5G Strategy Implementation Plan – 美国国防部5G战略

《美国国防部5G战略》全文如下:

引言

目前正在发展的第五代无线通信技术(5G)有望使速度、连通性、延迟等性能提高几个数量级。5G能力部署也将比前几代更具颠覆性,其变革性影响将延伸到电信领域之外。5G网络将使更多智能设备接入互联网,从而加速已经在制造业、运输业、医疗保健和政府部门展开的数字化转型。通过到新的边缘计算、云服务、算法和应用的5G连接,从汽车到医疗植入等消费设备的功能将更强大。综上所述,5G部署将实现新一代知识经济,提高生产力,发展新业务,促进创新。

无处不在的高速连接也将改变军队的运作方式。未来作战人员将使用本地和远征5G网络传输海量数据,将远程传感器和武器连接到密集、韧性的战场网络中。这种数据丰富的环境将催生强大的算法,使指挥官能够更好地理解、塑造和适应复杂而充满对抗的物理和信息环境。低延迟通信将使新一代无人和自主武器系统跨越所有域。在战术边缘,作战人员将因更丰富得多的数据访问能力而得到赋能,因此即使是小部队也可以达成战略效果。美军必须学会利用5G提供的连接能力,快速、准确、高效行动,在未来保持有效性和生存能力。

5G是一项关键的战略技术:那些掌握了先进通信技术、泛在连接的国家将拥有长期经济和军事优势。此战略为美国防部提供了实施《国家5G安全战略》的方法,符合《2020财年国防授权法案》第254节。总体战略也符合《国防战略》指导,在大国竞争和杀伤力关键领域保持引领地位,确保5G“对未来作战网络的影响”。

挑战

向5G技术的迁移带来了多方面的机遇和风险。美国防部的核心挑战是在加速5G能力开发部署的同时,确保这些系统以及美国盟友和合作伙伴系统强健、受保护、韧性、可靠。

加速向5G迁移受到仍在制定的关键标准、安全原则和频谱政策的挑战。历史上,美国防部从未参与到制定移动无线行业标准的管理机构中去。国际5G频谱分配以及多用户共享频谱的最佳政策也仍在讨论中。关于5G出口、国外投资和技术控制措施的大量审查仍在进行中。影响5G部署成本和速度的相关因素包括产业政策、公平市场准入和政府激励政策。

确保美国防部能够在全球5G环境下运作很有挑战性,因为美国的潜在对手试图在美国的关键合作伙伴国家主导5G市场,这可能会使这些竞争对手通过供应链中被利用的组件、恶意软件和/或内部威胁非法访问网络和数据。鉴于5G基础设施的复杂性,即使是无意留下的漏洞可能也很难检测和预防。最后,对手可能利用对5G市场的控制推进安全和外交政策目标,最终损害美国的利益。

由于5G网络将传输大量敏感的个人、企业和政府信息,因此对美国的潜在对手来说,5G网络尤其有吸引力。通过持续访问美国某一盟友的5G网络,对手可能会从事广泛的间谍活动,威胁全球民众的隐私和权利,为在武装冲突中占据优势进行作战环境准备,进行信息作战,和/或破坏关键基础设施。基于这些原因,必须采取适当措施保护5G网络。美国政府还鼓励盟友和合作伙伴优先考虑安全问题,避免不可信、不可靠的5G网络供应商,即使美国防部努力为在所有网络环境下行动做好准备。

只有鲁棒、深入的5G安全方案才能解决软硬件、人为因素等全部风险,同时使美国防部充分利用5G能力。

5G目标

美国防部要求获得韧性、受保护的5G能力和频谱。因此,美国防部将支持以下国家工作:① 提升美国和合作伙伴的5G能力,② 提高5G对国家安全的风险意识,③ 开发保护5G基础设施与技术的方法。

