影响军事变革的关键科技:信息技术
信息技术包括搜集、处理、储存、传输、显示、分发、使用信息的技术。包括获取、组织和管理数据;处理和操纵数据;信息储存和恢复;人机接口;信息保障和安全等几个功能领域。具体信息技术包括:微电子装置、高性能和独特的计算装置、数
据存储技术、电信技术、探测和成像技术、软件(镶嵌式和自主式系统软件)、机器人、网络化(包括无线网络)、人机接口(包括认识神经生理学)、芯片上的系统和微机电系统、光电子技术、信息保障、生物信息学。
信息技术的飞速发展,产生了非常大的三个影响。影响最大的是因特网,它把每个人和每件事都连接在一起。第二个影响是知识将变成新的通货。由于存储数据,便宜可向任何人倾倒数字数据。信息而不是数据将成为下个世纪的通货,未来的关键是能从大量数据中获取价值信息的技术。实验室中正在进行的"数据采矿"、"群集"技术研究,企图以数字算法为基础来发现隐藏在数据中的有用内容。第三个影响是全新的相互作用--增强现实。信息技术允许我们以全新的方法同我们的环境相互作用。1997年,"深蓝"与卡斯帕洛夫进行象棋比赛。训练计算机像人脑一样具有人的特点,使它们似乎会思考、反向交流、进行推理,从而与它们相互作用。实验室中的计算机理解天然语言的能力已经有所增强,可以听懂说话,相互作用。25~50年后,人们可以与兜内的计算机相互作用。过去20多年信息技术以惊人的速度发展,21世纪头25年信息技术还会飞速发展,继续对21世纪全世界的经济、社会、生活、军事产生重大影响。在军事领域,需要建设一个可相互操作、一体化、安全、灵巧的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察(C4ISR)基础设施,以满足战略和战术需要。
一、微电子装置
信息技术的核心是以极高的速度和精度处理大量数据的微电子电路芯片。自1970年以来,微电子技术一直以指数规律,即所谓"摩尔定律"发展,存储芯片和处理器的功能,或者芯片上的晶体管的数量(集成度)每18个月提高一倍。微电子学的这种革命性发展使得电子装置和武器平台的尺寸和成本大幅度下降,出现了实时计算、先进导航和电光装置、自主能力、高精度武器。
今后微电子技术还能不能继续按照"摩尔定律"发展,是信息技术能否继续飞速发展的关键。有7个因素对摩尔定律有影响:增长率、工具与多层设计等。从目前来看,摩尔定律2010年前仍然适用。按照此规律,2001年GHZ处理器会在市场上销售,2013年会出现THZ(1000GHZ)处理器。但是,以硅为基础的处理器,即将达到物理法则的极限。根据量子理论,当微处理器上面的晶体管尺寸小到0.1微米时,晶体管中携带信息的电子就可能穿透只有几个原子的距离,破坏了开、关原则,也就破坏了数据。据估计,到2015~2020年,"摩尔定律"可能不再成立。即使在这以前,微型芯片的加工制造生产线的费用也已经从1968年的1.2万美元大幅度上升到2000年的1200万美元。经济现实可能限制技术的进步,这就是"摩尔"第二定律。
几条技术途径可以延长"摩尔定律"的寿命。一是将微型芯片转变成"微管"。硅微管是提高晶体管数量最简单的方法,同时还能缩短电子运行的距离,但缺点是产生大量热,需要昂贵的冷却技术。二是用砷化钾制造的芯片代替硅芯片;用砷化钾制造的芯片由于电子更容易在这种晶体结构中运行,所以速度比硅芯片快10倍,但最终将面临硅芯片同样的物理法则限制。三是发展新的制造芯片方法。将来将使用波长更短的X射线或电子束代替现在使用超紫激光对芯片进行光刻,但这种技术现在还不成熟。其它方法包括将现在两维的芯片结构升级为三维结构;利用纳米技术设计和建造纳米级的导线、晶体管、和其它电子线路、单电子装置。但是即使将来有了这种技术,最终也会受到物理法则的限制。
