无人机群可以在海上、陆地、空中甚至太空中使用，从根本上说是一种依赖信息的武器。迄今为止，还没有任何研究从信息战的角度来研究无人机群。本文利用开源研究和定性推理，探讨了这些蜂群对信息的依赖性以及由此产生的与信息战领域--电子、网络、空间和心理--的联系。总的来说，文章对这一重要的新兴技术如何融入更广泛的国防生态系统提供了见解，并概述了加强相关信息战能力的实用方法。

关键词：信息战、无人机群、无人系统、网络战、电子战

无人机群来了。在以色列2021年与加沙的冲突中，该国军队成为第一个在战斗中部署无人机群的国家。在俄罗斯和乌克兰正在进行的冲突中，俄罗斯部署了卡拉什尼科夫KUB-BLA游荡弹药，据说这种弹药能够（或将会）形成蜂群。俄罗斯还拥有一种尚未部署的柳叶刀弹药，具有创造空中雷区以瞄准无人机和其他飞机的潜在能力。

美国及其盟友和对手正在寻求合作性的无人机群技术。这种追求并不奇怪。无人机群在每个冲突领域的每个军种都有应用，从步兵支援和后勤到核威慑。整个联合部队的军事领导人必须考虑，随着技术的成熟和进入战场，无人机群与现有能力和战争形式的关系。这些想法应贯穿于未来的概念、采购决策、演习、训练、计划和行动，以考虑到友好和敌对的使用。本文研究了一个更大挑战：无人机群和信息战。

尽管无人机群可以在陆地、海上、空中甚至太空中行动，但它们从根本上说是依赖信息的武器。每个蜂群的共同点是需要在无人机之间保持稳定的通信联系，确保信息得到有效和适当的处理。事实上，蜂群是 "能够协调其行动以完成共同目标的多个无人驾驶系统"。蜂群的许多独特优势也来自于信息共享。

无人机群的优势来自三个关键领域：机群规模、定制化和多样性。拥有更多传感器和弹药的大型机群能力更强，可以进行大规模攻击；但是，机群必须处理来自更多无人机的输入。灵活的蜂群可以增加或删除无人机以满足指挥官的需要，可以分成较小的群体，从多个方向攻击或打击不同的目标，并在增加或删除无人机时处理信息输入的变化。多样化的机群可以纳入不同类型的弹药和传感器，并允许紧密结合多领域打击，增加新类型的信息源，并在无人机以不同的速度和不同的环境风险移动时产生协调挑战。信息失效意味着碰撞的风险和能力的丧失。

这些能力使信息共享所支持的新型战术成为可能。正如保罗-沙尔写道："蜂群将是一种更有效的、动态的、反应迅速的战斗组织模式。"蜂群可以集中火力攻击目标，也可以分散和重组以反击。实现这些壮举需要高水平的稳定通信。

支持技术也依赖于信息。机器视觉--机器的观察能力--需要大量的数据来训练算法。感应器无人机使用这些算法来收集和分享关于敌方防御、可能的目标和环境危害的信息。与单个无人机一样，蜂群作为一个整体或外部控制系统必须处理在现场收集的大量信息。处理速度会影响蜂群的战场价值，因为较慢的算法速度意味着较慢的决策速度。虽然蜂群可能不包含机器视觉，但随着蜂群规模的扩大，人类控制者将面临类似的挑战。

信息依赖性意味着必须在信息战的背景下考虑无人机群。根据美国国会研究服务部的说法，美国政府对信息战没有一个正式的定义。实践者通常将信息战定义为 "使用和管理信息以追求竞争优势的战略，包括进攻和防御行动"。这种战略包括电子战、网络战和心理战。也包括空间战，因为位置、导航、时间信息和基于卫星的通信是无人系统的关键信息来源。

当然，注意到信息依赖性并不意味着行为者会成功地认识或利用这种依赖性。尽管俄罗斯军方早已认识到电子战在对抗无人机方面的重要性，但在乌克兰冲突期间，军方似乎在落实这一知识方面遇到了困难。例如，社交媒体上发布的视频似乎显示，乌克兰无人机在没有俄罗斯电子战保护的情况下靠近俄罗斯车辆。俄罗斯军方和其他国家也可能在网络、太空和心理战领域努力实施这种知识。

本文研究了无人机群与信息战四个方面（电子、网络、空间和心理）的关系，并探讨了人工智能（AI）和机器人技术，它们支持其他领域并影响无人机群的信息战脆弱性。文章最后提出了政策建议。