考虑到这些挑战的广度,美国防部必须与美国其他部门和机构、行业、学术界、国会、盟友和合作伙伴密切合作,以确保成功。

(1)提升美国和合作伙伴的5G能力

美国及其全球合作伙伴能够提供世界上最先进、最高质量的5G产品。美国防部必须开发和采用新的作战概念,利用5G能力提供的泛在连通能力,提高部队的有效性、韧性、速度和杀伤力。美国防部将利用美国信息技术和微电子行业的活力加速这些能力的设计、开发、生产、采购和部署,这些能力与老一代能力和系统相比,在速度、连通能力和延迟方面性能显著增强。美国防部可以通过优先考虑5G投资、促进工业试验和国防部现场集成、促进动态双向频谱共享、投资6GHz以下和毫米波先进技术刺激发展。

(2)提高5G对国家安全的风险意识

美国防部及美国其他部门和机构必须确保盟友和合作伙伴意识到,“依赖缺乏良好安全实践和/或易受国家或非国家行为体影响的供应商”存在国家安全风险。盟友和合作伙伴关于5G投资和部署的决策不仅要考虑资本成本,还要考虑对其国家安全、信息共享、关键基础设施和经济竞争力的长期影响。美国防部同样必须打击战略竞争对手的强制策略,同时向合作伙伴提供清晰、准确的信息,帮助他们评估5G风险和机遇。

(3)开发保护5G基础设施和技术的方法

根据《国家5G安全战略》,美国防部必须评估5G漏洞,并制定设备、架构和运营安全原则。为了应对战略风险,如对供应商的强制手段或政府指示,美国防部必须采取措施将关键部件供应链风险降到最低。这些措施包括避免不可信、不可靠的来源,以及认识到“没有网络是完全安全的”。深入保护还需要采用5G设计合规标准,5G基础设施网络安全,实施“零信任”安全模型。这些措施将共同确保美国防部能够在不可信网络中有效运作。美国防部还将利用美国境内广泛的专业技术,为5G设计提供强有力的国家标准和国际标准。

这一战略将产生以下关键成果:

● 5G增强的美国防部任务能力;

● 利用泛在连通能力的韧性受保护美国防部能力;

● 即使在拥挤的对抗环境中也能确保全球频谱接入;

● 鲁棒、韧性的微电子元器件和供应链;

● 与国际合作伙伴在5G开发和保护方面更紧密合作。

5G工作路线

以下是实现以上关键成果所必需的工作路线:① 促进技术发展,② 评估、减少5G漏洞,并克服漏洞运行5G,③ 影响5G标准和政策,④ 吸引合作伙伴。

(1)促进技术发展

美国防部将通过对测试站点、频谱许可证、专业技术和资源的特有优势,推进科技、研发、测试和评估工作,促进5G技术的进步和采用,并确定5G系统、子系统和组件的新用途。美国防部还将与工业界和学术界合作,支持5G关键技术开发,将这些技术集成到受保护架构内,并演示验证“变革性5G和后5G”应用。

● 举办5G演示

美国防部将选择多个军事设施作为2020财年开始的一系列5G行业演示的平台。这些演示将开发测试军用和军民两用5G技术、概念和应用。选定的测试平台将为工业合作伙伴提供适合测试5G功能集成的大型复杂环境(例如,智慧港口、供应链管理和仓库运营)。成功演示验证的产品将快速部署,并通过美国防部相关组织进行后续采购、运营和支持。

● 毫米波技术

美国防部认识到,“5G及后5G”能力的真正转型使用需要跨所有5G频段,包括24GHz以上毫米波波段的连续可用频谱。美国微电子行业在毫米波技术方面表现卓越,美国防部可以利用这方面的专长开发、采购和部署毫米波设备。美国防部还将支持促进联邦政府共同参与的政策,并将促进毫米波技术相关国家标准和国际标准的制定。

● 动态频谱共享

无处不在的5G覆盖需要接入各种无线电频率(RF),包括中频带(1GHz~6GHz)。由于美国防部大量使用这一频带,5G行业也高度追求这一频带,因此需要开发和构建用户间频谱共享技术和框架。美国防部将支持研发、测试、采购和部署采用新技术的系统,实现更大范围的频谱接入,同时防止对既有系统的有害干扰。美国防部将开发近实时共享所需的技术和能力,以便在拥挤的频谱环境中开展军事行动。