要想使微电子技术继续以"摩尔"速度发展,必须另辟蹊径。利用生物电子技术解决高性能计算;应用量子力学可以使半导体体积十分小和计算速度十分快,量子点是装置微型化的终极者,它支持每个点储存一个电子。最密集的动态随机存取(DRAM)要求几千万个原子记录一个比特的数据。量子点阵列只要求几千个原子储存一个比特,存储能力提高了五千倍。但是,2017年以前不会出现量子半导体装置,估计25年后才会有量子计算。
现在正在研究有4种替代技术:光学处理、生物化学处理、分子处理、量子处理。
二、高性能存储
50年代初,尚无磁盘存储,当时大约需要10亿×10亿个原子存储一个比特的信息。但到2008年,100万个原子可以存储一个比特的信息,到2025年,1000个原子可以存储一个比特的信息。1956年需要花费一万美元存储一兆字节,今天只需0.1美元,2025年一美元可以存储1000千兆字节。将来可以使用单个原子存储信息,今天在实验室中已经可以作到这一点。
1956年的随机存取存储计算机(RAMAC)高1.65米,由50个直径为61厘米的盘子组成,每个盘子可以储存88千字节,总储存量为4.4兆字节。2000年4月24日,实验室演示的硬盘驱动(HDD)密度达到每平方英寸875兆字节(MB),一兆字节可存储500页平装书,这意味该硬盘可以储存875本每本500页的平装书,这些书堆起来有33米高。
但是,对大规模数据存储的要求和增强的计算能力的要求增长得也很快。例如,美国国家大气研究中心在2000年3月保持和提供250太拉字节(TB)数据,这些数据保存在大约162000盘带子中。每月数据增长5太拉字节,到2005年,该中心将保持5.7拍他字节(PB),除非技术有了巨大的变化,否则他们不得不管理25万盘带子。美国家图像和测绘局现在每天保持1000太拉字节(1拍他等于1000太拉,即1PB=1000TB)数据,该局预计每天将增加到5~7拍他(PB)保持量,必须迁移到新的带子上。实用数据必须保持5年,处理过的数据也必须永远可以存取。美航宇局的"地球观察系统"(EOS)到2000年年中每天数据将达到1太拉字节,到2007年要求储存的数据将达到7拍他字节(PB)。国家海洋大气局(NOAA)除了60万盘带子外,还保持2亿份书本型文献,102000卷缩微胶卷。该局必须永远允许有关部门访问这些材料。现在,该局保持的数据每年增加200太拉字节,到2005年增长率可能达到每年1拍他字节(PB)。每天24小时操作,每秒1000兆比特(Mbps)数据。结果,每天数据量为110太拉(TB)。
超级计算机也产生大量数据,需要储存。例如,圣·迭戈超级计算机中心以2500~3500万美元购买了一台1太拉(TFLOP)计算机,每周7天,第天24小时运转。每年能够产生365太拉字节数据。IBM公司正在为人类基因工程研制"蓝色基因"计算机,该机运算能力为每秒1000太拉浮点运算(等于1拍他浮点运算),处理能力比今天的个人计算机强200万倍。该机器每天输出1拍他字节(PB)数据。
有5项技术的发展与存储有关,其中一项发展慢下来,另一项可以取代。例如从铁氧体磁芯→磁泡→盘驱动技术;感应头→薄膜头→抗磁头→巨大抗磁头→特巨大抗磁头。为了满足日益增加的存储要求,需要发展新的储存技术和手段。
磁带:Ultrium磁带在0.5英寸存储媒体上有100吉字节(GB)的容量,传输速度为每秒80~160兆比特;Accelis磁带是8毫米的带子,其容易为25GB,传输速率也是每秒80~160兆比特。
