摘要

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展,，以及其軍事應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的日益顯現(xiàn),，以大數(shù)據(jù)為關(guān)鍵基礎(chǔ)，智能決策,、智能行動(dòng)賦能全新作戰(zhàn)樣式,、指揮模式和戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的時(shí)代即將到來(lái)。基于此,，研究了美軍出臺(tái)的一系列軍事大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略,，分析了美軍大力推動(dòng)大數(shù)據(jù)建設(shè)的主要需求，梳理了美軍加速推動(dòng)大數(shù)據(jù)建設(shè)的主要途徑和實(shí)施方法,，闡述了美軍軍事大數(shù)據(jù)的安全體系及關(guān)鍵技術(shù),，總結(jié)了美軍大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，最后提出了大數(shù)據(jù)發(fā)展的建議,。

內(nèi)容目錄：

1　 美軍大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略

2 　美軍大數(shù)據(jù)建設(shè)

2.1　 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

2.2　 重點(diǎn)項(xiàng)目

2.2.1 　聯(lián)合信息環(huán)境

2.2.2　 態(tài)勢(shì)感知分析大數(shù)據(jù)平臺(tái)項(xiàng)目

2.2.3 　海軍大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)項(xiàng)目

2.3 　發(fā)展趨勢(shì)

3 　美軍大數(shù)據(jù)安全

3.1　 大數(shù)據(jù)安全體系結(jié)構(gòu)

3.2　 大數(shù)據(jù)安全關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1　 數(shù)據(jù)安全標(biāo)識(shí)技術(shù)

3.2.2　 基于分類分級(jí)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

3.2.3　 跨網(wǎng)跨域共享交換技術(shù)

3.2.4　 基于區(qū)塊鏈的高敏數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

4 　大數(shù)據(jù)發(fā)展建議

5 　結(jié)? 語(yǔ)

隨著以網(wǎng)絡(luò)化,、數(shù)字化、智能化為主要特征的新信息技術(shù)的更迭,，數(shù)據(jù)正全面融入現(xiàn)代軍事領(lǐng)域,，成為軍事戰(zhàn)場(chǎng)制勝的重要資源、軍事科研的驅(qū)動(dòng)力量和軍隊(duì)管理的核心要素,。美軍認(rèn)為數(shù)據(jù)能夠提升軍事作戰(zhàn)指揮和行動(dòng)的效率,，通過(guò)快速、高效地采集并利用軍事大數(shù)據(jù),，以達(dá)到縮短決策周期,、形成信息優(yōu)勢(shì)、增強(qiáng)聯(lián)合作戰(zhàn)的效果,。

目前美軍處于全球信息技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)先地位,，為了繼續(xù)擴(kuò)大其軍事領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)布了《國(guó)防部數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》等一系列規(guī)劃和文件,，引導(dǎo)軍方和政府加大投資力度,，啟動(dòng)一系列軍事大數(shù)據(jù)項(xiàng)目，調(diào)動(dòng)全社會(huì)優(yōu)勢(shì)資源開展大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,，意圖獲取以數(shù)據(jù)為中心的全方位軍事優(yōu)勢(shì),，搶占未來(lái)數(shù)字化、智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的先機(jī),。

1 美軍大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略

美國(guó)政府和軍方敏銳地洞察到大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要性,，在 2012 年 3 月發(fā)布了《大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展計(jì)劃倡議》，這是全球首個(gè)國(guó)家層面的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略[1],，將大數(shù)據(jù)從商業(yè)行為上升到國(guó)家意志層面,。該計(jì)劃投資 2 億美元，以推動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),、數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)分析等大數(shù)據(jù)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和關(guān)鍵工具的開發(fā),。旨在加快大數(shù)據(jù)在科學(xué)和工程領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐,，推動(dòng)和完善與大數(shù)據(jù)相關(guān)的采集,、組織和分析工具及技術(shù)，提升從大量而復(fù)雜的大數(shù)據(jù)集合中萃取關(guān)鍵信息的能力,，并應(yīng)用于美國(guó)相關(guān)部門和軍事基地的信息系統(tǒng)中,，以強(qiáng)化美國(guó)國(guó)家安全，意圖憑借其先進(jìn)的信息技術(shù),，獲取世界信息霸權(quán)，持續(xù)擴(kuò)大與其他國(guó)家之間的信息化差距,。

