導語

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能以及虛擬與增強現(xiàn)實等技術(shù)的深度融合和應用，數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)躍升為一項革命性的實踐，開辟了網(wǎng)絡安全新紀元。通過精確映射和實時同步物理實體狀態(tài)的能力，數(shù)字孿生技術(shù)不僅在軍事、制造等領(lǐng)域大放異彩，更是推動網(wǎng)絡安全攻防策略邁向更高的智能化和精確性。本篇文章將探討基于數(shù)字孿生的網(wǎng)絡攻防推演如何作為技術(shù)革新和安全思維的重大跳躍，為網(wǎng)絡安全領(lǐng)域帶來前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。

一、數(shù)字孿生概念簡介

數(shù)字孿生的概念可以追溯到2002年，美國密歇根大學的Grieves教授，提出了真實空間、虛擬空間，以及從真實空間到虛擬空間的數(shù)據(jù)流和從虛擬空間到真實空間的信息流。此后，Grieves教授在論文中陸續(xù)使用了“鏡像空間模型”、“信息鏡像模型”等名稱。2010年，NASA發(fā)布了“建模、仿真、信息技術(shù)與處理路線圖”，明確了數(shù)字孿生的發(fā)展愿景。2011年，美國宇航局工程師約翰·維克斯將其命名為“數(shù)字雙胞胎”。數(shù)字孿生的意義在于實現(xiàn)真實物理系統(tǒng)對虛擬空間數(shù)字模型的反饋，而由這種反饋衍生出來的各類仿真、分析、數(shù)據(jù)積累、數(shù)據(jù)挖掘，甚至人工智能的應用，都可以保證其對真實物理系統(tǒng)的適用性。美國陸軍認為，數(shù)字孿生是實現(xiàn)物理世界與信息世界交互交流的有效方法，可以通過信息世界來描繪物理世界、模擬物理世界、優(yōu)化物理世界、增強物理世界。將數(shù)字孿生的核心概念和模式引入軍事領(lǐng)域，特別是戰(zhàn)場建設(shè)領(lǐng)域。數(shù)字孿生戰(zhàn)場的概念正在誕生。

數(shù)字孿生戰(zhàn)場是對真實戰(zhàn)場中各個物理要素和物理系統(tǒng)的數(shù)字化、虛擬化和智能化，其核心是對真實作戰(zhàn)環(huán)境的逼真模擬。國外正在逐步開展數(shù)字孿生戰(zhàn)場的建設(shè)與應用。2022年2月至3月，美國海軍進行了“海軍聚合優(yōu)勢數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)(ADENA)”項目的首次演示實驗。ADENA也被稱為“沙盒”，這是一個虛擬數(shù)字孿生戰(zhàn)場，用于技術(shù)研究、任務規(guī)劃和實驗訓練，支持多領(lǐng)域、多任務和多用例應用。用戶只需要一個共享門戶來發(fā)現(xiàn)所需的工具、模型、數(shù)據(jù)和其他資源，并且可以使用數(shù)字工具進行按需構(gòu)建和云部署。它支持用戶創(chuàng)建個性化的數(shù)字孿生戰(zhàn)場實例，開展各種作戰(zhàn)和技術(shù)問題研究。支持插入新設(shè)備進行一系列系統(tǒng)的測試和評估。

二、網(wǎng)絡空間數(shù)字孿生技術(shù)塑造軍隊網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)的新紀元

近年來，數(shù)字孿生技術(shù)已逐步應用于網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)領(lǐng)域，為軍隊網(wǎng)絡攻防訓練和實戰(zhàn)指揮提供了前所未有的支持。

基于數(shù)字孿生的網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)可以有效幫助我方作戰(zhàn)人員復刻網(wǎng)絡系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備配置和業(yè)務應用，實現(xiàn)對作戰(zhàn)網(wǎng)絡的全景映射和實時同步。通過采用領(lǐng)先的建模仿真技術(shù)，數(shù)字孿生技術(shù)能夠高度還原各軍種的網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)環(huán)境，并支持多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)下的攻防推演。

