软件和算法在战争中作用会越来越大,这意味着啥

美国空军“全球鹰”无人机

7月8日消息,国外媒体FastCompany撰文指出,软件正在蚕食军事领域,这对于未来的战争意味着什么呢?随着基于软件的武器和信息系统开始触达各个冲突层面,军事领导者们面临着一系列新的挑战。

以下是文章主要内容:

网络安全专家们指出,上周破坏全球各地的计算机系统的“NotPetya”网络攻击始作俑者很有可能是一个想要攻击乌克兰的政府,该国遭受了最严重的破坏。

如果真是这样,那该事件会给信息时代的争斗形式以及政府是否做好充分准备方面提出令人不安的问题。

全球各国如今纷纷运用网络武器的局面可谓前所未见。俄罗斯被普遍认为是此前对乌克兰的网络攻击的发动者。上周攻击者所使用的勒索软件是基于美国国家安全局所开发的软件工具,那些工具4月被一个黑客组织泄露。

俄罗斯、朝鲜等几乎肯定与其它的几起网络攻击有关。网络安全专家普遍认为是美国和以色列开发了最早期的网络武器之一,该网络武器是一个名为Stuxnet的病毒,针对伊朗的核计划。

这类攻击应当被认定为战争行为吗?未来网络战场上的冲突将会跟现实世界一样频繁上演吗?正如美国军方陆军参谋长马克·麦利(Mark Milley)所指出的,“下一个现实战争的第一枪有可能将会在网络世界打响,可能会带来毁灭性的影响。”

虽然战争仍然以战斗机、冲锋枪和炸弹形式进行,但各国的政府和武装部队正越来越多地引进新型的武器和信息系统。这些基于软件的系统对战场的影响力可能不用多久就会让大多数其它的系统黯然失色。

至少,变化正在酝酿当中,软件将会在几乎每一个冲突层面产生越来越深入的影响。

简而言之,软件正在蚕食军事领域,它可能会对下一个战争的胜负起到决定性的作用。

为战争写代码

上图为我在位于加州帕姆代尔市的一个比足球场还要长的飞机库,探究军事侦察和战争的未来。

除了在低声讨论飞行测试和维护的工程师,该飞机库颇为安静。它所在的高地沙漠是飞行试验城镇,离爱德华兹空军基地并不远。那里见证过迄今为止最著名的一次飞行试验:1947年,查克·耶格尔(Chuck Yeager)成为了首个飞行速度超过音速的飞行员。

耶格尔在进行那一次飞行之前撞断了两根肋骨,由于身体极为疼痛,他无法独自密封驾驶舱。

“全球鹰”的通用载荷适配器

不过我所看到的那架飞机既没有驾驶舱,也没有飞行员。它几乎完全不需要人工辅助就能航行,其滑翔机式的机翼有131英尺宽,能够在空中持续停留30个小时。

该飞机库为美国最大的国防承包商之一诺斯洛普·格鲁门公司(Northrop Grumman)所有,但该飞机——诺斯洛普·格鲁门设计的RQ-4“全球鹰”(Global Hawk)——则为美国空军所有。

它的内部装置现在全都显露出来:其海豚式的前部被揭开,显露出天气雷达装置和圆盘式卫星电视天线。

该飞机的底部装有一些数据总线接口和十多个名为“通用载荷适配器”的小型金属配件,这些装置均可让技术人员在很短的时间内更换上各种不同的侦察模块。

“全球鹰”能够携带一台高分辨率的光学条形摄像机、一个SYERS-2C多光谱传感器或者下一代的MS-177传感器。

“全球鹰”无疑是尖端的无人侦察机,但该飞机真正有趣的地方在于,它的间谍摄像机能够快速卸下来。“想象一下,要是你每次在你的手机上下载一款新应用的时候,都要重新下载一个新的操作系统,会有多麻烦。”诺斯洛普·格鲁门先进程序副总裁斯科特·温希普(Scott Winship)指出,“每次更改有效载荷的时候,你不会想要给飞机重新安装所有的软件。”但直到最近,他们才不需要再那么做。