為加速《大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展計(jì)劃倡議》的實(shí)施進(jìn)程,，2016 年 5 月 23 日，美國(guó)政府發(fā)布了旨在構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略體系的《聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》,。通過(guò)該計(jì)劃形成以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集,、知識(shí)提取、共享交換,、分析處理以及知識(shí)發(fā)現(xiàn)和輔助決策的能力,，從而激發(fā)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和整個(gè)國(guó)家的新潛能，以實(shí)現(xiàn)加速大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新進(jìn)程的目的,。美國(guó)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的首要目標(biāo)是提高競(jìng)爭(zhēng)力,，基于此目標(biāo)，《聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》在該頂層戰(zhàn)略中規(guī)劃設(shè)計(jì)了以下幾點(diǎn)：

（1）大數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用的創(chuàng)新戰(zhàn)略,；（2）提升計(jì)算能力,；（3）提高數(shù)據(jù)可信度；（4）保護(hù)隱私,；（5）加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),；（6）人才培養(yǎng)；（7）跨機(jī)構(gòu)協(xié)作等支撐性內(nèi)容,。美軍通過(guò)《聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》已將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到賽博領(lǐng)域,，以及指揮控制、情報(bào)偵察,、后勤支撐等領(lǐng)域,。美國(guó)國(guó)防部及其下屬美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃 局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）開展的典型大數(shù)據(jù)項(xiàng)目有 8 個(gè),，即多尺度異常檢測(cè)（Anomaly Detection at Multiple Scales,，ADAMS）、洞察力項(xiàng)目（Insight）,、心靈之眼項(xiàng)目（Mind’s Eye）,、影像檢索和分析項(xiàng)目（Video and Image Retrieval and Analysis Tool）,、機(jī)器讀取項(xiàng)目（Machine Reading）,、X-DATA 項(xiàng)目,、美軍智能分析之非傳統(tǒng)信號(hào)處理項(xiàng)目（UPSIDE）、數(shù)據(jù)到?jīng)Q策項(xiàng)目（Data to Decisions）,?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)在作戰(zhàn)中的應(yīng)用，美軍軍事戰(zhàn)略正在從“以網(wǎng)絡(luò)為中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”轉(zhuǎn)變,，也預(yù)示著大數(shù)據(jù)已逐步成為智能化裝備的重要技術(shù)基礎(chǔ),，成為打贏未來(lái)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)和提升國(guó)防管理決策質(zhì)量效率的重要引擎 。

2019 年 7 月,，美國(guó)國(guó)防部發(fā)布了《國(guó)防部數(shù)字現(xiàn)代化戰(zhàn)略》,。戰(zhàn)略介紹的網(wǎng)絡(luò)安全措施包括企業(yè)邊界保護(hù)、企業(yè)端點(diǎn)安全,、移動(dòng)終端（Endpoint）安全,、中繼（Midpoint）安全、數(shù)據(jù)安全,、大數(shù)據(jù)平臺(tái)（Big Data Platform,，BDP）、身份,、憑證與訪問(wèn)管理（Identity and Access Management,，ICAM）和加密現(xiàn)代化等 8 類，BDP 是其中很重要的一個(gè)組成部分,。

２ 美軍大數(shù)據(jù)建設(shè)

美軍為了牢牢抓住數(shù)據(jù)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇,，出臺(tái)了一系列軍事數(shù)據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃，啟動(dòng)了多個(gè)大數(shù)據(jù)建設(shè)項(xiàng)目,，謀求以“數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)”為目標(biāo)的快速轉(zhuǎn)型,，意圖獲得數(shù)據(jù)發(fā)展領(lǐng)先優(yōu)勢(shì) 。

2.1　標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

為 支 撐 大 數(shù) 據(jù) 建 設(shè) 發(fā) 展,， 美 國(guó) 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 與技 術(shù) 研 究 院（National Institute of Standards and　Technology,，NIST）于 2012 年啟動(dòng)了大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究，并于 2013 年成立了 NIST 大數(shù)據(jù)公共工作組（Big Data Public Working Group,，NBG-PWG）,，對(duì)所有相關(guān)方開放，旨在通過(guò)結(jié)合行業(yè),、高校和政府等各方力量加速對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)甚至大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的接納和應(yīng)用,。NIST 發(fā)布的大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)如表 1 所示。

表 1? 大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

2.2　重點(diǎn)項(xiàng)目

2.2.1　聯(lián)合信息環(huán)境

2011 年,，美軍提出和實(shí)施了聯(lián)合信息環(huán)境（Joint Information Environment,，JIE），標(biāo)志著信息化建設(shè)重心從“以網(wǎng)絡(luò)為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詳?shù)據(jù)為中心”,。JIE 的建設(shè)目標(biāo)為統(tǒng)一數(shù)據(jù),，通過(guò)建立核心數(shù)據(jù)中心,，將重要信息匯總作為共用資源提供給美軍各軍和各級(jí)機(jī)構(gòu)。