电子战

在巴德学院无人机研究中心对反无人机系统的审查中，电子干扰是最受欢迎的反无人机拦截系统。这种受欢迎程度并不令人惊讶；电子干扰代表了一种潜在的廉价、可重复使用的击败无人机的方法，不管是否是蜂群。人类必须向无人机提供任务参数、发射决定，有时还必须进行实际控制。中断蜂群内的控制和信息共享会扰乱无人机。如果通信中断，人类就不能设定或修改任务，或指挥打击或发布撤退命令。无人机群更依赖于通信，特别是电磁波谱上的通信。

尽管无人机可以根据简单的规则创建蜂群，但通信对于复杂的行为来说是必不可少的，特别是在军事背景下的蜂群，因为战场上的地形各不相同，战斗人员的数量和配置也在变化，而且采用了一系列的战斗战术。因此，通信对于防止无人机-蜂群的碰撞以及协调运动和攻击决策是必要的。如果无人机无法沟通，蜂群就不能作为一个统一的单位运作，不能协调搜索目标，也不能分享成功的识别结果。此外，无人机不能协调攻击，即一些无人机攻击一个目标，另一些则攻击另一个目标。没有通信，无人机群的价值就会丧失。

电子攻击可以模仿友军信号，操纵整个蜂群的通信。例如，据报道，2011年，伊朗通过干扰无人机的通信并操纵全球定位系统迫使其在伊朗降落，从而俘获了一架洛克希德-马丁公司的RQ-170 "哨兵 "无人机。如果一个国家允许无人机在没有人类控制的情况下开火（这绝不是肯定的），对手也可以发送信号，表明对手在一个友好的位置，可能会导致蜂群向该位置开火。

蜂群通信架构--因此，破坏或操纵无人机蜂群的方法--在不同的蜂群中是不同的。蜂群通信通常依赖于电磁波--无线电波（例如Wi-Fi）、红外线和光学--但声学信号对于水下无人机可能是必要的，因为电磁信号在水下传播得不好。因此，频谱管理对于确保蜂群内部和蜂群之间以及任何控制站的信号是不冲突的非常重要。蜂群控制结构要求将信号传递给正确的无人机，如果蜂群中的无人机被禁用或破坏，这将是一个挑战。

信息在整个蜂群中的传播方式也可能不同，这可能会影响破坏或维持通信的机制。在集中控制的蜂群中，一个领导者可以协调分配给蜂群中每个成员的任务。在分散控制的蜂群中，无人机与离它们最近的无人机沟通，导致出现成群行为。从理论上讲，这种行为消除了全球通信的需要。但是，实现分散控制的简单算法可能不足以应对复杂、动态的军事环境。

未来的发展可能会减少蜂群对电磁波谱的依赖。新技术根据不同的物理原理提供通信渠道，如量子通信。另外，无人机可以通过stigmergy间接地协调它们的行动。蚂蚁等昆虫会在潜在的食物来源上留下信息素痕迹，而跟随的蚂蚁如果也找到了食物，也会留下它们的信息素。先进的无人机群可以采用类似的方法。

蚂蚁为无人机群提供了另一个教训：角色的多样性。蚁群中的蚂蚁采用专门的角色，最明显的是在蚁后和工蚁之间。同样，蜂群可以纳入通信无人机，将可用的机载功率用于加强信号，作为交换通信的备用节点，或使用不同的信号类型来发布撤退命令。无人机群还可以混合集中式和分散式的通信方法，以提高复原力。例如，蜂群可以依靠分散式通信，并有一个备用的集中式通信系统来对抗干扰。这种方法将需要大量的技术开发，以防止两种通信方式之间的冲突。

随着无人机群越来越自主，来自群外的基于电磁频谱的信息就越来越少，对人类输入的需求减少意味着对一些通信渠道的需求减少。然而，这种自主性是有代价的，那就是操纵或破坏自主系统的新机会。

从理论上讲，先进的无人机群可以独立于外部控制，但政策和技术上的挑战给自主权设置了上限。美国防部目前的政策不允许无人平台上的半自主武器在通信功能下降的情况下选择和攻击目标，也不允许自主武器在没有有意义的人类输入的情况下用致命武力攻击人类。自主的、复杂的战略决策，如评估目标对整个战争结果的价值，如果没有通用的人工智能，可能是不可能的，而通用人工智能在短期内不太可能出现。因此，在可预见的未来，将需要一些电子通信。电子战也越来越与网络战联系在一起。

网络战

网络攻击可能试图使无人机群失灵、控制、操纵或渗出信息。蜂群必然拥有单个无人机的所有网络安全漏洞，包括容易受到反认证攻击（阻止控制器操作无人机）、代码注入和代码更改、利用零日漏洞以及数据外流。更多的无人机也意味着有更多的机会来攻击系统。