现在,得益于名为“开放任务系统”(OMS)架构的一套软件标准,原来要花费两三个月才能完成的改组和重新测试工作只需要12个小时以内就能完成了。

美国的空军和海军、北约(NATO)等“全球鹰”客户花费2亿美元得到的不再是单一功能的飞机了,而是得到一架多功能的“智能飞机”:能够快速地通过改换用途来执行各种任务,能够不用费什么功夫就可整合新的技术,能够提供各类军事系统能够消化的数据。

虽然那听上去可能没什么稀奇的,但给美国国防部全面引入这种强大的技术近乎是一项复杂到难以想象的任务。不过,国防部正在各个领域取得进展,比如无人侦察机、导弹防御、网络战争武器、AI战斗机、情报分析、机器人战友等等。

“全球鹰”诞生之初或许只是一台传统但相当强大的无人侦察机,但它的模块化特性和底层技术预示着国防领域正发生微妙但直观重要的变化。

“全球鹰”

引入新型武器

新技术总是会改变我们的战争方式。从16世纪的火药到1940年代的核武器,再到现代的无人机,从将领到低等兵的每一个人都寻求利用上最新的作战技术进步,以其作为他们的战略和技术组合的重要工具。

今时今日的战争也不例外。

但现在的技术进展与弓弩或者加特林机枪大相径庭。诚然,无人驾驶飞机、三录仪式的战争应用、自动瞄准步枪、增强现实眼镜、智能挖掘算法等各式各样的技术目前要么在开发当中,要么出现在“电影院的大荧屏”上。

但比起监控、保卫或者狙击方面的技术演变,还有更加重大的变化。为所有的那些演变提供基础的是一种使能技术,如今它在军事领域的应用范围比以往任何时候都要广泛。

那项技术当然就是软件,它如今以更加深入的方式触达比以往任何时候都要多的军事设施:越来越多的武器和侦察系统都依仗它;越来越多制造当中的工具利用它带来的种种可能性;越来越多的决策依据软件算法来作出,不管是相对简单的决策,还是颇为复杂的决策;越来越多的开发者能够为军方运营的庞大代码库作出贡献;越来越多像什么构成武器、什么构成攻击这样的问题正被提出。

表面来看,这或许只是意味着军事进入现代时期。但仔细来看,你可能就会觉察到技术和战争信条正发生显著的变化,软件正成为武器和信息系统背后的关键因素,正日益成为将左右战局的因素。

是的,总会有飞机飞得比其余的的飞机快速,总会有坦克比其余的坦克更加坚固,总会有卫星能够比其余的卫星看得更远,总会有导弹比其余的导弹更能偏离轨道。

但真正的差异性因素将会是,提供信息和计算能力,以及理解战术未来要如何通过调整来充分利用指挥官手头的新工具和新技术的能力。

“军方所做的工作越来越多地会是用软件,”诺斯洛普·格鲁门首席技术官帕特·安科维亚克(Pat Antkowiak)指出,“从整个军事领域来看,人们似乎正开始认识到这一点已经变得重要得多了。将新功能快速整合和引入到软件架构当中的潜力,显然是未来希望的一部分。这种能够针对正快速攻向你的敌人执行迅速且高度自动化的复杂任务的概念,无疑会给行动层面带来益处。”

战士携带笔记本电脑

那种益处需要快速利用起来。美国正在训练新一批的网络战士,但网络战争已经是当前“全球威胁环境”的一个活跃部分。软件漏洞能够带来比加密数据、泄露秘密信息、冲垮国防部电子邮件系统或者侵入选举系统要严重得多的影响。

去年,司法部控告一位与伊朗政府有关联的黑客2013年侵入纽约州北部的一个小型水坝。该水坝当时处在“维护状态”,因此无法运作,但该事件表明,这种网络攻击可能会对国家的基础设施产生极大的破坏性。