JIE 在計(jì)算部分主要依托云平臺(tái),，在保障用戶得到具有魯棒性和容錯(cuò)性的計(jì)算能力的同時(shí),，支撐聯(lián)合區(qū)域安全棧和數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)部分主要依托核心數(shù)據(jù)中心（Core Data Center,，CDC）,，在數(shù)據(jù)策略管控下，按需向用戶提供數(shù)據(jù)與服務(wù),。

如圖 1 所示,，JIE 中不同的作戰(zhàn)層級(jí)對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心分為以下 4 個(gè)層級(jí)：（1）CDC：主要運(yùn)行于各大戰(zhàn)區(qū)總部和美國(guó)本土,，能夠依托統(tǒng)一安全架構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)化的承載和存儲(chǔ)服務(wù)。（2）設(shè)施處理節(jié)點(diǎn)（Facility Processing Node,，IPN）：主要設(shè)置于獨(dú)立性的局部區(qū)域和國(guó)防部設(shè)施,。（3） 特 種 用 途 處 理 節(jié) 點(diǎn)（Purpose Processing Node，SPPN）：主要用于保障特種用途的相關(guān)功能,；（4）戰(zhàn)術(shù)處理節(jié)點(diǎn)（Tactical processing node,，TPN）：主要是指能夠進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)環(huán)境或者部署任務(wù)環(huán)境的節(jié)點(diǎn),。

CDC 的合并措施：（1）集中管理服務(wù)器,；（2）分為 3 類整合；（3）采用云計(jì)算技術(shù),；（4）采用虛擬化技術(shù),；（5）構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)中心；（6）暫停新投資,，依托現(xiàn)有基礎(chǔ)增強(qiáng)服務(wù),。

通過(guò)合并 CDC，首先可以提高和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的使用效益,，提高系統(tǒng)效率,；其次通過(guò)合并 CDC，能使得系統(tǒng)攻擊面減少,，安全性增強(qiáng),，并能夠推行統(tǒng)一的安全架構(gòu)；最后能夠降低成本,，統(tǒng)一信息技術(shù)（Information Technology,，IT）投資，實(shí)現(xiàn)一致性的 IT 體系結(jié)構(gòu),。

圖 1 JIE 邏輯設(shè)計(jì)

建立 CDC 是整合 JIE 數(shù)據(jù)中心的一項(xiàng)重要工作,，并且 CDC 是一個(gè)簡(jiǎn)化的,、標(biāo)準(zhǔn)化的和集中化的信息基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)合信息環(huán)境，能夠隨時(shí)通過(guò)任何授權(quán)網(wǎng)絡(luò)為任何應(yīng)用程序或服務(wù)提供高度可用,、快速且安全的服務(wù),。各部門將特定的 IT 服務(wù)集中化部署到 CDC，并通過(guò)云平臺(tái)交付服務(wù)能力,，更有效地利用資源,。圖 2 為數(shù)據(jù)中心整合優(yōu)化后的最終狀態(tài)。

圖 2　美軍數(shù)據(jù)中心最終狀態(tài)

綜上所述,，美軍對(duì)原來(lái)分散在各個(gè)部門的眾多數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了整合,，其目的是高效利用資源、標(biāo)準(zhǔn)化信息數(shù)據(jù),、提高數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)的可用性,，這也是《國(guó)防部數(shù)字現(xiàn)代化戰(zhàn)略》中構(gòu)建虛擬的單一信息環(huán)境工作的組成部分。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,，整合數(shù)據(jù)中心是美軍實(shí)施大數(shù)據(jù)和人工智能計(jì)劃的需要,。