工业界用的磁带最新型号(3590E)的能力已经扩大为20GB。第四代磁带将达到800GB。紧凑式盘式磁带领域,1999年DVD产业销售了1400万盘DVD电影,预计到2003年可以销售1.06亿盘。Siros技术公司使用3DR方法在多层薄层上写、读。这比现在的DVD-RAM单面储存能力(2.6GB和18GB)或双面存储能力(36GB)提高了7倍。
增强的光学存储将能满足对储存能力日益增高的要求。2000年光存储能力将是磁存储能力的5~6倍。新兴光学储存技术包括光盘、光带、全息存储。数据存储的另一个发展可能是利用并行计算。
直径1.5英寸的小型光盘容量为500MB。稍大些的用于小型机动装置的高密度磁-光(MO)盘,采用655纳米红色激光记录,因而可以储存1GB数据。若使用蓝色激光,容量可以增加一倍,2002年蓝色激光可以得到应用;荧光多层光卡/光盘的方形光盘,储存层由荧光材料涂敷而成,当被激光击中时,发出荧光,其波长稍稍偏向红色,它使用非相干光,与现在的光学装置不同。荧光材料介质可以做成100层,制成的荧光多层盘(FMD)或荧光多层卡(FMC),可以储存几百吉字节。10层FMD-ROM盘可储存140GB;20层FMC
Clear Card ROM可储存10GB;10层FMC Clear Card
WORM可储存1GB。80年代末第一个光带投放市场,它可以提供1太拉字节(TB)储存,初始传输率近200兆比特/秒。第二代产品将具有2TB储存能力,记录速度达360兆比特/秒。全息存储仍处于研究状态,第一个产品可能是5.25英寸在光反射表面有玻璃物质的WORM盘,存储能力为40GB,传输速率为6光比特/秒,目标是存储100GB,传输速率100兆比特/秒。
未来的梦储存技术是量子点。量子点阵列只要求几千个原子储存一个比特,存储能力可提高5000倍。加州大学实验了纳米级装置阵列。IBM公司于1999年9月预测了每平方英寸可存储1太拉(1012)比特(125吉字节)的可能性和局限性。
三、计算机
自1972年以来,计算机的计算能力提高了107倍,现在仍在以指数规律增长。计算耗费的能量从1940年到1970年减少了12个数量级,到2025年只需原子本身的能量;那还不是极限,从理论上来说,可以不用任何能量进行计算,这就是绝热计算概念,今天已经可以使用绝热技术建造电路。大型和超级计算机的能力已经有了巨大的进步。例如IBM公司为人类基因工程研制的"蓝色基因"计算机,运算能力为每秒1000太拉(1012)浮点运算(等于1拍他浮点运算),处理能力比今天的个人计算机强200万倍。现在,花1000美元可以进行大约每秒10亿次计算,到2025年,花同样的钱,处理能力将提高100亿倍。将来的计算机能够达到"人速度",个人计算机性能提高10000倍,功率不到50瓦。有充分的理由可以预期,今后20~25年,计算机能力将提高10万到100万倍。这意味中型计算机将接近人脑的能力。
但是,与计算机相比,生产和使用更多的是镶嵌式微处理器。1997年个人微机的产量刚超过一亿台,但是镶嵌式处理装置的生产量却达到40亿件。微处理器的影响无所不在,作用更大。还有一些独特的计算装置,如,与便携式或无所不在的计算机不进行互动的装置;能够识别话音、语言、外语;特殊运作的小型探测装置、镶嵌式装置所用的操作系统;为断断续续可使用的数据库使用的特殊网络、内容可以描述的数据、询问;动态储藏数据、数据提供系统、集合临时演变的数据;集体或分层次决策环境装置等。