网络攻击可以通过反认证攻击或代码注入或更改来实现无人机控制系统。使人类控制失灵或改变代码，使无人机引擎或螺旋桨不能动弹，可能会导致蜂群崩溃。坠落的无人机可能与其他无人机或其他友好资产相撞。禁用传感器可能导致无人机群盲目飞行，导致碰撞或阻止识别对手的防御系统和其他感兴趣的目标。作为一个民用例子，研究人员在2015年7月利用网络漏洞使一辆吉普切诺基®的刹车失灵。限制无人机的移动为对手提供了战场优势。更巧妙的是，网络攻击可以利用无人机群的信息处理算法。通过提供不正确的数据、重放攻击（重复或延迟有效的信息传输）、注入恶意的代码或改变现有的代码来实现对无人机控制和任务分配算法的简单操纵，可以造成重大破坏。如果操纵使无人机无法检测到彼此，它们可能会发生碰撞。如果不能检测到环境危险，可能会导致崩溃，只需输入旧的视频或图像数据，使蜂群不能 "看到"它前面的建筑物。由于错误是不可避免的，增加错误风险（但不一定导致错误）的代码修改可能会在很长一段时间内没有被发现。对手引起的错误可能会出现在正常的计算机错误中。另外，网络操纵可能会减缓信息处理、决策或物体识别，使蜂群更容易受到反蜂群防御的影响。算法破坏甚至可能发生在生产过程中。

机器学习和相关技术的进步使对手能够创建和传播高度复杂的假图像和视频，或利用网络渗透将其注入数据收集中。假数据可能导致图像和视频分析软件得出错误的结论，错过威胁，或将非战斗人员作为目标。如果在多个无人系统中使用相同的软件，对手可能会造成大规模伤害。

最重要的是，对手可以通过改变控制算法的代码或提供不正确的数据，使无人机群认为一个友好的目标是一个对手，从而将无人机群的能力转为自己的利益。另外，敌方可以命令蜂群离开受威胁的区域或进入敌方的火力范围。对手也可能使蜂群安全地进行收集和研究，以获得关于蜂群能力的独特情报。对网络操纵的脆弱性和自主性水平是相互关联的。

更多的自主性意味着更复杂的计算系统，有更多的利用机会和更大的错误风险。具有自主导航、运动或瞄准系统的无人机可以在没有人类控制的情况下运行，并可以被操纵。同样，对于更大的、异质的蜂群来说，协调可能更加困难，这提高了灾难性失败的风险。识别渗透在大型蜂群中也更具挑战性，因为对手可能只攻击蜂群中的一架无人机。

最后，对手可以通过访问无人机之间或无人机与控制站之间的通信链路或无人机本身的内部控制系统的软件和固件，寻求从蜂群中渗出数据。这些策略可以让对手收集关于蜂群位置和活动的情报，以改善防御，从预期的攻击区域撤退，或酌情准备反措施。通过更好地了解使多架无人机以蜂群形式运作的算法和程序，数据渗出也可能促成更多的破坏性行动。这种理解也将更好地使行动者能够创建他们自己的蜂群。

空间战

无人机群通常依靠空间资产进行地理定位，而在地平线上行动的无人机群需要空间资产进行指挥和控制。如果卫星被禁用或摧毁，蜂群可能无法有效运作，或者根本无法运作。然而，最近的技术发展表明，随着时间的推移，空间领域的依赖性可能会降低，而且信息战的最有可能的层面不再是无人机群的要求。

许多无人机群依靠全球导航卫星系统（GNSS）来引导它们，GNSS航点可用于定义所遵循的路径或要避免的区域，识别感兴趣的目标（如用于情报收集的对手设施的位置），并引导机群返回发射位置。卫星也可以作为指挥和控制信息的中继站。

目前，无人机群在相对较短的距离内运行，没有必要进行卫星通信。随着技术的发展，无人机群可能在更远的距离上运行，这些更远的距离可能需要基于卫星的通信来更新任务目标，给予许可，或提供其他命令。在未来，蜂群中无人机之间的通信甚至可能需要空间资产来覆盖长距离。

停用或摧毁卫星将使依赖卫星进行地理定位或指挥命令的蜂群无法有效运作。无人机将变得无效，并开始徘徊而不知道该做什么或去哪里。在一个敌对军事力量主要依赖无人系统的世界里，在大范围内禁用地理定位可能被证明是毁灭性的。