2.2.2　 態(tài)勢(shì)感知分析大數(shù)據(jù)平臺(tái)項(xiàng)目

2016 年 5 月，國(guó)防信息系統(tǒng)局（Defense information Systems Agency,，DISA）發(fā)布了《大數(shù)據(jù)平臺(tái)和賽博態(tài)勢(shì)感知分析能力》報(bào)告,，提供一整套基于云和大數(shù)據(jù)平臺(tái)的解決方案，用于收集國(guó)防部信息網(wǎng)上的所有數(shù)據(jù),，并且提供分析與可視化處理工具以理解數(shù)據(jù),。其中，BDP 是 DISA 開發(fā)的分布式大數(shù)據(jù)平臺(tái),，用于支持 PB 級(jí)數(shù)據(jù)的抽取,、關(guān)聯(lián)分析和可視化功能。通過(guò)部署在 BDP 上的一組分析工具,、攝取碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，提供整個(gè)國(guó)防部信息網(wǎng)的賽博態(tài)勢(shì)統(tǒng)一感知分析能力。美國(guó)防部目前所能實(shí)現(xiàn)的最全面,、最廣泛的國(guó)防部信息網(wǎng)的活動(dòng)視圖就是由賽博態(tài)勢(shì)感知分析能力提供,，用以增強(qiáng)美國(guó)防部網(wǎng)絡(luò)的整體安全態(tài)勢(shì)的同時(shí)支持決策。賽博態(tài)勢(shì)感知分析能力能夠提供以下主要功能：

（1）國(guó)防部信息網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)與態(tài)勢(shì)感知功能,。該功能能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)營(yíng)人員提供近實(shí)時(shí)的態(tài)勢(shì)感知能力以及傳輸數(shù)據(jù)流的可感可視,，從而快速掌握具體業(yè)務(wù)情況、數(shù)據(jù)情況,、配置狀態(tài),、事故狀態(tài)以及安全狀態(tài)等態(tài)勢(shì)信息。（2）賽博空間的防御功能,。企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析人員根據(jù)“指標(biāo)作戰(zhàn)”,，采用自動(dòng)化工作流的方式提取潛在指標(biāo)并審查,，形成網(wǎng)絡(luò)威脅報(bào)告,。還能夠根據(jù)指標(biāo),，提供相應(yīng)的警報(bào)并自動(dòng)執(zhí)行應(yīng)急響應(yīng)措施。（3）異常檢測(cè)功能,。異常檢測(cè)主要是針對(duì)可能對(duì)國(guó)防部敏感數(shù)據(jù)的完整性,、機(jī)密性和可用性造成威脅的已驗(yàn)證用戶進(jìn)行檢測(cè),，并且能根據(jù)歷史趨勢(shì)檢測(cè)到潛在威脅后，向有關(guān)部門發(fā)出警告,。（4）特定數(shù)據(jù)抽取與分析功能,。該項(xiàng)能力能夠提高賽博態(tài)勢(shì)感知分析系統(tǒng)快速開發(fā)、部署和使用分析工具的效率,。該能力主要為運(yùn)營(yíng)人員提供找出并分析軍事任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的能力。

2.2.3 　海軍大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)項(xiàng)目

2013 年至今,，美國(guó)海軍啟動(dòng)了“海軍戰(zhàn)術(shù)云參考實(shí)施”項(xiàng)目。美軍希望通過(guò)該項(xiàng)目建造大數(shù)據(jù)云生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái),，使得海軍的艦載作戰(zhàn)系統(tǒng),、傳感器和飛行器等產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)得到充分而有效的利用,。為實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目，美國(guó)海軍將采用突破性的大數(shù)據(jù)分析工具等配套系統(tǒng),，建立面向海軍的大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)分析組件和可視化界面提供相關(guān)作戰(zhàn)環(huán)境和情況的所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)視圖,，主要具有以下 3 大功能：

（１）通用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)表征。面向多源異構(gòu)的海軍作戰(zhàn)大數(shù)據(jù),，建立相應(yīng)的海軍作戰(zhàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)體系架構(gòu)，以用于不同機(jī)構(gòu)間多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)的表征和共享,。（２）分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與索引,。通過(guò)建立索引,，在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中快速查詢存儲(chǔ)作戰(zhàn)數(shù)據(jù),。（３）數(shù)據(jù)作戰(zhàn)分析,。數(shù)據(jù)作戰(zhàn)分析是該系統(tǒng)的核心。目前,，美軍主要通過(guò)研發(fā)先進(jìn)的大數(shù)據(jù)采集,、分析,、處理等工具，實(shí)現(xiàn)了多種分布式文件系統(tǒng)和作戰(zhàn)系統(tǒng),，支撐反潛作戰(zhàn)和一體化防空反導(dǎo)作戰(zhàn)，增強(qiáng)威脅評(píng)估預(yù)警,、作戰(zhàn)識(shí)別、一體化作戰(zhàn)和任務(wù)計(jì)劃以及執(zhí)行等能力,，提升海軍的作戰(zhàn)效能,。

