和攻擊時能夠更高效預警和攔截[1]，極速發(fā)現(xiàn)并摧毀敵方的導彈，從而更高效的保護軍事設施和人員，進而保護我們的城市[2]。例如，以色列的“鐵穹”防御系統(tǒng)（"Iron Dome " defense system）和美國的薩德系統(tǒng)（Terminal High Altitude Area Defense，簡稱 THAAD）。而人類的反應速度在面對這種飽和式攻擊時將不堪一擊。美國空軍研究實驗室（Air Force Research Laboratory，簡稱AFRL）所應用的“忠誠僚機”（Loyal Wingman）作戰(zhàn)概念，即將研制和設計的AI模塊應用在無人戰(zhàn)斗機上以增加其自主作戰(zhàn)的能力，并將有人戰(zhàn)機與無人戰(zhàn)機有效集成來協(xié)同作戰(zhàn)從而提高作戰(zhàn)效能。當然，需要強調(diào)的是，AI并非武器，它通過機器模擬和學習人類的智慧和行為，通過一定的算法設計，在海量數(shù)據(jù)的處理速度上超越人類，能給軍事武器裝備提供一種快速解析圖像或機密數(shù)據(jù)庫處理的助力，能夠提高軍事決策者的決策速度和決策精準度[1]，從而提高軍事行動中決策者的決策能力以保持其軍事優(yōu)勢，同時，能夠消減軍事支出和降低士兵在作戰(zhàn)中的風險[2]。

1.1 “零信任”方法

為了保護智能武器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡免受來自敵方網(wǎng)絡攻擊的威脅，首先要了解網(wǎng)絡漏洞可能出現(xiàn)的地方，而網(wǎng)絡漏洞大多都出現(xiàn)在網(wǎng)絡節(jié)點，這些風險將不停的傳遞，從一個節(jié)點到另外一個節(jié)點。那么，一個可以保持網(wǎng)絡各節(jié)點安全的協(xié)調(diào)方式就顯得尤為重要[3]。技術的發(fā)展是一把雙刃劍，敵軍和其他犯罪分子也在利用這種發(fā)展優(yōu)勢從事破壞活動，因此，靈活變通的協(xié)調(diào)防御方式就顯得尤為重要。在智能武器和 5G網(wǎng)絡的生態(tài)中，所有的軍用智能武器參與方包括器件制造商、網(wǎng)絡供應商、系統(tǒng)集成商和終端用戶，應該在其允許被接入、組裝和測試之前，優(yōu)先識別、測試和查證各器件的健康狀況，這可以通過“零信任”（“ Zero Trust”，簡稱 ZT）方法來實現(xiàn)[3-4]。對所有應用在智能武器上的硬件、軟件和感應系統(tǒng)，從端到端進行可靠的、可檢驗的和基于證據(jù)的安全查證，這有助于減少智能武器生態(tài)系統(tǒng)的風險，尤其對其感應系統(tǒng)及網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，在接入到設備前，需要對其安全級別進行估算，估算合格后才能將其接入資源。

1.2 通用加密技術

為了保護 AI的指令系統(tǒng)所發(fā)出的指令數(shù)據(jù)泄露或被截獲或損壞，指令系統(tǒng)應該用強大的加密方法來保護信號發(fā)出端與接收端之間的通信，這種加密方法不能太死板，應該隨著技術標準的進化而改進，有效增強其加密系統(tǒng)。集中式密鑰的管理應該被采納[5]，這種密鑰有助于減少“中間人”的攻擊（即通信雙方建立的聯(lián)系被攻擊者干預，而通信雙方毫無知覺）。為了防止軍事網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)在傳輸過程中的數(shù)據(jù)完整性被敵方黑客破壞，在軍事網(wǎng)絡通信中應用數(shù)字簽名技術，并結合主流的加密技術，形成新一代軍事通信網(wǎng)絡生態(tài)，在提高運行效率的基礎上保證通信數(shù)據(jù)安全，這也需要在每個加密節(jié)點進行安全和效率驗證，“ZT”方法同樣可以應用在軍事通信加密系統(tǒng)，降低在數(shù)字化時代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩L險。