现在的互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术不能成为计算速度增加几个量级的基础,将来有可能出现新式计算机:
·以有机物分子和碳纳米管或其它纳米级元件为基础的纳米计算机;
·用原子作为携带信息元件的量子计算机;
·以核糖核酸或人造神经系统为基础的生物计算机;DNA计算与装置:在基质上可控制的DNA计算;算法自组装,层次、结构(结晶、分子电子学);DNA基因控制电路的门和一体化逻辑;存储和数据库;以色列已经研制出DNA和酶构成的微型"生物计算机",它使用两种酶为计算机"硬件",DNA为"软件",输入和输出的"数据"都是DNA,它相当于早期电子计算机的使用的数据纸带。
·用光子代替电子工作的光计算机。
四、通信
在未来的10年中,计算机和通信能力将发生很大变化,计算机产生的数据将超过话音传输。电信公司将与因特网竞争。信息的数量和传输速度都将增加,要求有线和无线传输技术有很大提高。光纤骨干与卫星-地面和卫星-卫星传输相连接将是必要和不可避免的。从远期来看,必须增加带宽。在现有的带宽内压缩信息和大大增加带宽才能满足需要,远期方案是提高光学传输的容量、发展光学交换和光学处理技术。
用光纤代替铜导线,每条光纤带宽增大100~1000倍。到2025年,光缆容量将超过每秒1万亿比特。网络节点费用每5年会降低一个数量级。长期结果是电信成本将趋于零,10年内发达国家的电信将降低甚至不收服务费。地基和天基无线电将是进出光纤网的日益重要的路由。移动电话将独立增长。发展中国家也将发展光纤,像发达国家一样建立基础设施。电信成本下降将导致工作分散。分布式工作将从现在的4%提高到2005年的20%。将来可能有20、30、40%的人在家里工作,吃、住、行问题将与现在大不相同。
在军事领域,机载平台将发展多功能、模块化、可大可小的通信载荷("机载通信节点")。现在的战场通信节点较大,只能装在大型飞机上,而且这些节点只能支持有限数量(约4个)窄波段信道,不能支援不同的无线电互操作。机载通信节点的关键技术挑战是消除电磁干涉,要求将许多信道(多达20个低频信道)封装到天线数量最少的小型装置中。
五、探测技术
探测目标依靠电磁波、声学、震动、重力等物理量。相应的探测装置包括电光、磁、激光、雷达、声学、重力,以及核、化学、生物探测装置。
超频谱成像、"灵巧灰尘"、灵巧结构和可膨胀结构、虚拟口径、探测器融合、被动探测技术等是探测技术的最新发展。
1、超频谱成像
超频谱成像是将0.4~2.5微米的频谱划分成不同数量的小频谱段,以获取更多的信息,更详细地分析所得到的数据的技术。根据将整个0.4~2.5微米频谱划分成多少个相邻的窄频谱段可以把成像技术划分为:全色(panchromatic)成像;含几十个频谱段的多光谱(multispectral)成像;几百个相互临近的频谱段的超频谱(hyperspectral)成像;几千个相互临近频谱段的高超频谱(ultraspectral)成像。通过频谱弥散,几百个相邻的频谱段含有丰富的立体和频谱信息,例如云、草、湖、裸露的土壤、烟、火、热的地区等,当然也可以分辨出道路、车辆等人造物体。实现超频谱成像,必须解决两大难题:一是信息传输和处理;二是数据分析的算法和模型。
2、焦面阵列
