信息战中由人工智能技术带来的保底“白噪声”防御.docx

O引言在经历制海权、制空权后，当今世界军事已进入制信息权阶段.信息战已被提到各国国防的议事日程上.目前普遍认同是：谁掌握了制信息权，谁也就掌握了战争的主动权.在制信息权已成为各军争夺重点的时代，隐身武器、电子伪装、电子欺胴等手段地位迅速提升.其中的电子欺骗，也随着全球数字化、智能化的迅猛发展开始悄然发生着质的改变。信息战（InformationWarfare,IW）,就进攻一方而言,是指通过电子技术手段（通常是"综合运用信息技术和武器”），打击敌人的信息系统（特别是"侦察和指挥控制系统"），使敌人不明情况，难作决策.或者，通过给以虚假信息，引导其作出错误的决策，结果处处被动挨打，最后不得不放弃抵抗.以上两个层面，可以简单表述为机器层面和人性层面.同时，就防御一方而言，信息战也意味着在机器和人性两个方面，采取一切措施保护自己的信息系统不受敌人的干扰和破坏.随着科技的进步，电子信息技术也在悄然发生着变化,其中人工智能领域表现尤为明显."2018年中国人工智能市场规模达17.6亿美元，而至2023年将达到119亿美元"IDC表示，"2018年中国计算机视觉（如安防）应用市场达7.5亿美元随着在商业领域的蓬勃发展，人工智能技术在信息安全领域的应用也广受关注。其中，诸多政府从国家战略层面开始重视这项技术，世界主要发达国家纷纷把发展人工智能技术、推进人工智能在网络安全领域的深度应用作为提升国家网络空间核心竞争力、维护国家网络空间安全的重大战略.随SQ1.注入攻击、跨站点脚本攻击、创建僵尸网络等网络安全威胁频出，大数据、人工智能技术持续发酵，信息安全的"潘多拉魔盒”似乎在民用领域被打开.反观军事领域，防御方式却越来越赶不上网络威胁暴涨的速度，主流军用信息/通信网络的防御，依然停留在传统、被动方式上.缺乏主动欺骗式防御的网络，一旦在设备、技术层面被敌方攻破，敏感信息明文就显露无疑.因此，考虑在信息战引入更先进的保底防御方式，迫在眉睫.诸多可用保底防御方式中的一种，就是在信道能维持己方基本通信前提下，在人性层面（而非机器层面）考虑引入主动欺骗，甚至可以考虑以庞大的“白噪声"信息淹没敏感信息，从而保护国实作战意图.这种淹没式防御方式，也犷大了电子欺睨曾囊括的技术范围，过去，对于通信防御一方，都是被动抵御敌方的欺骗，从未通过主动欺骗手段，实现对己方通信信息的保护；如今，拥有人工智能技术后，主动欺骗将可扩展至防御方的信息安全保障上.过去因耗费大量人力、时间而难以实施主动欺骗的短板，在人工智能面前似乎也得到补强。拥有人工智能"白噪声"装备后，信息战电子欺骗的发展形式即将迈入新的阶段.1信息战的本质美国国防部秘书办对信息战的定义为：在保护己方信息以及信息系统免受损害的同时，对敌方的信息和信息系统造成破坏。此定义的图像化示意如图1所示.信息战S1信息战的定义美国国防大学信息战与战略学院的院长JohnAIger将信息战涉及到的敌我双方人的行为进行了更深入的细化，归纳为了对己方信息资源的保护，对敌我双方信息资源的利用，以及对敌方信息资源的剥夺、破坏甚至摧毁，具体关系如图2所示.信息战1为了实施以上行动，需要综合运用信息技术和电子工具，实现在信息对抗中战胜敌方，或者取得对敌明显优势的结果.用中国的一句古话讲，就是“知己知彼，百战不殆在战征史中，很多时候因"不知对方已知己"、双方信息资源价值严重失衡等情况，导致整个战局的急转直下。第一次世界大战中追击德军的25000名俄军在塔内贝格被全歼；第二次世界大战中英军商船因"密本"被德军潜艇掌握导致短期内被击沉142艘；第二次世界大战后期，"密钥本"被盟军捕获后，德国潜疑被击沉近300艘；最后关系太平洋海战战局转换的中途岛海战，日军也因密报被破译而遭受伏击惨败.