綜上所述,，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)將會(huì)成為影響和決定軍事行動(dòng)的重要力量源泉 ,。因此，數(shù)據(jù)搜集,、分析和處理能力,，以及基于數(shù)據(jù)作出的決策將會(huì)是未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的制勝關(guān)鍵,。大數(shù)據(jù)應(yīng)用，尤其在聯(lián)合作戰(zhàn)中,，可以極大地提高信息掌控優(yōu)勢(shì)，從而提升軍事情報(bào)偵察預(yù)警能力和指揮控制能力,，有效提高體系對(duì)抗水平,。

2.3 　發(fā)展趨勢(shì)

美軍大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩個(gè)方面。一方面,，是關(guān)注數(shù)據(jù)分析和可視化等關(guān)鍵技術(shù),。在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，美軍希望能夠憑借關(guān)鍵技術(shù),，提升對(duì)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的分析和處理能力,。可以看到,，美軍在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn)從獲取基礎(chǔ)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲇袃r(jià)值的數(shù)據(jù),。美軍在信息化發(fā)展領(lǐng)域不斷強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的核心地位，攻關(guān)大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法,，研發(fā)高時(shí)效的大數(shù)據(jù)計(jì)算模型,、優(yōu)化技術(shù)與系統(tǒng)等。此外,，美軍大力發(fā)展數(shù)據(jù)可視化技術(shù),，將戰(zhàn)場(chǎng)可視化作為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)信息優(yōu)勢(shì)獲取的核心技術(shù)，敵我位置,、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),、部署情況及戰(zhàn)損、戰(zhàn)果等數(shù)據(jù)信息都能夠通過(guò)可視化技術(shù)及時(shí)反饋給指揮員,。另一方面,，美軍擴(kuò)展了大數(shù)據(jù)的作戰(zhàn)應(yīng)用范圍，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,，美軍將在數(shù)據(jù)采集,、存儲(chǔ),、管理、分析和共享交換等技術(shù)和產(chǎn)品方面實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,，進(jìn)而提升美軍戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知,、情報(bào)分析、智能決策以及安全防護(hù)能力,，大大縮短決策循環(huán)（Decision Loop,，OODA）周期和從傳感器到射手的反應(yīng)時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)“以網(wǎng)絡(luò)中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”的作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變,。

總之,，美軍作為世界軍事信息化建設(shè)的領(lǐng)先代表，正在加速向數(shù)據(jù)中心化作戰(zhàn)轉(zhuǎn)型,。

３ 美軍大數(shù)據(jù)安全

美軍緊盯大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇,，加緊軍事數(shù)據(jù)安全建設(shè)，進(jìn)而謀求以數(shù)據(jù)為中心的全方位軍事優(yōu)勢(shì),。

3.1　 大數(shù)據(jù)安全體系結(jié)構(gòu)

美軍 JIE 的安全核心是單一安全架構(gòu)（Single Security Architecture,，SSA）及聯(lián)合區(qū)域安全棧（Joint Region Security Stack，JRSS）,。SSA 覆 蓋 范 圍 如圖 3 所 示,， 包 括 JRSS、 多 協(xié) 議 標(biāo) 簽 交 換（MultiProtocol Label Switching,，MPLS）,、 戰(zhàn) 術(shù) 處 理 節(jié) 點(diǎn)（Tactical Processiong Node,，TPN）及軍事要地處理節(jié)點(diǎn)（Installation Processing Node,，IPN）。

從圖 3 可以看到,，核心數(shù)據(jù)中心在圖的中心,，其圍繞著傳輸網(wǎng)絡(luò)與聯(lián)合安全棧、各種網(wǎng)關(guān)相連,。圖的左側(cè)是運(yùn)行中心及態(tài)勢(shì)感知分析云,。核心數(shù)據(jù)中心由企業(yè)服務(wù)、統(tǒng)一能力,、管理系統(tǒng)和非軍事區(qū)等 5 個(gè)要素組成,，是聯(lián)合信息環(huán)境的核心。CDC 的頂層架構(gòu)如圖 4 所示,。

圖 3 　JIE 的安全體系架構(gòu)

圖 4　核心數(shù)據(jù)中心頂層架構(gòu)

不論是 SSA 還是 JRSS,，最終還是圍繞核心數(shù)據(jù)中心提供安全保密能力。從 SSA 采用的技術(shù)和架構(gòu)來(lái)看,，美軍針對(duì)軍事信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化,、數(shù)據(jù)中心化,、能力服務(wù)化,、終端移動(dòng)化趨勢(shì)，重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)以數(shù)據(jù)為中心的安全防護(hù)技術(shù)的研究,，其中數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)保護(hù)和零信任安全技術(shù)是重點(diǎn),。通過(guò) JIE 的實(shí)施，一方面解決了美軍全球化的區(qū)域安全接入效率問(wèn)題,，另一方面推動(dòng)了安全保密向云和大數(shù)據(jù)等集約化環(huán)境的落地。