电光探测技术的关键是焦面阵列和凝视阵列。冷却扫描阵列仍是90年代的主流产品,标准冷却性阵列的像元尺寸是50×50微米,阵列由320×240个像元组成。现在已经制造出了25×25微米的像元,像元面积减小了75%。尽管尺寸较小的像元热灵敏度会降低,但其灵敏度提高为0.050度,超过现在的非冷却型的性能,是热成像技术的革命。以微结构热敏探测器与现代低噪声电子装置综合成微系统而制造的320×240像元阵列,捕获目标的距离是典型的非冷却的红外探测器的两倍远。即将建造的近理想的非冷却性热敏装置的性能将比现在的系统性能高一个量级;灵敏度可以达到0.005度,比现在的系统高一个量级以上,它将代替现有的许多冷却式系统,满足下代微型"灵巧探测装置网"(SSW)的要求。
3、夜视器材
包括微光夜视仪和热成像仪。它们用作步兵武器瞄准具、坦克驾驶仪、直升机对地攻击瞄准具、舰艇桅杆上安装的探测装置等。
前视线外探测装置已经发展了三代,第一代和第二代前视红外采用碲镉汞做敏感元件,分别探测8-12和8-10.5微米远红外,第三代前视红外采用锑化铟作敏感元件,敏感0.5-5微米红外,第四代前视红外仍采用碲镉汞做敏感元件,但增加了先进信号处理技术,可以覆盖可见光(0.4-0.7微米)、近到中红外(0.5-5微米)和远红外。第一代前视红外旋转扫描镜由60-180个探测元组成,每个探测元的尺雨为40微米;第二代前视红外装置仍保留旋转扫描镜,共有1900个探测元,每个探测元尺寸为30微米;第三代前视红外采取凝视方法,共有307000个探测元,每个尺寸减为20微米。
在微光夜视仪领域,70年代初生产的第二代微通道板内径尺雨为12微米,每毫米36线对分辨率。第三代微通道板内径为8-9微米,分辨率达45-50线对。第四代微通道板内径为6微米,分辨率达64线对。结果,在多云的星光下,使用第三和第四代像增强器管的夜视仪,探测距离比使用第二代管子的夜视仪远50%。大部分第三代像增强器管响应频谱范围是0.5-0.9微米,但利顿公司的产品可以达到1.1微米,即可以发现钇硫石榴石激光测距仪1.06微米的光。俄罗斯1995年使用砷化钾光阴极管为基础的"第三代"像增强器,在0.57-0.85微米范围内的量子效率只有15%-30%,远低于美国第三代像增强器的30%。微光夜视仪的视场大部分保有40度,最好的是52度。正在发展中的有100度。
4、增大探测装置的孔径
可采用的技术包括可调孔径技术、机身或弹体上安装的灵巧天线、可膨胀结构和虚拟孔径技术。可调配孔径技术允许高效费比的设计、制造能够在很大的频率范围内高效运作的阵列天线,在一个天线口径内执行多种功能。关键技术有低损耗开关、零相位漂移的一体化接地板等。该技术可以克服今天的天线调配在一个特别的、通常比较窄的频率范围上的缺点。利用灵巧结构,将天线安装在飞机机翼或导弹弹体上,可以增大孔径,而且保形。
5、探测装置组网
"灵巧灰尘"是利用纳米技术制造的成百上千个只有1立方毫米大的、具有无线电发送和GPS能力,携带电光、磁、震动、生物、化学传感器,组成特殊网络的微机电系统的探测装置。成百上千个微型探测器可以覆盖一个地区,搜集并报告数据,甚至可由几千个几厘米大的机器人组成的"筛",散布在战场上执行监视和攻击任务。
灵巧探测装置网(SSW)是探测装置和微电子装置的惊人进步,以及因特网作为实时通信工具的出现而形成的新的焦点。商业和军事空间技术和系统将使探测装置网的覆盖范围、时间性、分辨率产生大跃进,可能提供巨大的新的作战能力。灵巧探测装置网的整个设想是,探测装置智能、安全、以网络为中心的分发和汇集信息,按低层次的作战人员的要求向他们提供更好的战场态势情报。例如,采用8-10颗微卫星组成网络,敏颗卫星的天线孔径为4平方米,组成小星座后等效天线孔径为500米。"发现者2"空间探测系统由轨道高度为700千米的24颗卫星组成,15分钟可以重访任何地点,若增加另外13颗卫星,则每8分钟就可以重访一次,分辨率达1米。如果详查,可达0.3米。"多探测器技术一体化卫星"几百个的多探测器装置,由只有1千克重的小-微卫星组成网,能够提供实时信息,分辨率可达20米-几米。探测器网络操作依靠探测器节点与网间连接器通信。网间连接器提供远距离通信。探测器融合是将多个含有适当信息内容的探测器融合到一起,可以提供更准确的目标信息。