以上这些战例，都是信息战防御一方无线通信缺乏保底防御方式，密码被破后遭受败局的鲜活案例.用美国乔治敦大学信息战理论专家教授的话来说，以上战役的失利方，都为己方信息自由付出了高昂的代价，蒙受了惨痛的损失.战争双方渴求的信息自由是需要庞大防御系统支撑的.教授简短总结出，信息进攻战旨在提高各种自由对己方的价值，并削弱其对防御方的价值；信息防御战旨在避免己方信息自由可能带来的损失.总而言之，信息战的本质就是努力削弱敌方已经获取信息资源的价值，同时提高我方已经获取的信息资源的价值，如图3所示.图3信息战的本质对战场资源价值的分析在引言中，信息战已被分解为机器层面和人性层面两个层面,机器层面是指利用各类装备硬、软件，承我各种电子信息技术，"包装"人与人想要传递的信息.当然，这种"包装"除了实现准确、完整的通达性，还要通过保护手段实现机密性、可信任性等其他安全、保定特性.现在各国在役的各类通信、电子对抗装备，都主要以"机器层面"这种物理形式存在（如图4所示）.机器层面人性层面信息的管透信息的箍选点和分析犷析敌方我方94信息战的两个层面除去机器层面，信息战就剩下以人脑为中心，以侦察、指控通信为主体的人性层面.而一旦牵涉到人性层面，就会有各种真真假假，不可测的人心.对这个层面最形象的描述可见于雨果奖获奖长篇科幻小说三体.其中中国太空军政治部主任章北海对此层面的认识最为清晰，就军事实力而言，地球军与三体军的交战可谓"以卵击石"，毫无胜算，但在无处不在三体间谍严密监控下，不可测的人心却可能出其不意，在人性层面战胜思想透明的三体军.最后故事的结局也证明，在真真假假、虚虚实实的信息间，三体间谍分不清阜北海的真实意图，从而在机器层面拥有压倒性优势的情况下，三体军在信息战最后处于了劣势。抛开以上科幻作品不谈，从古至今，依靠此种主动欺骗手段转危为安，扭转不利战局以弱胜强的战例比比皆是,只是，在今天的信息战中，电子欺骗这类机器层面战术，取代了过去人性层面战术，使人们遗忘了久远的人性层面战术传统。总之，在势均力敌或是在机器层面已落下风的战局中，通过战场且杂信息的扰乱作用，尽可能获取敌方的真实信息，隐藏己方的重要信息，增加己方在信息资源价值方面的优势，将有机会在电子战的人性层面更胜一筹，从而弥补己方在机器层面的劣势（如图5所示），争得战局上的平衡。故方：识别真实信息（以提高我们捕获信息的价值）心真实信息您®®I=I*<白噪声白噪声阿盟恐我方：制造虚假信息（以降低敌方捕获信息的价值）上H买信息®扬IA速1._11.=/白噪声白噪声（八）敌方信,息池（b）我方信息池图5战场信息虚实对比落后一方实施"白噪声"防御的难点在机器层面落后的一方，想在我方真实信息池（如图5（b）所示）中注入“白噪声"以实现防御并非易事.因为，在人性层面添加前后一致、连续可信的“白噪声"，在过去，只能依靠人力而无法依靠机器设备实现。由此判断，因需投入过于庞大的人力，“白噪声"防御方案在人力阶段几乎是不可实现和持续维护的.从过去，乃至现在的军事斗争现实中，我们确实没有看到“白噪声"防御方案在信息战中的应用.实际上，用更广的视野看，不只在通信防御方面，在其它军事信息战领域，牵涉到与智能有关的操作，几乎全都是由人类手工完成的.机器至多只能作为辅助工具，给操作员提供一些策略参考。因此，截至目前，未见哪国在军事实践中采用"白噪声"防御方案也就不足为奇了.退而求其次，用传统机器产生一些质员较低的“白噪声"，的确也能稍微迷惑敌方，以增强我方对自身信息资源价值的掌控.但机器层面占优的攻方，通过破译、筛选、简单机器分析后，再施以人工判决，终将从“白噪声"中"过滴”出真实信息.因为，在认知和表达方面，传统机器与人的差异实在太大，很容易就能通过人工找到它们的不同，从而提炼出我方由人发起并接收的真实信息.