“有时候,人们趋向于觉得这只是某种普通的侵略性黑客攻击,有别于那些非常严肃的、想要损害我们国家的活动。”美军陆军网络司令部行动副司令、陆军准将约瑟夫·麦基(Joseph McGee)表示。

武装部队正在尽可能快速地进行回应。美国网络司令部还很年轻——它于2009年创立——它的133支网络任务部队新团队直到去年年末才达到“初始运行能力”状态。

很多团队将无法在2018年年底之前达到全面运行状态。但鉴于当前网络攻击的现状和越来越大的威胁,美国网战司令部(USCYBERCOM)必须要尽快让它的团队进入行动状态。

它们如今被部署在全球各地的50项行动当中,有着各种各样的攻击、防守和支持能力。

“我们正在在伊拉克北部和叙利亚对极端组织“伊斯兰国”(ISIS)采取行动,支持那两个地区的地面行动。”麦基说道。虽然战士身背笔记本电脑并不是大多数人在想到中东地区的战争时首先联想到的事情,但随着时间的推移,那种场景将会变得越来越普遍。

麦基指出,在现在的网络行动中保持高效,对于我们发动未来战争的能力很重要。“网络世界正在发生的冲突不容小觑,”他说,“对我而言很明显的一点是,我们现在如何采取网络行动,将会有助于决定我们在网络危机到了真正冲突级别的时候如何来行动作战。”

针对战争的自动化算法

随着基于软件的武器开始在全球各地的战争中扮演更加重要的角色,军事领袖和决策者将不仅仅需要思考如何防御这类攻击,还需要思考什么才是实施攻击的合适方式。

国防部引入机器学习技术的最新尝试之一是名为“算法战争跨职能团队”(又称Project Maven)的项目。该团队建立于今年4月,第一项任务是通过处理分析美国无人侦察机和其它飞机捕捉回来的大量录像片段,打击ISIS。

作为第一步,Project Maven将“开发、获取和调整算法”来检测和鉴别各类物体,然后据此生成警告。

据国防部副部长罗伯特·沃克(Robert Work)称,Project Maven的目标是,“减少全动态视频图像(FMV)分析的人力负担,增加行动情报,提升军事决策能力。”鉴于机器学习算法已经被用于帮助鉴定为巴基斯坦及其它地方的武装组织效力的情报员,并取得了一定的成功,不难想象Project Maven的算法会被用于帮助鉴别恐怖分子,以及帮助决定是否向他们发动攻击。

军方和政府“ISR”(情报、监视和侦察)部门所收集的海量数据肯定被用于帮助指挥官制定作战策略和计划。但到目前为止,人工智能系统还没有被用于自动选择致命武力的目标——至少从公开披露的信息来看是这样。

不过,自动化武器系统已经能够自行决定如何执行它们的命令,即便它们还不确定那些命令应该是什么。按照美国空军的“忠诚僚机”(Loyal Wingman)概念的设想,未来有人驾驶的传统战斗机会配置一名或者多名僚机来跟驾驶员一同进行战斗。

另一家大型国防承包商洛克希德马丁今年早些时候通过它的Have Raider项目展示了这种功能,在该项目中,一架全自动化的F-16战斗机模拟空对地攻击行动,为载人飞机提供支持。

Have Raider项目中的F-16会“被告知”它的攻击目标应该是什么,同时它也能够根据沿途遇到的新威胁自动更新它的作战计划,自行决定如何在避免遭到摧毁的同时触达和摧毁它的攻击目标。

大多数的自动化武器系统愿景都多少涉及人的参与。但军事系统收集和处理的信息量实在太大了,即便有庞大的分析师和决策者团队也无法及时进行数据合成和分析。

先进的机器学习算法得出其结论所基于的理由往往是模糊的。有用的目标选定算法完全有可能将成为一种极其复杂的东西,让我们根本无法去理解和预测。

毕竟,要是某样事情人也能够做好来,那软件就没有太大的价值了。

这就是那种引发世界末日设想的东西,如“终结者”(Terminator)机器人摧毁人类文明。虽然那种事情发生的可能性不大,但我们难免会想,我们究竟给我们所创造的那些算法赋予了多大的力量——不管它们是武器系统用来瞄准敌方士兵的算法,还是社交网络用来精准投放广告的算法。

