主頁(http://www.by236.com):軍用通信技術的發展如何改變戰場態勢
我們常說現代戰爭首先拼的是制電磁權,有了制電磁權后才能去考慮制空權、制海權等問題。那么制電磁權的本質又是什么呢?答案是通信。那么今天我們就來談一談軍用通信設備的歷史及其發展方向。
最早活躍于戰場上的軍用通信系統是電臺。這可以算是現代軍隊的標志之一。大家對它應該不陌生。畢竟沒吃過豬肉也見過豬跑,抗戰電影里面基本上都有它。二戰期間的電臺,基本上都是發送文字的,那時候的技術水平很難傳輸語音。那時候的電臺主要分為長波電臺和短波電臺。很長一段時間內,我軍用的主要是蘇聯援助的長波電臺,而國民黨方面裝備了很多美國援助的短波電臺。二者什么區別呢,長波電臺天線更長,更笨重,而短波電臺設備更小,更適宜戰場使用。此外,從通信角度說,短波電臺還有個傳輸速率更高的優勢,不過,在一個一個敲字的年代,傳輸速率高低意義不是特別大。
不過國民黨電臺技術優勢并不說明我軍在電臺使用方面是劣勢。為什么這么說呢,因為軍用通信其實是兩部分組成的,通信系統和加密系統。在二戰時期,通信靠電臺完成,加密靠人來完成?赡菚r候國民黨方面對加密不是太在行,總是會被其對手破解。當時與中國軍隊作戰的日軍對此就深有體會——根據日本史學界的統計:1940年前后,“當時陸軍能破譯國民黨軍隊密碼的80%,但對八路軍、新四軍的密碼卻幾乎不了解”。
為什么說密碼是我軍這邊更勝一籌呢?一是因為紅軍這邊骨干學歷高,有不少數學大神全心全意投入到密碼事業中。二是因為紅軍紀律性更強,嚴格遵守保密規定。反觀國民黨方面,在密碼水平本身就不是太厲害的情況下,下面部隊還經常不遵守規定,直接明碼通信或者僅使用簡單密碼通信,不被破解反而會讓人覺得奇怪了。于是抗戰期間的日軍、解放戰爭時期的我軍,都比較輕易地拿到了對國軍的“制電磁權!
同樣在密碼上面吃虧的是納粹德國。不過如果說國軍是“人蠢不能怨社會”,那么德國人可以說是“聰明反被聰明誤”。當時德國認為自己搞出來了幾乎完全不可能被外部破解恩尼格瑪,保密問題萬無一失了。但沒想到盟軍在被擊沉的德國潛艇上繳獲了一臺密碼機。這等于讓盟軍擁有了德軍一切密碼的調制邏輯。這樣一來,盟軍完全可以通過大量復制恩尼格瑪,來對德軍通信進行暴力破解。
關于恩尼格瑪,有人把它說成是早期計算機,其實,它本質上是一個密碼機。它會自動利用某種邏輯完成加密和解密,極大的提高加解密的速度,讓每個士兵都成為了加解密專家。這種思路本身是非常先進的,但問題出在哪呢?問題出它不便于銷毀。如果我們今天用密碼本進行加密,一旦出了問題,一把火就能把密碼本燒了,而這么個機器,要想摧毀其內部邏輯 ,不是簡單摔幾下能解決的,如果遇到突發情況想毀密很難的。
而為了同時解決密碼復雜度和毀密難的問題,美軍就別出心裁的發明了“印第安土著人肉密碼機”。密碼的加密邏輯是從“美國特產”印第安土著的土語里來的,別人很難破譯,而如果發生突發情況——比如印第安土兵可能被俘,那只要旁邊的戰友“送他上路”就行了。2002年,好萊塢拍攝的一部《風語者》就精彩地展現了這樣一段歷史。
二戰中后期,一種能實時傳話音的電臺開始活躍在戰場上——這就是我們俗稱的步話機。1940年,摩托羅拉研制出報話機 SCR300 。1942 年,摩托羅拉公司又研制出“手提式”的對講機(Handy Talkie)SCR-536。后者就是二戰電影里經常看到的美軍士兵手里的手持無繩電話。最開始它只是在保衛總統的特勤部門使用,開戰后,才開始大量生產,數量是十萬部左右。不過當時的步話機還是有不少缺點的。比如它只能用于小分隊近距離通信,遠了就沒信號了。再如,它不能加密,如果敵人有同類設備,且設置對了參數,那么這邊說什么,敵人也能聽到。當然,這一缺陷對于那時候的美軍來說問題不大。因為其他國家沒有同類設備,就算敵人繳獲了也不一定會用,就算會用了也不一定能聽懂美國人在說啥。(不論是日軍,還是后來德軍,前沿陣地能熟練聽懂英語的都不多)
