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在PLANX項(xiàng)目的BAA中描述了概念性的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間，整個(gè)項(xiàng)目以該定義為基礎(chǔ)來打造網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)空間已經(jīng)成為繼陸地海洋天空太空之外的第五維戰(zhàn)場(chǎng)，受到了越來越多的關(guān)注，各國(guó)紛紛建立自己的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)部隊(duì)，為網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行準(zhǔn)備。

進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)離不開網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間如何描述、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)該如何構(gòu)建，美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)局（DARPA）PLAN X項(xiàng)目提供了一個(gè)很好的參考。關(guān)于整個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)細(xì)節(jié)我們不得而知，在本文中主要通過PLAN X項(xiàng)目的 BAA中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的定義和項(xiàng)目范圍來窺測(cè)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間應(yīng)如何描述。

PLANX項(xiàng)目

PLAN X是DARPA在2012年公布的一個(gè)項(xiàng)目，主要目標(biāo)是開發(fā)革命性的技術(shù)在實(shí)時(shí)、大規(guī)模和動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中理解、規(guī)劃和管理網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)。基于一個(gè)建立的通用地圖，幫助軍方網(wǎng)絡(luò)操作人員可視化戰(zhàn)場(chǎng)以及在戰(zhàn)場(chǎng)中執(zhí)行任務(wù)。

項(xiàng)目背景

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)要求軍隊(duì)在沖突過程中快速計(jì)劃、執(zhí)行和評(píng)估作業(yè)和行動(dòng)。然而現(xiàn)有的技術(shù)使得軍隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一些認(rèn)識(shí)面臨挑戰(zhàn)，比如對(duì)于一場(chǎng)軍事行動(dòng)軍方的平臺(tái)應(yīng)該部署在網(wǎng)絡(luò)的什么位置，在網(wǎng)絡(luò)中哪些路由可以用來優(yōu)化連接或者魯棒性等等，現(xiàn)在解決這些問題主要依賴計(jì)算機(jī)安全和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的專家人工操作。人工的方式存在一些問題，首先是需要培養(yǎng)大量的專家；其次人工方式的操作速度跟不上網(wǎng)絡(luò)空間的快速變化；最后指揮官缺少可用的工具幫助他們?cè)u(píng)估一場(chǎng)行動(dòng)的影響，這樣就不知道是否該支持一場(chǎng)行動(dòng)。現(xiàn)在人工的方式使得網(wǎng)絡(luò)行動(dòng)的構(gòu)思和進(jìn)行是異步的，不能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間情況變化實(shí)時(shí)評(píng)估和調(diào)整行動(dòng)。該項(xiàng)目主要就是解決這一問題。

項(xiàng)目目標(biāo)

在2012年8月份發(fā)布的該項(xiàng)目特別公告中描述了該項(xiàng)目的目標(biāo)：PLAN X 想要為在實(shí)時(shí)、大規(guī)模、動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中理解、計(jì)劃和管理網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)開發(fā)革命性的技術(shù)；也將對(duì)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的本質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新研究并支持主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的基礎(chǔ)戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)開發(fā)。但是該項(xiàng)目不支持漏洞分析和網(wǎng)絡(luò)武器開發(fā)，主要尋求在四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新研究：

a、理解網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間：開發(fā)自動(dòng)分析工具幫助人類操作人員規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)操作，尤其是分析節(jié)點(diǎn)（如邊的數(shù)量、動(dòng)態(tài)靜態(tài)連接）和邊（如延時(shí)、帶寬、周期）的大規(guī)模邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鳎?/p>

b、自動(dòng)化構(gòu)建可核查可量化的網(wǎng)絡(luò)操作：開發(fā)高層次的任務(wù)計(jì)劃并自動(dòng)合成到一個(gè)任務(wù)腳本，腳本通過有人工接口執(zhí)行（類似于現(xiàn)代飛機(jī)的自動(dòng)駕駛功能）；

c、開發(fā)在動(dòng)態(tài)、存在爭(zhēng)奪以及敵對(duì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行操作的操作系統(tǒng)或者平臺(tái)：構(gòu)建“作戰(zhàn)單位”，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)功能，比如說戰(zhàn)場(chǎng)損傷監(jiān)測(cè)、通信中繼、武器部署和自適應(yīng)防御；

d、大型網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的可視化與交互：開發(fā)直觀的視圖和整體用戶體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的協(xié)同交互能夠提供計(jì)劃、操作、態(tài)勢(shì)感知和戰(zhàn)爭(zhēng)博弈功能；