“就像生活中的其它方面一样,越来越多的战争正以算法的形式来诠释权力与权威。”哈佛大学法学院国际法与武装冲突项目高级研究员达斯汀·刘易斯(Dustin Lewis)指出,“考虑到正将算法系统引入军事职能的国家和武装部队数量,这一趋势几乎肯定会继续加速蔓延。”

刘易斯说道,随着那一趋势的延续,军事及其它领域的算法的设计师需要至少记住国际法制定的最低法律规范:“风险很高。”战士们依据让那些法规塑造他们的战斗方式的交战规则来进行训练。

随着算法能够不仅仅就如何歼击,还就歼击的对象和时间作出更多的决策,创造出算法的那些工程师是否也将会接受类似的训练呢?

让该问题变得更难处理的是,我们大多数人都已经习惯于听从我们日常碰到的那些算法,很多时候我们甚至没有意识到它们的存在。“从责任角度来看,我觉得该问题令人担忧,因为自动化战斗系统可能会被全盘采用,人们没有充分考虑清楚基本的法律和其它的责任概念。”刘易斯说道。

谷歌告诉我们哪些搜索结果是最重要的;Facebook告诉我们哪些消息值得关注;亚马逊告诉我们我们可能喜欢看哪些书籍;Spotify告诉我们我们可能喜欢听哪些歌曲。

我们大多数人有多经常去质疑那些推荐?一旦计算机告诉我们我们可能想要杀掉谁,我们会多大程度上准备好做出自己的决定?

一个信息网络控制一切

不管如何结合运用人类和受控的机器,在冲突中作出有效的决策——或者任何其它的事情——很大程度上都依赖于及时获得重要的情报和分析。这也是美国国防部想要利用软件来解决的一个问题,但据一些人透露,该部门往这一方向的最新重大行动相当缓慢,而且执行得不好。

考虑到国防部的名册上有接近300万名文职人员、军事人员和后备人才,在正确的时间以正确的方式为所有的这些人带来正确的信息是一项极其复杂的任务。

对于这种问题,不同指挥部内的独立组织过往基本都是忽略处理:现在的武装部队使用的众多计算机系统无法与其它的系统进行通讯,即便它们是在同一个部门里,又或者在同一个军事基地里。

在一些情况下,它们几乎完全无法进行通讯:例如,根据美国政府责任署2016年的一项报告,美国的弹道导弹和核轰炸很多都仍然使用8英寸的软盘来协调许多的营运职能。

独立武器系统往往都有自己的情报单位。例如,来自爱国者导弹雷达的数据能够用于发射爱国者导弹,但一般都不提供给其它本来可能能够利用它来增强国防的武器系统。

美国陆军目前在努力改变这种情况,以期将它的防空反导防御资产整合成一个名为(IBCS)“一体化防空反导作战指挥系统”(IBCS)的套装。该系统会收集和整合来自网络上的各种传感器的数据,并利用那些信息从各类武器系统中进行挑选,为它们区分任务的优先次序和设定目标,以及发动攻击。

但截至去年年初,诺斯洛普·格鲁门开发的系统一天奔溃数次,有时候会奔溃十分钟以上——因此难以相信它的警戒性。诺斯洛普·格鲁门和陆军自那以后就一直在携手努力解决问题,尽管各方估计该系统可能要到2018年末或者2019年才能推出。

另一款遭受苦难的软件是分布式通用地面系统(DCGS)。理论上,这是一款“军事级别的”企业软件,应该能够聚合所有武装部队的情报分析和分布信息,整合战场报告和来自各个来源的情报、监视和侦察(ISR)数据,以给策略家和指挥官带来有关他们所关心的“战场”的全面且可行的信息。