在后來的很長時間內,軍用通信的發展本質上仍然是變頻+調制解調,但基本的邏輯并沒有變化。有線通信就不用說了,無線通信則是利用電磁波替代某種信號線,比如音頻線,視頻線,電話線這些。不加密的情況下這些信息在空中四處傳播,誰都可以接收,加密的情況下也可以接收,但你得能破解才能正確識別信息。大的變化發生在計算機技術和互聯網技術的突飛猛進之后。首先是計算機技術,它出現后,加解密不單是頂尖數學天才之間智商的碰撞了,更多考慮是運算能力的比拼。除非是一次一密,不然密碼破解只是時間問題。當然,讓這個破解時間盡可能的長就行了——比如現在非常流行的RSA算法,在不使用量子計算機的前提下(尚未真正實現),只要密鑰長度足夠長,經典計算機算到天荒地老都算不出來。
其次改變的是信息展示的方式,以前通信鏈路走的就是文字,或者實時的話音,或者模擬視頻,之后的通信基本上都是數字化的,由此也就可以實現網絡通信,文件傳輸。直觀點說,以前的通信就是我們去發電報,打電話。而有計算機之后的通信,就是互聯網多媒體,兩者的信息容量有根本性的差別。
最后就是組網更加便捷了,以前的通信是一根根線點對點的,現在的通信是一張張網。今天我們所熟知的互聯網其實就起源于美軍的軍用通信網絡,是在ARPA(阿帕網,美國國防部研究計劃署)制定的協定下,首先用于軍事連接的。其實后來的手機移動網絡前身也是來美軍摸索出來的:80年代,美軍開始想升級軍用通信網,希望擁有自動路由和交換功能。最后通用動力公司開發出了MSE系統,這就是手機的前身。這一系統當年在沙漠風暴中大顯神通,當時多國部隊的車輛舉著基站進行覆蓋,士兵則可以拿著手機喊話。
現在最前沿的軍用通訊體系當屬美軍的寬帶自組網電臺。這基本上和民用前沿通信技術是同步的,可以實現無線設備的高速通信。區別在于民用的無線通信需要依靠基站作為中心來進行組網。但基站這種東西用在軍事中不是太方便,不便于攜帶,需要架高,被打掉后附近終端都廢掉了,所以前線軍用設備最好能夠去中心化。這就要求設備自身能實現組網,也就是自組網技術。而“寬帶”二字意義相當于什么呢?相當于手機通信從2g時代走向5g時代,信息的傳輸速度和信息容量都有了突飛猛進的發展。
在烏克蘭內戰中,烏軍曾有人做出過在智能手機上面使用的炮兵解算軟件,復雜的炮兵計算靠軟件瞬間完成。不幸的是,俄羅斯黑客修改了下載鏈接,使其下載了被俄羅斯黑客修改過的軟件,這個軟件新增功能是:進行計算的時候會把使用者位置發送給黑客。于是東烏方面對就可以此位置進行火力覆蓋,導致烏克蘭炮兵損失慘重。這歸根結底是民用通訊自身的保密機制出了問題,而使用了部隊配發的加密自組網智能終端就完全沒有這種憂慮了,這也可以解放智能終端在戰場上的巨大潛力。
未來自組網技術還有一個更廣闊的應用——在未來的無人作戰平臺上。無人作戰平臺一種可能的模式是大量平臺集群突擊,這種情況下,后方要和每一個無人作戰平臺直接通信的難度很大,還存在地形遮擋的這種困難。而自組網技術可以很好的解決這個問題。后方只需要和幾個無人作戰平臺進行直接通信,無人作戰平臺互相進行中繼,即可把所有平臺都納入通信網絡。在復雜地形下,也可以通過自動的中繼來實現通信。想象一下,使用這種通信方式的無人機帶著炸彈像蜂群一樣沖過來,幾百只同時像蜂群一樣突擊,真的很難防。這就像是《黑客帝國》里面的機器章魚蜂擁攻擊地下城。
目前,我國在無人機蜂群的研發上處于世界前列。2018年年初,我國就有民營公司完成了1180架蜂群無人機的自組網表演。未來,這項技術完全有可能“披上軍裝”,活躍于戰場上。(作者署名:地心) (中國集群通信網 | 責任編輯:李俊勇) |


