預(yù)計(jì)2017年交付給美國(guó)國(guó)防部和網(wǎng)軍司令部。這項(xiàng)計(jì)劃要讓普通士兵也能在直觀的界面上利用技術(shù)與敵方發(fā)起的計(jì)算機(jī)攻擊進(jìn)行對(duì)抗，第一次嘗試創(chuàng)建一個(gè)實(shí)際的對(duì)戰(zhàn)空間，將從根本上轉(zhuǎn)變軍事虛擬戰(zhàn)場(chǎng)上的運(yùn)作方式。

PLANX中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間（Cyber Battlespace）的定義

在PLANX項(xiàng)目的BAA中描述了概念性的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間，整個(gè)項(xiàng)目以該定義為基礎(chǔ)來打造網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)平臺(tái)。

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間由網(wǎng)絡(luò)地圖、作戰(zhàn)單元、能力集三個(gè)概念組成。網(wǎng)絡(luò)地圖是節(jié)點(diǎn)和邊的集合，顯示了計(jì)算機(jī)是如何連接的，包含兩種不同層次的信息：邏輯拓?fù)洌獢?shù)據(jù)。邏輯拓?fù)浯砭W(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間的直接連接，并標(biāo)識(shí)哪些計(jì)算機(jī)主動(dòng)路由數(shù)據(jù)包到一個(gè)目標(biāo)地址。該定義略去了無聲的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，像交換機(jī)、集線器和網(wǎng)橋，但是包括像加密隧道、多協(xié)議標(biāo)簽交換和專用對(duì)等互聯(lián)等。網(wǎng)絡(luò)地圖繪制并不是要反映出絕對(duì)精確的網(wǎng)絡(luò)狀況，而是在一定的置信水平上表示出近似的邏輯拓?fù)洹Ｔ獢?shù)據(jù)表示邏輯拓?fù)渲忻總€(gè)元素的細(xì)節(jié)。邏輯拓?fù)溆晒?jié)點(diǎn)和邊這兩種元素組成，元數(shù)據(jù)將屬性附加到邏輯拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)和邊，通過使用各種網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)偵察技術(shù)來創(chuàng)建一個(gè)屬性圖。邊的元數(shù)據(jù)的包括鏈路帶寬、延遲、和持久性。節(jié)點(diǎn)元數(shù)據(jù)可能包括鏈接的數(shù)量、操作系統(tǒng)、補(bǔ)丁級(jí)別、協(xié)議、端口、和使用一般的計(jì)算機(jī)安全工具主被動(dòng)掃描識(shí)別的當(dāng)前確定的其他信息。通過分析邊的元數(shù)據(jù)可以推斷出防火墻、代理和入侵檢測(cè) 防御系統(tǒng)這樣的安全基礎(chǔ)設(shè)施，在這種情況下，更新邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以反映無聲但可推知的活動(dòng)組件。

網(wǎng)絡(luò)地圖被創(chuàng)建后，就成為了軍事規(guī)劃人員和行動(dòng)人員交互的環(huán)境。在這一環(huán)境中，軍隊(duì)規(guī)劃人員構(gòu)建計(jì)劃并部署平臺(tái)，平臺(tái)就是作戰(zhàn)單元，作戰(zhàn)單元使用技術(shù)來完成任務(wù)。作戰(zhàn)單元分為入口節(jié)點(diǎn)和支持平臺(tái)。支持平臺(tái)部署在網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間來控制一次行動(dòng)的不同方面，包括部署能力、測(cè)量附帶損害和進(jìn)行戰(zhàn)損評(píng)估、部署防御，以及維護(hù)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)和支持平臺(tái)之間的通信。支持平臺(tái)通過三種方式部署：

1 ）修改一臺(tái)存在的電腦成為支持平臺(tái)，

2）使用預(yù)先部署的已經(jīng)存在的支持平臺(tái)，

3）通過擴(kuò)展或者修改現(xiàn)有的邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)例化一個(gè)支持平臺(tái)。

支持平臺(tái)和一個(gè)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)最大的不同是是不是有人使用它作為進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的接口。如果有人直接使用，那么就是一個(gè)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)。

能力集是軍隊(duì)能夠用來影響或者控制網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的技術(shù)的集合。這些技術(shù)可以大致定義為三類：訪問、功能、通信。訪問技術(shù)允許一個(gè)規(guī)劃人員在一臺(tái)電腦上執(zhí)行任意指令。一般而言，這是能用于執(zhí)行程序或者載荷的漏洞利用。功能技術(shù)代表所有影響計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的其他類型的技術(shù)。比如，rootkits、 keyloggers、網(wǎng)絡(luò)掃描器、拒絕服務(wù)、防御回避、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)偵查、操作系統(tǒng)控制、以及效應(yīng)測(cè)度。軍事規(guī)劃人員能夠應(yīng)用的功能技術(shù)集合越大，通過功能組件的組合開發(fā)的計(jì)劃就越多。通信技術(shù)為進(jìn)入節(jié)點(diǎn)、支持平臺(tái)和系統(tǒng)能力提供了交互信息的方法，包括惡意軟件命令和控制命令，比如 DNS、P2P、以及HTTP SSL連接。