● 开放架构和虚拟化

美国防部将为先进5G网络架构的发展做出贡献。美国防部试验计划还将为5G核心和边缘系统提供更安全的设计,包括开放式无线接入网和网络切片。由此产生的开放式架构,以及虚拟化网络和服务,将更便于各企业提供5G服务,从而刺激创新、竞争和收购选项。该方法还将通过提供更广泛的利益相关者社区来增强安全性,这些利益相关者致力于确保最终架构的整体完整性。

● 人才发展

美国5G行业发展需要广泛的、训练有素的人才队伍。美国防部将与学术界、工业界和跨部门合作伙伴合作,确定必要的技能,并制定人力资本计划,利用美国防部的STEM项目以及与大学和实验室的长期合作关系。这种方法还将扩展到开发“6G及后6G”先进技术所需的下一代人才。

(2)评估、减少5G漏洞,并克服漏洞运行5G

鉴于军队需要在敌对和对抗环境中行动,美国防部将利用基于风险的框架确保5G网络、设备、武器系统和应用的机密性、完整性和可用性,并鼓励其合作伙伴和盟友也这样做。美国防部还将对特定国家进行评估,以确定盟友和合作伙伴网络中的不安全设备对美国防部行动的影响。

● 威胁情报

美国防部必须对5G威胁和漏洞有清晰和全面的认识。美国防部还担心潜在对手的能力及其利用5G技术打击美国利益的意图。除了监测国外技术发展,美国防部还必须了解敌方军事和情报部队如何利用5G能力影响作战。这些评估必须在最大程度上利用美国盟友和合作伙伴的协作。

● 最小化5G基础设施风险

通过与盟友和合作伙伴合作,可以降低且更容易控制5G基础设施供应链风险,从而确保供应商遵守严格的监控、检查、物理安全、运营安全以及人员审查标准和最佳实践。根据第13873号行政命令《确保信息通信技术与服务供应链安全》(2019年5月15日),美国防部不会采购、进口、转让、安装、交易或使用外国对手的5G技术。此外,美国防部必须与盟友、合作伙伴和工业界密切合作,为美国防部制定并执行详细的供应链风险管理计划。最终结果必须支持美国防部全球作战能力,即使是在网络已遭危及的地区。

● 全球行动

美国防部在全球行动,将需要能安全使用私有、混合和公共5G网络。美国防部将与工业界、学术界、标准制定机构和政府研究实验室合作,在美国防部设备和基础设施中开发和部署技术,确保全球5G网络的受保护韧性利用,即使在拒止、降级、间断和受限环境中也是如此。

● 安全评估

美国防部将进行安全评估,发现、评估和减少5G漏洞。这些行动包括识别5G网络、平台和系统开发、部署和维护过程中的漏洞。

● 网络安全与零信任

5G架构的规模、复杂性和非集中式设计使其无法依赖边界防护,边界防护假设只允许可信设备进入网络。美国防部将开发验证5G零信任模型。零信任方法将使美国防部可以控制风险,同时利用加密和精细化权限管理及信息访问在不可信网络环境中运作。

(3)影响5G标准和政策

5G是一种全球性技术,正由许多私营和政府组织开发、部署和管理。设计5G系统所依据的国家标准和国际标准必然会影响哪些公司和国家处于提供5G能力的最佳位置。

● 标准制定机构

为了促进高质量、受保护、可靠5G设备和应用的发展,美国必须在制定信息和通信技术标准方面发挥主导作用。美国防部将全面实施其“标准参与计划”,并将积极参加3GPP组织。美国防部及其跨部门合作伙伴(包括美国联邦通信委员会(FCC),美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国国家电信和信息管理局(NTIA),必须为此作出具体、优先的成绩,包括加强美国在关键标准制定机构的影响力,及促进美国高质量“5G及后5G”技术发展。