技术的进步可能减少或可能减轻基于空间的风险。蜂群可以使用外部的全球定位系统节点来帮助定位。一个研究小组使用与全球定位系统相连的浮标，让水下无人机在不直接进入该系统的情况下定位其位置。一个类似的概念可以通过使用从已知位置（如支持车辆）传输的信号来帮助地面或空中车辆进行地理定位。另外，新的导航概念可能会消除对全球导航卫星系统的需求，尽管这些概念在军事上的成功程度还不清楚。与电子战一样，更多的无人机自主性降低了对外部、天基信号的需求。

心理战

无人机群与心理战的关系最小。但可能用于传播宣传小册子是个例外，然而，与现有的宣传手段相比，蜂群似乎没有什么有意义的优势。然而，无人机群和更广泛的自主武器可能会成为错误信息、虚假信息和恶意信息的对象，因为全球和公共规范围绕着机群和自主武器的使用形成。由于担心对平民的风险和放弃人类控制的道德问题，越来越多的运动正在寻求禁止自主武器。越来越多的人支持这一运动，包括在一些北约成员国。例如，根据2019年1月的益普索民意调查，%的德国人反对使用自主武器。同样，由于大规模伤亡的可能性和目前机器视觉系统的脆性，武装的、完全自主的蜂群可能会带来类似于传统大规模杀伤性武器的心理影响和风险。"大规模杀伤性武器 "一词带有强烈的规范意义，围绕其使用和扩散的污名。

无论这些公众运动是否转化为全球政策的变化，它们都可能为战略信息行动创造机会，以播种分裂。例如，行为者可能会放大关于使用蜂群和自主武器的说法，以鼓励内部和伙伴国家反对战争努力。反之，行为者可能会对他人进行虚假指控，以达到同样的效果。核实自主武器是否真正自主的挑战使得真相与虚构难以区分。无人机群的自主性可能更容易证明，因为一个人有可能控制一个由几十架无人机组成的小群，但没有人能够合理地控制几千架无人机。驳斥关于无人机群自主使用的错误说法则要难得多。

人工智能和机器人技术

人工智能和机器人技术的进步是无人机群所有方面的基础，并影响到对信息战的脆弱性和复原力。这些技术的改进可能会导致更好的瞄准算法、蜂群任务分配算法和更大、更复杂的蜂群，也会影响可能被蜂群使用或对抗的电子战、网络战和空间战系统。在战场上更多地使用人工智能和机器人技术也可能为心理战创造更多机会。

机器人和人工智能可以改善进攻性电子战和网络战能力。机器学习可以加强电子战的目标定位，创造更有效和自动化的网络攻击。例如，机器学习可以实现更好的频谱和功率分配、网络钓鱼检测、网络入侵检测和其他活动。事实上，据报道，中国人民解放军战略支援部队正在将机器学习与网络战和电子战相结合。此外，机器学习的进步可以使用户通过网络手段向友好或敌对的数据集添加更好的深度假象。研究人员也在探索使用机器人作为电子攻击和网络攻击的平台。

人工智能的进步也有可能改善电子、网络和空间对抗措施。基于人工智能的网络防御技术为网络入侵检测提供了巨大的好处，包括提高准确性、自动响应和吞吐量。另外，机器人系统可以被用来在其他系统退化或被破坏的地方形成一个临时的通信网络。例如，Swarm Technologies的SpaceBEE卫星为互联网连接的设备形成了通信网络。单个或多个机器人可以作为中间人，支持稳定的通信。

机器人系统非常适合太空战；它们不需要维持生命的设备，这使它们的成本更低。天基机器人可以用来攻击对手的卫星或收集信息。多个天基机器人可以操纵空间碎片进入轨道，以打击对手的卫星或发动分布式的协调攻击。当然，天基蜂群可能有不同于地面蜂群的技术挑战，特别是成功的移动和协调。

战场上更多的人工智能和机器人意味着有更多的机会指责对手违反新生的自主武器规范，因此，有更多的机会发动心理战。人工智能的改进可能会抵消这种担忧的一部分。活动家们的一个担忧是，众所周知，机器学习是很脆弱的，因为训练数据可能是有偏见的或不完整的。加强测试和评估、合成数据和数据共享可能会减少风险，并提供反信息的机会。如果不仔细检查训练数据，就很难判断机器学习系统有多强大，甚至不可能。敌人可能会谎称机器学习系统未经测试且设计不良，导致平民面临高风险，而反驳这种说法将非常困难，甚至不可能。因此，广泛部署这些系统可能会导致对违反战争法的指控增加。