1.3 AI安全編排

AI和機器學習將在智能武器系統(tǒng)方面發(fā)揮重要作用，它們能夠極速識別時刻變化的風險，并通過設定好的程序消除或降低這種風險。因為他們能夠提供杰出的響應速度，精準的洞見和超越人類的智慧決策，以管理海量數(shù)據(jù)和超密集的信息傳輸，超低延遲響應速度來實現(xiàn)安全策略。機器學習和 AI在指令系統(tǒng)的安全構架中發(fā)揮著安全編排的作用（主要包括流量分析、深度數(shù)據(jù)檢測、威脅識別和感染隔離）[6]。AI將在自動武器系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，因為機器學習和 AI為武器系統(tǒng)組織提供了強大的新型工具以保護武器系統(tǒng)自動處理來自敵方的惡意攻擊，也能夠為軍事組織系統(tǒng)提供日益復雜的抵御工具。例如，首先利用 AI對數(shù)據(jù)進行分類，將分類后的數(shù)據(jù)接著進行初步分析，在自動初步分析的基礎上再結合人工分析，然后再將人工分析的結果數(shù)據(jù)反饋給 AI來改善對未來的預測，從而形成良性循環(huán)，為最關鍵的自動武器系統(tǒng)提供最佳的防御策略。這樣即創(chuàng)新了一個可靠的防御基礎，將速度的廣闊前景發(fā)揮到極致。當然，我們還需要應用“ ZT”方法，對 AI的作業(yè)流程進行必要的驗證，對其作業(yè)的每個節(jié)點的可靠性進行分析和查證，保證在安全的情況下提高效率。

2 彈性設計

彈性設計將 AI自動武器系統(tǒng)在預防或者安全度過極度破壞力的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)攻擊時，能夠在攻擊后自動恢復安全的網(wǎng)絡通信的速度。通過不斷改進軍事策略，大力提高在軍事行動中決策者對數(shù)據(jù)資產(chǎn)的可見性，不斷完善在預測風險方面的容忍度持續(xù)增強彈性，使網(wǎng)絡通信系統(tǒng)在能夠自覺適應正在發(fā)生的或即將發(fā)生的變化[7]。為了確保通信數(shù)據(jù)安全，我們必須使用新技術提升自己的彈性能力，當然，對于核心資產(chǎn)性能的監(jiān)控將依靠專業(yè)團隊執(zhí)行，同時還需要監(jiān)控對 IT的依賴性，因為網(wǎng)絡中斷所導致的問題不能忽視，并且要吸取網(wǎng)絡中斷所獲得的經(jīng)驗和教訓并且能夠持續(xù)的重新設計其軍事策略。對于先進的通信網(wǎng)絡威脅，我們要對其擁有捕獲能力，這些捕獲能力的實現(xiàn)可以通過流程編排和自動化路徑來實現(xiàn)?；诖?，軍事組織應該從傳統(tǒng)的災難恢復轉(zhuǎn)向作業(yè)持續(xù)模式，最終轉(zhuǎn)向彈性設計。彈性設計可以保護軍事通信網(wǎng)絡組織和運營系統(tǒng)在遭受黑客攻擊后迅速恢復。

2.1 改進數(shù)據(jù)可見性

高彈性軍事組織一直在追蹤其數(shù)據(jù)資產(chǎn)和流程，并分析這些資產(chǎn)和流程如何影響軍事行動的核心作業(yè)。這就需要軍方在業(yè)務合作方面，尤其是在與一系列的非軍方供應商的合作中，在彈性方面落后的軍事組織要加快追趕步伐，構建組織自動化模式并實時監(jiān)控其資產(chǎn)清單去映射過程，提高其網(wǎng)絡的持續(xù)性和精準方面的可見性，進而解決自動化武器系統(tǒng)在運營中的漏洞[8]。