通過強大的網(wǎng)絡空間沙盤的編排能力，指揮員可以實時調(diào)度不同軍種的網(wǎng)絡力量，靈活組織攻防行動，構(gòu)建立體化網(wǎng)電一體作戰(zhàn)體系。參謀人員可以在逼真的攻防環(huán)境中模擬實戰(zhàn)對抗，精準評估作戰(zhàn)方案，優(yōu)化決策指揮。基層官兵則可以反復開展攻防演練，快速掌握網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)流程，全面提升實戰(zhàn)技能。

網(wǎng)絡攻防數(shù)字孿生平臺不僅強化了單一軍種的網(wǎng)絡作戰(zhàn)能力，更為多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)提供了一體化的網(wǎng)絡空間環(huán)境。傳統(tǒng)的軍種壁壘和物理條件限制，常常阻礙了網(wǎng)絡互聯(lián)互通和聯(lián)合攻防演練的開展。而數(shù)字孿生平臺則打破了時空限制，讓各軍種在統(tǒng)一的虛擬空間中實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)、信息交互、協(xié)同指揮，最終形成無縫銜接的聯(lián)合作戰(zhàn)行動。

平臺生成的網(wǎng)絡攻防模型，可以精準描述各軍種網(wǎng)絡系統(tǒng)的異構(gòu)特性，并支持在互聯(lián)互通環(huán)境下進行一體化組網(wǎng)。多軍種可以在此基礎(chǔ)上開展聯(lián)合的網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)協(xié)作、空間作戰(zhàn)任務規(guī)劃、防御體系相互協(xié)作等，不斷強化聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下的網(wǎng)絡攻防能力。

三、網(wǎng)絡空間數(shù)字孿生技術(shù)革命化軍隊指揮與作戰(zhàn)模擬的未來

網(wǎng)絡空間數(shù)字孿生能夠為我方提供一個高度精確和動態(tài)的作戰(zhàn)環(huán)境模擬，而且通過對實際硬件需求的大幅度降低，使得構(gòu)建規(guī)模龐大、復雜度高的多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)模擬變得更加高效和經(jīng)濟。

利用數(shù)字孿生技術(shù)，我們可以快速部署覆蓋上萬節(jié)點的復雜作戰(zhàn)場景，如城市戰(zhàn)斗模擬，為指揮官提供一個直觀、可交互的戰(zhàn)場沙盤。在這個虛擬環(huán)境中，指揮官可以根據(jù)戰(zhàn)略目標和實時情報，靈活制定或調(diào)整戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃，包括攻擊策略、人員分配和分組安排。這種高度仿真的環(huán)境不僅能夠幫助指揮官深入理解當前戰(zhàn)術(shù)安排的潛在不足，還能夠在行動前預測可能的結(jié)果和影響。

更為重要的是，數(shù)字孿生技術(shù)的預測推演能力極大增強了指揮官對戰(zhàn)場全貌的掌握，提供了一種輔助性決策支持，使指揮官能夠在復雜多變的作戰(zhàn)環(huán)境中做出更加精準和有效的決策。在戰(zhàn)斗結(jié)束后，這一技術(shù)同樣能夠為復盤分析提供寶貴的數(shù)據(jù)支持，幫助指揮官總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃，從而在未來的戰(zhàn)斗中取得更好的表現(xiàn)。

四、網(wǎng)絡空間數(shù)字孿生技術(shù)軍隊網(wǎng)絡防御體系構(gòu)建的革命性進步

網(wǎng)絡空間的復雜性，加上其本質(zhì)上的虛擬特性，使得建立一個無懈可擊的安全防御體系成為了一項極具挑戰(zhàn)的任務。特別是在攻擊行為難以量化、防御體系難以全面評估的情況下，我們的網(wǎng)絡防御體系可能隱藏著諸多未知的風險。此外，防御體系的建設(shè)還必須在保護網(wǎng)絡安全和保障業(yè)務連續(xù)性之間找到一個精妙的平衡點，避免因過度防護而干擾正常業(yè)務操作。這一切都讓防御體系的構(gòu)建復雜度呈指數(shù)級增長。

在這樣的背景下，利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡空間資產(chǎn)的高精度模型，借助這些模型的推演分析能力，為我們提供了一種全新的視角和方法。通過收集并分析軍隊的網(wǎng)絡空間資產(chǎn)，我們可以在虛擬環(huán)境中復制出一個精確的數(shù)字孿生模型。這個模型能夠在不同情境下模擬潛在的攻擊路徑、業(yè)務連續(xù)性風險以及零日（0day）漏洞的潛在威脅，從而實現(xiàn)對現(xiàn)有防御體系的多維度評估和分析。