政策建议

无人机群对信息战的依赖对军方的成功行动有几个影响。

对无人机群和信息战之间的关系进行更深入的研究是必要的，应该探索信息互动的技术特征，信息环境如何影响战术使用，以及战术使用如何影响作战和战略环境。一些研究可以进行建模和模拟，以评估不同的无人机群配置对信息攻击的复原力。模拟和战争游戏可以探索无人机群在特定信息相关角色（如电子攻击）或作为反卫星武器的相对价值。

分析的重点应该是信息竞争在不同类型的冲突中如何变化（同行对同行，同行对近同行，以及不对称），不同形式的通信对电子攻击的弹性和无人机群如何适应更广泛的频谱分配，以及纳入无人机群的新概念以及它们如何与信息战互动。

友好无人机群的研究和开发必须包括对信息攻击的加固。蜂群内的通信渠道、信息处理系统以及较远距离的指挥和控制系统都必须得到保护。某些系统（如物体探测算法）将不针对蜂群。一些有希望的信息加固研究已经开始，如国防高级研究计划局关于可在GNSS否认的环境中操作的蜂群的工作。无人机群的加固程度应取决于任务以及机群可能面临的基于信息的攻击的可能性和类型。

美国还应该对各军种的信息战能力进行全面审查。有迹象表明，美国空军和美国陆军面临着电子战的挑战，尽管美国海军没有。美国陆军卓越网络中心的指挥官约翰-莫里森少将直言不讳地说："当涉及到电子战时，我们的武器不够用。我们被同行和接近同行的竞争者所淘汰。"最近的报告也描绘了军事网络安全的负面形象。2018年10月政府问责局的一份报告 "发现从2012年到2017年，[国防部]测试人员经常在几乎所有正在开发的武器系统中发现关键任务的网络漏洞。"国防部在招募网络战士方面的困难以及硅谷和该部门之间日益扩大的分歧加剧了这一挑战。美国在太空也面临越来越多的反对。国防情报局最近的一份非机密报告发现如下。

俄罗斯等的军事理论表明，他们认为空间对现代战争很重要，并将反空间能力视为降低美国和盟国军事效力的一种手段。俄罗斯等都发展了强大和有能力的空间服务，包括天基情报、监视和侦察......。俄罗斯等都在发展干扰和网络空间能力、定向能武器、在轨能力和地基反卫星导弹，可以实现一系列可逆转到不可逆的效果。

该审查应评估军事信息战的真实状况及其与对手发展的一致性，确定改善信息战能力和组织的具体建议，并为国防工业和知识分子提供一套非保密的建议和指导，说明他们的努力如何能够支持更广泛的信息战活动。

根据审查结果，美国军方将能够在研究和发展进攻性信息战能力（例如，电子干扰和进攻性网络武器）方面进行有针对性的投资，以扰乱、操纵或以其他方式击败可能被用来对付美国军队的对手无人机群。这种投资也将有利于未来战争的其他方面--从对抗无人系统和依赖信息的战争概念到破坏敌方的供应链。

相关的能力应该在组织上进行整合，机器人技术、电子战、网络战和太空战的发展应该为无人机群的获取、研究和开发、战争游戏、概念和理论发展以及相关培训提供参考。由于无人机群的信息挑战对每个军种都是一样的，因此应尽可能在联合层面开展活动。更好地整合信息领域的各个组成部分对非蜂群无人系统也是有用的，因为本文的许多分析也适用于它们。

对敌方无人机群和相关信息战方面的情报收集也很重要。针对无人机群技术操作的情报收集将帮助军方了解如何操纵或破坏对手的无人机群，并确定秘密行动的机会，如毒害用于机器视觉算法的数据收集。其他明显的情报收集目标是结合信息战能力的对手组织（例如，中国人民解放军的战略支援部队）。收集到的信息将有助于军方了解可能针对美国和战略伙伴无人机群部署的能力。

在部署无人机群之前，未来的指挥官应评估战场上的信息战情况，以告知将使用的机群类型及其组成。例如，指挥官可以包括更多的通信无人机以提高生存能力。应该建立培训、演习和战争游戏，以帮助指挥官发展和行使这种判断。此外，将信息战要素纳入更广泛的战备和训练活动中，将使指挥官了解失去对信息环境控制的挑战。指挥官还可以考虑部署反电子战武器，以支持无人机群在被拒绝的环境中使用。

如果美军寻求大量使用无人机群，它还必须计划减轻由此产生的心理战风险，并采取措施使这些行动更加透明，确保适当的人力控制，前提是这种透明不会给对手带来好处。例如，美国可以通过将国防部指令3000.09 "武器系统的自主性"下的现有限制变成具有约束力的法律，或通过关于自主武器能力的新的透明度政策，对自主武器采取更有力的限制。这些限制可以伴随着昂贵的承诺，如投资于自主武器的核查措施。