難以捕捉的電波——揭秘隱蔽通信技術(shù)
基于電磁波的無線通信是各國軍政通信系統(tǒng)所采用的主要技術(shù)，也是各國間信息對抗的主戰(zhàn)場，為爭奪電磁空間的管控權(quán)，各國情報(bào)部門均建立了電磁信號偵察與監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對電磁信號的嚴(yán)密監(jiān)控與管制。在這種情況下，如何能逃避敵方的嚴(yán)密監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)電磁信號的隱蔽傳輸，成為各國進(jìn)行信息對抗、爭奪電磁空間控制權(quán)的關(guān)鍵。
圖1基于電磁波的軍事通信指揮系統(tǒng)
什么是電磁隱蔽通信?
由于電磁空間的開放性及電磁信號傳輸?shù)妮椛湫?，承載著重要信息的通信信號完全暴露在自由的空間中。敵方的電磁信號偵察系統(tǒng)可輕易偵測該通信信號，進(jìn)而對該信號進(jìn)行干擾或截獲。為躲避電磁信號偵察系統(tǒng)，各國在高安全級別的通信系統(tǒng)中開始采用電磁隱蔽通信技術(shù)，比較著名的是美國海軍DRACO戰(zhàn)術(shù)組網(wǎng)電臺采用的超寬帶通信技術(shù)以及美國衛(wèi)訊(ViaSat)開發(fā)的重疊電磁通信系統(tǒng)。下面詳細(xì)介紹這兩種通信系統(tǒng)的隱蔽特性。
圖2軍事通信裝備
淹沒的電磁波——超寬帶電磁通信系統(tǒng)
DRACO電臺采用的超寬帶通信利用納秒至微秒級的非正弦波窄電磁脈沖作為載波，其傳輸帶寬極寬，通常達(dá)到至少500MHz或相對帶寬超過20%。與之相比，日常使用的FM廣播信號帶寬是75KHz。如果將一個(gè)FM廣播頻道比作一條單行車道的話，那么DRACO電臺的頻段就是一條雙向6667條車道的、超級寬的高速路，原來集中在單一車道上的車流，將同時(shí)平均分配這條超級高速路上。這是一種使用頻譜空間換時(shí)間的方式。所以其單頻點(diǎn)平均發(fā)射功率極小，可以淹沒在電磁空間的背景噪聲中，從而具有很強(qiáng)的隱蔽性。此外，由于超寬帶技術(shù)本身的抗干擾、高速率及穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn)，保證其具有穩(wěn)定高效的通信效率。
圖3隱藏在背景噪聲中的超寬帶電磁波
事實(shí)上，美軍從20世紀(jì)90年代中期開始大力發(fā)展超寬帶無線通信，主要側(cè)重于較遠(yuǎn)距離的無線戰(zhàn)術(shù)電臺組網(wǎng)，目標(biāo)是建立通信及定位一體化的戰(zhàn)術(shù)Adhoc網(wǎng)絡(luò)。除海軍采用的DRACO電臺外，美國TimeDomainCorp公司為美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)基地建立了代號為“秘密行動(dòng)鏈路(stealthlink)”的超寬帶無線電通信系統(tǒng)，同時(shí)，受美國國防部特種技術(shù)辦公室(The US Department of Defense's Office of Special Technology)的資助，美國Multispectral Solutions公司開發(fā)設(shè)計(jì)了一款非視距超寬帶話音及數(shù)據(jù)分組電臺。
寄生的電磁波——重疊電磁通信系統(tǒng)
重疊通信系統(tǒng)是重疊建立在他方(甚至敵方)的通信鏈路上的通信系統(tǒng)，它能在未經(jīng)允許的情況下借用他方通信鏈路進(jìn)行隱蔽通信，由于其可以在不影響原系統(tǒng)業(yè)務(wù)質(zhì)量的前提下進(jìn)行隱蔽通信，其信道可以避免受到敵方的有意干擾和物理摧毀，且能夠有效地保證己方通信暢通，是一種生存性很強(qiáng)的隱蔽通信手段。
圖4衛(wèi)星重疊通信系統(tǒng)
衛(wèi)星通信是軍事通信的一種重要手段，在衛(wèi)星通信領(lǐng)域各國的對抗非常激烈，各軍事大國日常均保持對敵方衛(wèi)星通信信號的進(jìn)行偵聽;戰(zhàn)爭時(shí)，首要任務(wù)是對敵方的通信衛(wèi)星實(shí)施干擾、破壞甚至物理摧毀，以打擊摧毀敵方的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)，也正源于此，重疊通信技術(shù)主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。
總結(jié)
針對隱蔽電磁通信技術(shù)，各國的電磁信號偵察技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展，如電磁指紋技術(shù)、電磁態(tài)勢感知及電磁地圖等，針對隱蔽通信鏈路的攻擊特性，構(gòu)建相應(yīng)的檢測防護(hù)機(jī)制。正所謂有矛就有盾，無線隱蔽通信技術(shù)與偵查技術(shù)都將繼續(xù)發(fā)展，電磁空間的攻防技術(shù)還將持續(xù)演進(jìn)并相互較量，電磁空間未來依然是各國情報(bào)部門攻防的主戰(zhàn)場。
【本文為51CTO專欄作者“中國保密協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)分會(huì)”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】