DCGS至少从1996年开始一直都以一种形式或者另一种形式来运行,尽管它最早期的版本采取可部署地面系统的形式,重量达200吨,有200名人员,动用六架大型的C-5 Galaxy军用运输飞机才能运送到全球各地的军事基地。

现在,该系统大大提高机动性了,但却被不同的武装部队分支用不同的方式来实施,极其需要在各项组织当中进行升级和整合。

据一些人透露,该软件现在的版本的设置、使用和维护难度很大,指挥官们往往不愿费心去使用它的诸多功能,有时候甚至不愿将它部署起来。部分分支已经开始转用更加现代的系统——其中包括安装类似于OMS的开放标准架构——但过渡过程还很漫长。

并不是说它不重要。武装部队的各个分支正在探索在战场使用手持式或者护目镜式的战术计算机,那些设备会有助于战士与指挥官保持更加紧密的联络,他们也可以将额外的情报直接传送给前线人员。

但那些设备的作用要取决于流经它们的信息和洞察,而目前那些信息充其量就是一块块的碎片。

Alphabet董事长、美国国防部国防创新咨询委员会主席埃里克·施密特(Eric Schmidt)曾呼吁军方开发自有的谷歌式集中数据存储和检索系统。彼得·泰尔(Peter Thiel)旗下神秘的大数据公司Palantir Technologies非常渴望开发DCGS软件,为了获得竞夺合同的权利,它甚至将陆军告上法庭。

Palantir的很多合同仍然没有公开,但它的高层显然看到了这类交易的巨大价值——因此他们不惜采取激进的策略来赢得国防部的订单。双方之间的关系凸显了国防采办过程的一些深层问题。

如此紧张的关系真能够诞生可为美国国防做贡献的出色软件吗?这还有待观察。

空军“全球鹰”进行MS-177先进多光谱传感器测试

新的挑战,未知的未来

正当软件蚕食军事领域,国防部很显然才刚开始利用基于软件的系统带来的一些功能。它也才刚开始着手解决这类系统会带来的一些难题:它们在一块运行得不好;它们全都可被攻击;实现强大且直观的设计的难度并不亚于任何的商业应用(很多情况下甚至难度更大);隐患和漏洞可能会在你最意想不到的地方出现。

能够在不必从头开始重新思量的情况下升级软件系统,对于国防部来说是一种新的伎俩。当然,从最新的软件开发实践中获得好处,并不是某种局限于实验性自动化战斗机的事情。

“能够及时升级,这一点确实可以应用于任何有大量软件功能的平台。”洛克希德马丁先进开发项目任务系统路线图主管雷尼·帕斯曼(Renee Pasman)说道。

让所有的这些系统共同运行好绝非易事。事实上,在美国国防部这一庞大的机构里,光是让来自一个系统或者分支的信息变得能够为其它的系统或者分支使用,就已经是不小的挑战。

国防部目前雇用的文职人员和军事人员超过200万人,国民警卫和后备军人的数量也达到82.6万人。

维持该机构在使用的系统和软件的安全性本身就是一项极其困难的事情。光维护那些系统本身对军方来说就已是棘手的任务,他们甚至连最基础的事情都没有做好:很多的军方网页公众都访问不了,这不是因为国家安全方面的考量,而是因为那些网站证书资质很糟糕,又或者缺少现行的网站安全证书。

在我们拥有摧毁地球生命的能力的年代,战争中最重要的不是能够看得更远、飞得更快和射得更准的武器。那些只是定义了锁头,但它们并非钥匙。

在很大程度上,支持和巩固那些系统的软件才将会是左右战争胜负的那个因素。如何运用软件,将会变得至少跟什么时候在哪里开枪和投放炸弹一样重要。

虽然人的独创性总会带来优势(也许吧),但未来在软件领域维持竞争优势的重要性将丝毫不亚于在硬件领域维持竞争优势,而且这项任务将落到与过往不同的人的肩上。

但愿国防部能够不落人后吧。

标签:武器

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