敌方付出的代价，仅仅是投入有限的人力和时间而已.作为防御一方，真实信息可能因对方投入人力和时间就能获取，这样的现实也是无法接受的.要其正做到“白噪声"无法"过滤"或者难以"过滤”（人力已无能为力）的程度，就必须引入人工智能技术（简称AI技术）.最理想的结果，将是制造出软硬件一体式的防御型人工智能"白噪声"装备（简称AI"白噪声"装备），如图6（b）所示.（八）过去的百连搐合人性层面人性层面(b)现在增加Ar白噪声“装备保护图6增MA1.“白Hi声”防御前后的通信连接关系由AI技术发展史来看，从最早的"E1.iza"(1966)、"ParTy(1972)等聊天机器人的出现，到Tinymuds游戏中的复杂互动机器人诞生，以及2004年三夺勒布纳奖的聊天机器人A1.ice刷新纪录,能通过图灵测试的聊天机器人已层出不穷。图灵测试是指在人类不知情的情况下，无法通过对话记录，判决出远端与你聊天的是人还是机器.除了类人"聊天”功能上取得的成就外，人工智能机器在类人战略战术思想上的进步也是突飞猛进的.2019年初，英国人工智能公司DeepMind研制的人工智能软件，已经可以在星际争霸II游戏中连续10场击败人类职业选手，其战略战术能力已非常接近人类水平.在战场中引入拥有以上战略战术和“聊天”双重功能的机器，将极大地提高敌军分辨真人和机器的难度.此种情况下从AI"白噪声”装备产生的"白噪声"中"过滤"出人类通信的信息，其难度将隧增.换句话说，A1."白噪声"装备有能力替代人类，完成向真实信息池中注入"臼噪声”的工作，从而构建起最后一道信息防线.也就是说，过去因人力成本过高而放弃的欺笫战术，在AI时代有可能实现.4A1.“白噪声”装备对端到端通信架构的影响如果说过去的端到端通信，信道里面只传输了一个空间的信息(简称一堆，如图7（八）所示)，那么引入AI"白噪声"装备后，端到端通信的信道就会呈现出类似多维的特征，如图7所示.（八）过去的皤到蠕通信端端(b)现在增加AI“白堤声墩备后的靖到端通信S1.7增加Ar白噪声”防御闱后的皑到限通信性异对比对于敌方而言侦听到我方信息分别承载于n+1维空间中(如图7(b)所示).若认为通道A内传输的是现实世界的信息，那么通道1n内传输的，将是与现实世界分叉，平行时空的信息.也就是说，在没有我方先验知识的情况下，是无法用任何方式区分出现实世界信息和平行时空信息之间的差别的。5A1“白噪声”装招在通信系统中的角色Ar白噪声"装备对信道而言,是在用户真实使用的通信信道A之外，机器制造出了n条充斥着虚假信息的白噪声信道，而承我以上信息的是真实存在的物理信道.在端到端通信中，实际的物理信道可能有光纤、短波、超短波、卫星等信道，如图8（八）所示.短波招知波*卫星、信道端端（八）过去通(S接入的Ie一端口Ai门映声装符提供A1.门味声装得捉供的由拟人设/端1的虚拟人设/端”(b)增加AI'白曝声装备后的n个虚拟端口图8A1.“白堤声”装章对端到塔通信的改变A'白唳声”装备位于终端用户一侧，介于用户和信道之间.它为用户提供了n个可选的虚拟人设(即虚拟端口)，如图8(b)所示。当用户使用自己的身份认证介质自动打开当前对应的虚拟端口后，除用户占用的这个端口外,其余端口由AI“白噪声”装备模拟人类与对端进行"有思维"的通信,目的是欺骗监听者，使其无法知晓哪个通信才是用户此时正在真实使用的.6信息资源价值失衡后的对比下面，将以第一次世界大战、第二次世界大战中四个因信息价值失衡而导致战局逆转的实例，分析"白噪声"防御的作用.6.1 塔内贝格战役(1)战役概括塔内贝格战役是第一次世界大战中一场著名的反败为胜战役.1914年10月，进攻沙俄败兵50000人的德国A-3集团军，能在撤退中反败为胜，在塔内贝格不到两小时全歼俄军25000人，导致此后俄军的