六、软件
软件包括算法、功能或逻辑、参数的应用,以及使计算机执行这些应用的密码。近期可能的进展是更先进的面向目标的软件,自然语言处理和图形识别软件。软件中期的发展是修复大规模数据的增强软件、具有成像和三维表达等先进计算能力的软件。从远期来看,期望软件能发展成"计算机智能"。
面向目标的软件--利用更有效的方法生产软件是解决软件瓶颈的方法。发展面向对象的软件要求为每个具体功能制定一套标准。面向对象的软件模式是从一套软件对象程序库发展起来的。例如把编辑功能加到新的软件应用中,软件工程师发现一个编辑对象。可以把这些程序库建造得被广泛使用,因而现有的应用可以被一次又一次地使用。面向对象的软件对时间变化的要求远多于对技术的要求。修复大规模数据--增强软件的一个主要应用是修复大规模信息。由于对因特网的依赖越来越重。今后十年对大规模信息修复的需求时显增长了。识别自然语言的软件--识别自然语言并能把自然语言转变成计算机和通信工具可以使用的数字信息。成像和三维表达--现在用户急需能够浏览三维表达的大规模数据和识别有关信息的软件。成像困难,因而需要增强计算机辅助设计,或者能把遥远的对象以可见的形式表达出来。计算机"智能"--即无缝的"渐进的编程"和它们的可交换性将允许计算机解决尚无最适宜的方法或公式能够解决的问题。计算机智能是计算机具有能够理解自己、自己的作用、运作的大环境的智能。在这个领域的研究获得成功将建立一种软件母机。智能软件包括通报装置;信息管理;"翻译舌"(TIDES)。
自主系统软件。为了从信息技术中获得"力量倍增器"的效果,必须采取一些步骤,大幅度提高自主程度,使用软件为基础进行操作。例如,利用信息技术把每架无人机理在需要1个或几个操作者进行控制,改变为每个操作者可以控制几十、几百、几千架无人机。自主系统软件包括:自主与目标交涉;机动自主机器人软件;能够进行控制的软件,以模式为基础综合镶嵌软件;分布式机器人软件;镶嵌系统程序的编写。
"以代理人为基础的控制系统"。发展和演示一些技能,以便建造、控制和协调大型自主式软件代理人系统。代理人还可以为不同的信息系统搭"桥",而无须这些系统遵循同一个标准。代理人还可以为处理像万维网那样的大系统提供接口工具。软件代理人通过将这些分离的信息系统综合到一起而解决这些难题。过去几年进行了"代理人网"的研究,支持发展和控制大型代理人系统的实验环境。在软件代理人、漫游网络,有时指的是"KNOWBET"方面也有类似情况,每个用户可能有上百万个代理人。
七、虚拟现实
成像技术从条形码发展到虚拟现实。虚拟现实将产生重大效应:第一,改变教育训练器材,在几周到数月时间内完成原来需几个月或几年才能完成的任务。使用人工智能,可以完成以前做不到的三件事:精确测定你现在知道什么;应道应给你输入什么;按照你的条件和喜欢的方式进行优化教育。第二,仿真,每件东西,包括新装置、工业复合体、航空母舰,只有经过了虚拟设计、仿真、试验后才能开始建造。
八、网络
网络和分布式系统技术包括主动网络、机动网络、下代因特网、"治安法官"、探测装置信息技术、网络建模和模拟。