這種基于數(shù)字孿生的推演分析不僅能揭示我們防御體系中的不足，還能幫助我們評估各種假設(shè)情境下的防御效果，確保在增強防御的同時不會影響到關(guān)鍵業(yè)務的正常運作。通過這樣的方式，我們可以在虛擬環(huán)境中預測和模擬真實世界的安全威脅，從而在不增加實際風險的情況下，測試和完善我們的防御策略。

五、網(wǎng)絡空間數(shù)字孿生技術(shù)重塑軍隊網(wǎng)絡安全人才培養(yǎng)的未來路徑

在快速發(fā)展的數(shù)字化時代中，網(wǎng)絡安全人才的培養(yǎng)是保障國家、企業(yè)乃至軍隊網(wǎng)絡安全的關(guān)鍵。網(wǎng)絡空間安全不僅僅是技術(shù)的集合，它還深深地與各行各業(yè)的業(yè)務流程和操作環(huán)境相融合。因此，安全人員的培養(yǎng)不能僅停留在學習單一技術(shù)或工具的使用上，而應該更加注重綜合能力的提升，特別是在構(gòu)建和實施網(wǎng)絡攻防體系的能力培養(yǎng)上。

數(shù)字孿生技術(shù)在這一領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。通過創(chuàng)建虛擬的網(wǎng)絡環(huán)境和攻防場景，數(shù)字孿生不僅可以使學員在無風險的條件下深入學習和實踐網(wǎng)絡攻防技術(shù)，還能夠?qū)⑦@些技術(shù)與特定的行業(yè)場景和網(wǎng)絡拓撲結(jié)合起來。這種教學方法幫助學員理解，網(wǎng)絡安全措施的設(shè)計和實施不應僅僅局限于對特定漏洞的防護，更應考慮到整個網(wǎng)絡環(huán)境的上下文，以及安全策略對核心業(yè)務的影響和影響范圍。

通過在數(shù)字孿生環(huán)境中模擬真實世界的安全挑戰(zhàn)，我們能夠為安全人員提供一個全面的學習平臺，不僅讓他們掌握技術(shù)細節(jié)，更重要的是能夠培養(yǎng)他們的戰(zhàn)略思考能力。這樣的訓練不僅加深了學員對網(wǎng)絡攻防策略在不同業(yè)務場景中應用的理解，也大大提高了他們在實際工作中對各種網(wǎng)絡威脅的響應和處理能力。

重點

網(wǎng)絡攻防智能推導掛圖作戰(zhàn)解決方案

隨著國際形式的復雜度上升，基于網(wǎng)絡空間的對抗越發(fā)頻繁，如何通過網(wǎng)絡空間掛圖指揮我方的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的防護變得越發(fā)重要。Cybseer擁有一個直觀的網(wǎng)絡空間作戰(zhàn)駕駛艙，通過這個駕駛艙，用戶可以輕松地對網(wǎng)絡資產(chǎn)、流量模式、潛在威脅以及各種攻防技術(shù)和策略進行綜合管理和編排。依托于平臺的強大推演引擎，Cybseer能夠為用戶提供詳盡的攻防對抗分析，揭示防御體系的薄弱環(huán)節(jié)和攻擊策略的有效性，進而幫助用戶深刻理解并應對復雜的網(wǎng)絡安全挑戰(zhàn)。

（一）意義和作用

1.提高戰(zhàn)備狀態(tài)：通過網(wǎng)絡安全攻防推演，可以提高我J對網(wǎng)絡戰(zhàn)爭準備狀態(tài)，增強對網(wǎng)絡攻擊的防御能力。

2.訓練戰(zhàn)略決策能力：網(wǎng)絡安全攻防推演能夠模擬實際的網(wǎng)絡戰(zhàn)場環(huán)境，

幫助軍事主官訓練和提高戰(zhàn)略決策能力。

3.驗證防御策略：通過網(wǎng)絡攻防對抗推演，可以驗證和優(yōu)化網(wǎng)絡防御策略，以及對新的攻擊手段進行應對和防御。

4.培養(yǎng)專業(yè)人才：網(wǎng)絡攻防對抗推演是-種有效的人才培養(yǎng)方式，可以培養(yǎng)出一支具有高級網(wǎng)絡攻防技能的專業(yè)隊伍。