2.2 測試容忍度

我們應該著眼大局，評估風險等級并了解自己在處理風險時候的容忍度。如果關鍵作業(yè)在遭受黑客攻擊而中斷時，我們要利用沖擊的容忍度，評估攻擊造成的最大影響以便保護自己。當然，在面臨黑客攻擊時，甚至關鍵作業(yè)也會陷入危險境地。這就需要我們通過識別關鍵作業(yè)，運用指標定義其在應對風險時候的容忍度，進而通過測試關鍵作業(yè)的容忍度并將測試結果反饋給相關作業(yè)以應對持續(xù)變化的威脅。針對可能發(fā)生意外事件對AI系統(tǒng)編程或改編，這將反映了 AI系統(tǒng)行為的不確定性，也超出軍方的容忍范疇。所以，在可靠性方面，AI應用于軍方的實現(xiàn)會更加困難。同樣，可解釋性也是 AI系統(tǒng)應用于軍事當中的一大挑戰(zhàn)。特別是對于軍事組織系統(tǒng)，可靠性與使人相信的可解釋性同等重要。例如，AI系統(tǒng)以它獨特的方式可以躲避敵方雷達，但是不能解釋為什么會作出這樣選擇的時候，我們?nèi)祟愖匀徊粫嘈潘?。?zhàn)爭是高度競爭性行為，不論和平還是戰(zhàn)時，情報機構無不試圖入侵并摧毀潛在的敵方行動。至于軍方何時會啟用 AI系統(tǒng)？答案是除了完成某一特定任務，軍方對以 AI為基礎的系統(tǒng)缺乏信任。在技術開發(fā)階段，測試揭示潛在的安全，但是在特定條件下，有些安全風險是可以接受的，這就需要權衡。例如，在某一特定沖突時，如果軍方認為有更大的失敗風險時，就自然會接受AI優(yōu)勢系統(tǒng)；然而，如果沖突風險較低時，或者更大概率的能夠在低技術風險下獲得勝利，這樣 AI系統(tǒng)就會被延遲部署，直到軍方認為 AI系統(tǒng)比現(xiàn)有系統(tǒng)更可靠。每當新技術誕生，人們都會擔心其可靠性，但是 AI時代已經(jīng)來臨并將會重塑全球軍事。

2.3 完善網(wǎng)絡安全和實施

持續(xù)改進我們的作業(yè)路徑，通過改進數(shù)據(jù)資產(chǎn)使其更加可見和測試容忍度，持續(xù)增強我們的組織彈性，同時，技術在持續(xù)的變化，我們要適應這種變化。毫無疑問的是，任何系統(tǒng)都有其潛在的漏洞，這并非 AI系統(tǒng)獨有，AI智能引擎有可能會遭到入侵或破壞，這并非 AI本身導致，網(wǎng)絡安全也發(fā)揮這種作用，這也是我們采取的基于“零信任”彈性設計的原因，目的是將網(wǎng)絡安全置于 AI系統(tǒng)的核心地位。

3 結束語

AI在應用于軍事領域時，需要關注構建 AI系統(tǒng)安全的基礎，零信任構架將推動 AI網(wǎng)絡通信系統(tǒng)安全措施時采用；彈性設計將 AI自動武器系統(tǒng)在預防或者安全度過極度破壞力的網(wǎng)絡運行系統(tǒng)攻擊時能夠在攻擊后迅速恢復；完善和實施能以極速的行動力解決來自對系統(tǒng)攻擊的潛在和正在發(fā)生的威脅。這三點將構建了 AI自動武器通信網(wǎng)絡系統(tǒng)可靠的戰(zhàn)略基礎，確保軍方能夠部署較為可靠的 AI自動武器系統(tǒng)，體驗這一強大技術的潛在力量。