數(shù)據(jù)保護(hù)是大數(shù)據(jù)安全的基石,。美國(guó)作為網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)國(guó)，先后頒布了眾多的數(shù)據(jù)安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,。其涉及的要素都是圍繞數(shù)據(jù)提供者、數(shù)據(jù)消費(fèi)者,、數(shù)據(jù)監(jiān)管者、數(shù)據(jù)服務(wù)提供者等開展數(shù)據(jù)安全保護(hù)工作,，力求將數(shù)據(jù)保護(hù)范圍、參與方的權(quán)利和義務(wù)以及行為準(zhǔn)則等要點(diǎn)界定清晰,。表 2為美國(guó)大數(shù)據(jù)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

表 2? 大數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)

3.2　大數(shù)據(jù)安全關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1　數(shù)據(jù)安全標(biāo)識(shí)技術(shù)

數(shù)據(jù)安全標(biāo)識(shí)技術(shù)能夠保障數(shù)據(jù)在應(yīng)用過(guò)程的可控性以及存儲(chǔ)過(guò)程的機(jī)密性,。為解決數(shù)據(jù)采集和交換安全，美軍使用了數(shù)據(jù)安全標(biāo)識(shí)技術(shù),。

美國(guó)國(guó)防部早在 2003 年就研制完成了軍用消息處理系統(tǒng)，以提供數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程中的安全控制能力,，該系統(tǒng)還提供傳輸和交換指定信息、涉密信息及非涉密信息的功能,。軍用消息處理系統(tǒng)中安全標(biāo)識(shí)的實(shí)現(xiàn)思路為：作為主體的用戶有一個(gè)知悉權(quán)，該知悉權(quán)表示該用戶可以訪問(wèn)哪個(gè)等級(jí)的文檔,。作為客體的文檔有一個(gè)安全標(biāo)識(shí)，以表示其安全級(jí)別,，從而實(shí)現(xiàn)不同安全級(jí)別文檔的訪問(wèn)控制。此外,，安全標(biāo)識(shí)還包括“類別”屬性，“類別”包含主題控制,、所屬國(guó)家等。

后來(lái),，該技術(shù)增加了新的安全性要求：將一個(gè)聲明即敏感標(biāo)識(shí)，附加在電子文件中,。它是一小段電子編碼數(shù)據(jù)，可用來(lái)限制信息訪問(wèn),，確保信息采取合適的傳輸方式。為實(shí)現(xiàn)該安全標(biāo)識(shí),，建立了一個(gè)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（Extens ible Markup Language，XML）安全標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的原型——可擴(kuò)展樣式表語(yǔ)言（Extensible Style sheet language,，XSL），主要執(zhí)行兩方面任務(wù)：一方面根據(jù)規(guī)范為文件分配安全標(biāo)識(shí),；另一方面通過(guò)網(wǎng)關(guān)仲裁權(quán)限的方式，執(zhí)行對(duì)已標(biāo)識(shí)文件的訪問(wèn)控制,。

3.2.2　 基于分類分級(jí)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

美軍數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)完整性保護(hù)和數(shù)據(jù)分類需求明顯,，常采用商業(yè)現(xiàn)貨集成方式實(shí)現(xiàn),。

2016 年底,，IBM 和美國(guó)陸軍簽訂了五年的云服務(wù)合同，價(jià)值 6 200 萬(wàn)美元,。IBM 會(huì)為陸軍構(gòu)建基礎(chǔ)架構(gòu)并提供基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（Infrastructure as a Servive，IaaS）平臺(tái),，主要任務(wù)是提高其信息基礎(chǔ)配置的效率。IBM Security Guardium 是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)安全平臺(tái),，提供了一套完整的能力,，比如敏感數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)和分類,、分級(jí)，加密保護(hù),，安全性評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)和文件活動(dòng)檢測(cè),，并通過(guò)偽裝、阻斷,、報(bào)警和隔離保護(hù)敏感數(shù)據(jù),。Guardium 不僅保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，它還被擴(kuò)展到保護(hù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),、企業(yè)內(nèi)容管理（Enterprise Content Management,，ECM）,、文件系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)環(huán)境（Hadoop or NoSQL）等。除了安全平臺(tái),，IBM 架構(gòu)還提供了云上應(yīng)用構(gòu)建的實(shí)踐,。