（二）核心技術(shù)路線

1、網(wǎng)絡攻防智能推導平臺功能架構(gòu)設(shè)計

2、推演引擎架構(gòu)設(shè)計

推演引擎整體架構(gòu)設(shè)計采用了插件化架構(gòu)，便于彈性擴展，圍繞核心XEngine構(gòu)建起多種引擎，比如流分析引擎、批分析引擎、歸一化引擎、圖分析引擎、DSL規(guī)則分析引擎、算法分析引擎等，通過解耦引擎之間的關(guān)系達到靈活調(diào)度和擴充的作用。

3、關(guān)系模型方法論

關(guān)系模型的方法論主要是模型構(gòu)建方法論基礎(chǔ)之上依據(jù)要爭奪的資源構(gòu)建攻防雙方的關(guān)聯(lián)模型，用于智能決策和分析使用。

4、引擎驅(qū)動狀態(tài)機方法論

狀態(tài)遷移圖主要解決了引擎在面對不同爭奪資源時所標注的狀態(tài)進行的決策，主要用于推演引擎的決策狀態(tài)變更和行為驅(qū)動。

5、評估算法模型

評估算法模型的指標量化是產(chǎn)品重要解決的一個問題，通過對安全事件或者防御行為未來可能對網(wǎng)絡孿生體產(chǎn)生影響進行預測，從而有效對當下的行為進行評估。通過內(nèi)置多種評估模型可以有效幫助用戶針對不同的場景進行量化分析，從而有效控制風險。

（三）預期效果

1、智能化推演結(jié)果統(tǒng)計

推演大屏可以快速的讓客戶清晰的認識到關(guān)鍵的風險資產(chǎn)和關(guān)鍵路徑，及整個平臺所面臨的風險和風險趨勢，同時意識到當部門資產(chǎn)被成功滲透后可能會對周邊資產(chǎn)帶來的潛在性風險，從有效進一步?jīng)Q策如何對當下攻擊路徑封堵。

2、推演作戰(zhàn)駕駛艙

推演作戰(zhàn)駕駛艙可以有效幫助用戶針對關(guān)鍵目標進行分析，并可以清晰的看到推演的過程和關(guān)鍵風險資產(chǎn)的分析環(huán)境上下文，同時在推演結(jié)果上進行防護能力編排進行二次推演可以幫助用戶評估防護的改善效果。

3、資產(chǎn)環(huán)境上下文治理

依據(jù)推演的結(jié)果，可以幫助用戶分析資產(chǎn)環(huán)境上下文，幫用戶梳理資產(chǎn)的安全畫像、業(yè)務畫像、交互畫像等相關(guān)的主要畫像信息。并對資產(chǎn)的生命周期進行全方位梳理，從而有效幫助用戶對資產(chǎn)心中有數(shù)。

4、量化匯報結(jié)果

幫助安全人員打通安全與業(yè)務關(guān)系模型，幫助安全人員有效評估阻擋的安全事件對業(yè)務的影響范圍，從而效果評估安全團隊對業(yè)務持續(xù)運行的保障價值，將安全部門由成本部門轉(zhuǎn)化為業(yè)務保障部門得到公司董事會或者管理層的認可與依賴。

5、掛圖作戰(zhàn)推演

Cybseer的高效評估功能能夠從多個維度出發(fā)，為用戶提供全面的網(wǎng)絡安全評估。無論是人員配置、事件響應還是物理設(shè)備安全，Cybseer都能提供深入的分析和建議。特別是在處理復雜的網(wǎng)絡攻擊場景，如勒索軟件攻擊或業(yè)務中斷風險時，Cybseer通過其預測性分析，能夠幫助用戶有效地評估潛在的影響范圍和風險，確保網(wǎng)絡安全決策的科學性和前瞻性。

（四）攻防推導平臺及實訓平臺

網(wǎng)絡攻防智能推導掛圖作戰(zhàn)解決方案 - 解決方案 - 軍橋網(wǎng)—軍事信息化裝備網(wǎng)