通過整合網(wǎng)絡(luò)地圖、作戰(zhàn)單元、能力集這些概念，PLAN X計(jì)劃形成了網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的概念。在這一概念的基礎(chǔ)上通過五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的研究，將網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間展示給軍事人員，讓普通士兵也能在直觀的界面上利用技術(shù)與敵方發(fā)起的計(jì)算機(jī)攻擊進(jìn)行對(duì)抗，簡(jiǎn)化了作戰(zhàn)流程，讓士兵們不需要使用鍵盤就能作戰(zhàn)。

項(xiàng)目?jī)?nèi)容

該計(jì)劃尋求構(gòu)建一個(gè)端到端的系統(tǒng)來使得軍隊(duì)能夠在一個(gè)實(shí)時(shí)、大規(guī)模、和動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中理解、規(guī)劃和管理網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)。尋求整合網(wǎng)絡(luò)地圖、行動(dòng)單位、和能力集這些網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的概念到軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)行動(dòng)的計(jì)劃、執(zhí)行和測(cè)量階段。PLAN X計(jì)劃支持五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域（TA ）的研究來建立一個(gè)原型系統(tǒng)。

TA1 系統(tǒng)架構(gòu)

——系統(tǒng)架構(gòu)部分設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間圖形化引擎并設(shè)計(jì)和集成端到端的PLAN X系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間圖形化引擎是PLAN X系統(tǒng)和核心。圖形化引擎主要任務(wù)是接收、存儲(chǔ)、模型化、檢索和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間的信息給其他的PLAN X系統(tǒng)組件。圖形化引擎從各種網(wǎng)絡(luò)測(cè)繪組件和業(yè)務(wù)覆蓋源接受實(shí)時(shí)信息。網(wǎng)絡(luò)測(cè)繪模塊發(fā)送數(shù)據(jù)給繪圖引擎，這些數(shù)據(jù)使得繪圖引擎能夠轉(zhuǎn)換和構(gòu)建實(shí)時(shí)邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌@些信息包括路由跟蹤數(shù)據(jù)、鏈路延遲、 BGP路由、IP生存時(shí)間頭分析、節(jié)點(diǎn)路由表、和其他構(gòu)建邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫枰男畔?，PLAN X系統(tǒng)必須能夠在互聯(lián)網(wǎng)層級(jí)水平構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。業(yè)務(wù)覆蓋源信息在邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲凶鳛槊總€(gè)元素的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這些信息包括操作系統(tǒng)識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)配置、防御與進(jìn)攻能力、敵我識(shí)別。其他的技術(shù)領(lǐng)域會(huì)提供包括潛在的進(jìn)入節(jié)點(diǎn)、支持平臺(tái)位置、通信路徑、目標(biāo)集合、進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、支持平臺(tái)、戰(zhàn)損評(píng)估、效果測(cè)量、能力狀態(tài)等信息。 PLAN X系統(tǒng)會(huì)顯示一副全球熱力圖，顯示行動(dòng)計(jì)劃和執(zhí)行情況，這一能力使得規(guī)劃人員對(duì)正在進(jìn)行的活動(dòng)有一個(gè)更加全面的視角。

TA2 網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)空間分析

這一技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)幫助軍事規(guī)劃人員建立戰(zhàn)略上健全戰(zhàn)術(shù)上可行的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)行動(dòng)。主要分為兩個(gè)部分：開發(fā)自動(dòng)化技術(shù)來幫助軍事規(guī)劃人員構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)方案；支持兵棋推演應(yīng)用，如模擬對(duì)手進(jìn)攻和防守，來優(yōu)化方案。

開發(fā)自動(dòng)化技術(shù)來幫助軍事規(guī)劃人員構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)方案內(nèi)容包括：

節(jié)點(diǎn)選擇：幫助規(guī)劃人員在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)場(chǎng)選擇最佳的節(jié)點(diǎn)。

拓?fù)浣档停?/strong>給定進(jìn)入節(jié)點(diǎn)集和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)集，通過使用普通的路徑選擇算法，比如最短路徑、最小直徑，從整體拓?fù)渫评淼揭粋€(gè)任務(wù)拓?fù)渥蛹?/p>

支持平臺(tái)位置：給定一個(gè)降低后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括一個(gè)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)集合和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)集合，這部分解決實(shí)現(xiàn)一個(gè)任務(wù)目標(biāo)需要的支持平臺(tái)的最佳位置和數(shù)量。