IBM 的大數(shù)據(jù)安全架構(gòu)包括數(shù)據(jù)保護(hù),、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)分類,，并且明確指出云計(jì)算數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案需要考慮數(shù)據(jù)加密。數(shù)據(jù)分類是幫助保護(hù)關(guān)鍵信息安全的有效方法,，在保護(hù)敏感信息之前，必須確定和鑒別它的存在 ,。自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)和分類過(guò)程，是防止泄漏敏感信息數(shù)據(jù)保護(hù)策略的關(guān)鍵組件,。Guardium 不論是在云上還是在數(shù)據(jù)中心，都可以提供集成的數(shù)據(jù)分類能力和無(wú)縫的方法,，來(lái)發(fā)現(xiàn)、鑒別和保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù),。

3.2.3　跨網(wǎng)跨域共享交換技術(shù)

美軍通過(guò)跨網(wǎng)跨域安全共享交換技術(shù)，能夠提供不同的軍事安全域之間自動(dòng)或者手動(dòng)傳輸和訪問(wèn)軍事信息的能力,。跨網(wǎng)跨域共享交換技術(shù)與防火墻技術(shù)不同,，其功能更加強(qiáng)大，美軍的跨域共享交換技術(shù)可用于不同密級(jí)的網(wǎng)絡(luò)之間,；而防火墻僅支持一個(gè)密級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)?？缬蚬蚕斫粨Q技術(shù)分為 3 類：一是傳輸類，能夠在不同軍事安全域中運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)或信息系統(tǒng),，并將之聯(lián)系在一起,，實(shí)現(xiàn)不同安全域間的信息傳輸；二是訪問(wèn)類,，能夠憑借單個(gè)工作站提供多個(gè)不同安全域信息的可視化能力和可操作能力，而各個(gè)軍事安全域之間無(wú)須進(jìn)行任何數(shù)據(jù)的交互和傳輸,；三是多級(jí)類，能夠?qū)Σ煌踩?jí)別和不同安全域的信息進(jìn)行處理,、分析或存儲(chǔ)，并且基于用戶的許可和授權(quán)能夠允許該信息被其他用戶訪問(wèn)或重新標(biāo)記,。美軍的跨域交換技術(shù)采用了多獨(dú)立級(jí)別安全（Multiple Independent Levels of Security，MILS）和多級(jí)安全（Multi-LevelSecurity,，MLS） 這 兩 種 安 全 理 論 架 構(gòu)。MILS 架構(gòu)能夠提供進(jìn)程隔離和內(nèi)核隔離兩種類型的隔離手段,。MLS 架構(gòu)則使用強(qiáng)制訪問(wèn)控制（Mandatory Access Control，MAC）模式和可信標(biāo)簽,，在驗(yàn)證修改權(quán)限和讀取權(quán)限時(shí)，根據(jù)標(biāo)簽和用戶的憑據(jù)及權(quán)限進(jìn)行區(qū)分,。

3.2.4 　基于區(qū)塊鏈的高敏數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

在探索如何將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域上， 美 軍 走 在 前 面,， 美 國(guó) 航 空 航 天 局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）,、DARPA、NIST,、 美 國(guó) 國(guó) 防 信 息 系 統(tǒng) 局（Defense Information Systems Agency，DISA）等軍方科研機(jī)構(gòu)開展了多項(xiàng)關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究和應(yīng)用嘗試,。基于區(qū)塊鏈技術(shù)，可以永久記錄動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù),，并實(shí)時(shí)記錄保護(hù)系統(tǒng)中各個(gè)組件的配置變更狀態(tài)，并在安全的數(shù)據(jù)庫(kù)中持續(xù)實(shí)時(shí)地監(jiān)控和跟蹤,，從而保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全性。不論在何時(shí),，非法修改了何種配置,，幾乎都能夠被基于區(qū)塊鏈的安全防護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)并報(bào)警,，以有效抵御非法入侵分子,。同時(shí)，憑借分布在多個(gè)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)日志系統(tǒng),，可以最小化系統(tǒng)受到攻擊的安全風(fēng)險(xiǎn),。在核武器、衛(wèi)星,、指控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)施中使用這種實(shí)時(shí)跟蹤并報(bào)警的功能,，對(duì)保護(hù)指揮信息、控制信息和命令信息等的完整性至關(guān)重要,。