下代因特网技术。发展支撑软件和硬件的技术,能够扩大网络带宽、规模、应用范围,可以向终端用户投递每秒10亿比特的信息,比今天的因特网快100倍。现在实验网络使用新的路由器和光学交换。光学交换的速度比今天电交换高两个数量级,将来的全光学交换速度可达每秒1000亿比特。下代因特网的网络的带宽和动态易变性有很大改进,能够迅速传输高分辨力图像、监视到的数字视频图像、大型数据文件,在时间很紧,特别是危机时存取超高容量的数据。其关键是新一代光学多路交换技术、允许网络内光学元件有区别地处理信息流的光学标记、能在网络内动态建立多吉比特数据通路的爆炸开关、可以监视全球因特网的千万个节点的互联网tomography工具。
机动网络技术包括:利用现有的有人和无人机载平台,为机动部队提供可靠的、大带宽、视线外通信联系的机载通信节点。
主动网络技术,目的是实验协议网络结构,以便迅速、相互依赖的创造、重建、部署新的网络服务。今天的网络结构依赖统一的标准化软件数据库,不可能这样部署。
超级网络技术。目的是使整个国家网络达到要求的超高带宽,以保证共享基础设施。需要的技术包括简化协议层次-动态光学网络个人计算机;端对端性能:实验原型。
网络监视和管理技术。建立高度自动化的制定计划和管理功能的工具,使得在降低成本和网络管理和控制的复杂性的同时,网络能够不断地增长。为此需要发展自适应网络管理和控制软件;监视/分析/可视大型网络的工具。
光学网络。WDM接近成熟,但它在个人计算机上的光学网络协议尚未准备就绪,还存在路由、控制信息拥挤、网络管理等问题。
容错网络。其目标是,在面对攻击时保证网络仍然可以利用,同时遏制进攻者可以利用的资源。
基因法则网络。建设按照基因规律运行的网络的动态行为,发展工具来勾画基本结构特点和设计特征。需要的技术有:计算机辅助设计工具来合理地设计和操纵新陈代谢系统和产品。
九、网络防护技术
武器系统、网络、指挥控制链路、通信节点、情报侦察监视装备全都依赖于坚实、实时的信息,必须在所有时间保护它们不受攻击。信息安全和保障战略是纵深防御。纵深防御由人、操作、技术三个部队组成。信息生存和保障技术包括堵塞网络、信息系统保障、探测入侵三个领域的关键技术。
1、设计一些机制
加固国防部以因特网为基础的网络,保护这些系统按路线和地址进行信息交换。还要保证这些机制能扩大到公共因特网中。
2、加固信息系统
研制一些工具,防御一些最普通的攻击。因为需要使用一些商用软件,所以必须发展软件"包武器"技术,把不可靠的商用软件包裹起来,自动监视它的行为,以确保它在界限内运作,不会破坏或散布敏感数据。
3、发展一些新的探测入侵的方法
常规的方法是,检查数据,并与已知的攻击模式相比对,但这种方法只能探测先前已经观察到或分析过的攻击形式,不能对新的、未分析过的攻击模式发出警告。新的互补探测方法采用统计探测到的反常数据,并将其与统计的正常数据相比较,从而发现攻击。现在的能力只能探测20%的攻击,虚警率高达10%。1998年首次采用定量方法评估入侵探测,实验样机进行了5项评估,正确识别了80%时间内的攻击,虚警率仅为0.1%。
需要在网络内不同地点安装的各种类型探测器相互合作,才能达到实用的性能。此外,入侵探测系统必须与安全屏障(防火墙)、能抑制或减轻攻击效应的机制相结合。采用通用入侵探测框架,允许网络各组成部分交换信息,并一起对针对网络的攻击作出反应。
信息保障其它新技术,包括制定安全架构和创新的方法,集成安全技术,形成多层防御组件,允许系统间互操作,同时保证数据和系统具有完整性和机密性。 (苏平)
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