2021 年,，DISA 的新興技術(shù)（Emerging Techno logies,，EM）部門向工業(yè)界尋求一種解決方案，主要解決如何基于區(qū)塊鏈技術(shù)保護(hù)高敏感數(shù)據(jù)的問(wèn)題,，并且希望該方案能夠確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持完整性和不可篡改性，并在數(shù)據(jù)以任何方式被篡改時(shí)提供報(bào)警機(jī)制,。他們尋找到了一種以去中心化和分布式方式維護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的最佳實(shí)踐辦法。同時(shí)也找到了一種場(chǎng)景示例,，該場(chǎng)景主要是采用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行探測(cè)并報(bào)警。該場(chǎng)景設(shè)定為,，非授權(quán)用戶執(zhí)行惡意活動(dòng)引起網(wǎng)絡(luò)入侵，各種記錄的活動(dòng)會(huì)被系統(tǒng)后臺(tái)跟蹤，此時(shí),，通過(guò)區(qū)塊鏈，能夠持續(xù)安全地保存這些日志,，使日志不受影響。此外,，能夠采用分布式賬本技術(shù)（Distributed Ledger Technology,，DLT），以分布式的方式和去中心化的方式共享或復(fù)制相應(yīng)的數(shù)據(jù),。若網(wǎng)絡(luò)入侵者試圖憑借任意方式掩蓋自己的蹤跡,，如增加、刪除或修改存儲(chǔ)信息,，系統(tǒng)將探測(cè)到相關(guān)行為并自動(dòng)生成警報(bào),。

４ 大數(shù)據(jù)發(fā)展建議

為推進(jìn)新時(shí)代大數(shù)據(jù)建設(shè)工作，有以下 3 點(diǎn)建議：一是開展數(shù)據(jù)基礎(chǔ)問(wèn)題研究,，打造大數(shù)據(jù)理論體系,。開展數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用理論研究，發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作用,，加強(qiáng)數(shù)據(jù)融合共享,，打破數(shù)據(jù)孤島。在數(shù)據(jù)感知與融合數(shù)據(jù)分析研判,、數(shù)據(jù)全生命周期安全,、數(shù)據(jù)可視化等關(guān)鍵技術(shù)上下功夫。重點(diǎn)開展大數(shù)據(jù)需求體系,、大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略體系,、大數(shù)據(jù)體系、大數(shù)據(jù)技術(shù)體系,、大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系及管理規(guī)章制度研究,，形成具有本土特色的大數(shù)據(jù)理論體系。

二是重視大數(shù)據(jù)安全建設(shè),，保障數(shù)據(jù)能用、敢用,、好用,。制定大數(shù)據(jù)安全管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)安全技術(shù)，加強(qiáng)物理安全防護(hù)等,，通過(guò)建立精細(xì)化數(shù)據(jù)管理權(quán)限策略,，部署端到端身份認(rèn)證設(shè)備，定期評(píng)估數(shù)據(jù)安全狀態(tài),，核準(zhǔn)數(shù)據(jù)使用記錄、研究數(shù)據(jù)意外發(fā)布與披露防控技術(shù),、形成授權(quán)管控和數(shù)據(jù)應(yīng)用全面審計(jì)等系列措施,，在最大限度利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,，提升大數(shù)據(jù)安全防護(hù)的規(guī)范性,、可操作性和有效性,。形成物防、人防和技防等相結(jié)合的組合拳,，加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用全要素和全領(lǐng)域的安全防護(hù)工作。

三是加強(qiáng)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng),，打造精通數(shù)據(jù)分析知識(shí)和國(guó)防業(yè)務(wù)的復(fù)合型人才隊(duì)伍,。為相關(guān)部門技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)分析、處理與應(yīng)用的專業(yè)技能培訓(xùn),，并建立數(shù)據(jù)專家與業(yè)務(wù)專家的高效互動(dòng)生態(tài)環(huán)境,。與民用領(lǐng)域大數(shù)據(jù)技術(shù)研究?jī)?yōu)勢(shì)院校和研究機(jī)構(gòu)合作,，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí),、數(shù)據(jù)安全等“數(shù)業(yè)俱精”的復(fù)合型數(shù)據(jù)人才,，提升大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)能力水平,。

５ 結(jié)　語(yǔ)

本文闡述了美軍發(fā)展戰(zhàn)略和美國(guó)大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，梳理了大數(shù)據(jù)重點(diǎn)項(xiàng)目，總結(jié)了美軍大數(shù)據(jù)安全體系及大數(shù)據(jù)安全關(guān)鍵技術(shù),，最后給出了大數(shù)據(jù)發(fā)展建議。

引用格式：曾夢(mèng)岐 , 石凱 , 陳捷 , 等 . 美軍大數(shù)據(jù)建設(shè)及其安全研究 [J]. 通信技術(shù) ,2022,55(7):911-918.