● 先进频谱管理

传统频谱管理方法(为单一用途分配频率片段)不支持军民创新不断增长的频谱需求。正如2018年《为美国未来制定可持续频谱战略的总统备忘录》所建议的那样,频谱法规和政策必须跟上技术进步、频谱需求增长和运营现实的步伐。作为联邦频谱的最大用户,美国防部必须继续与NTIA和FCC密切合作,制定频谱共享新政策,包括动态频谱共享和现有频段双向共享。5G共享决策必须在技术可行性和工程分析的基础上做出,以确保能够满足当前和未来美国防部任务需求。美国防部力图证明该方法将为美国防部和5G网络运营商提供更大的频谱接入、容量和抗干扰能力。这种方法还将为美国更广泛采用频谱共享铺平道路,这将有助于推动5G部署,在需要时为美国防部提供关键任务频谱接入,并提高对抗频谱中胁迫性、非法和利用性行动的韧性。

● 5G赋能的作战概念

5G能力部署将为改革美国防部企业服务和创造强大的新军事优势提供大量机遇。美国防部将开发新作战概念,确保其部队率先利用5G的变革性速度和连接能力。美国防部将在其全部任务中探索和开发5G赋能能力,并确保在拥挤的对抗性频谱环境中达成其任务目标。军事部门将把先进的信息网络整合到美军的组织、训练和装备方式中,从而增强军队战斗力。

● 技术控制措施

美国防部还必须支持整个政府的努力,保护5G使能技术免受美国潜在对手的攻击。包括审查外国对美国公司的投资,更新和审查出口管制等措施,同时不影响美国防部获得下一代技术的能力。美国防部必须在保护敏感信息和美国公司合作并进入国际市场的需求之间取得平衡。必须定期审查和更新这些措施,跟上技术的快速发展步伐。

(4)吸引合作伙伴

美国防部必须与跨机构、国际和行业合作伙伴积极合作,以形成5G成果。这需要积极、优先、协调的对话,以支持美国防部与这些社区的共同利益。

● 国际盟友与合作伙伴

美国防部必须与美国国务院密切合作,利用即将到来的双边和多边对话,与国际合作伙伴讨论5G问题。美国防部必须向盟友和合作伙伴传达其国家安全利益面临的风险——动员、互操作性、信息共享、作战行动和对抗胁迫的能力,以便在风险缓解成本大增之前快速解决这些问题。这件事情很紧迫,因为许多国家已经在拍卖5G频谱,并对5G基础设施进行长期投资。重要的是,美国要促进对5G保护重要性和未经授权的国外访问所构成的严重威胁达成共识。关于5G安全的《布拉格提案》和《国家5G安全战略》为考量这一问题提供了有益的基础,特别指出“应考虑到第三国对供应商影响的总体风险”。

美国的盟友和合作伙伴就5G部署做出的决定通常涉及政府和行业的高层领导,他们可能不认为电信基础设施涉及国家安全问题。美国防部必须确保外国同行了解5G威胁和漏洞对互操作性和工业安全构成的风险,以便他们在其政府之间准确传达信息。这要求美国防部提供一个明确的基于国家安全的理由,事关5G供应商受制于外国政府的风险。

一些国家继续寻求通过外交压力、误导性报道、市场操纵、国家支持的融资和/或其他积极干预措施,破坏5G设备和服务公平开放的国际竞争。美国正直接面对这种策略,并确保盟友和合作伙伴意识到外国供应商与其政府安全组织之间的关系。美国防部将与国际社会合作,识别5G安全漏洞,并与美国防部同行共享相关威胁情报,以支持这些国家级的努力。

为了影响即将作出的重大决策,美国防部必须制定明确的国际参与优先事项,并确保美国防部的军事、政治和工业外联一致支持这些成果。这将包括在5G研究、标准和部署方面与美国合作机会的积极信息。

● 行业参与

美国防部将继续与包括5G微电子制造商、电信公司和应用开发商在内的全球行业合作伙伴进行公开透明的对话。一个健康强大的国家安全创新基础对于为美国提供国防供应链低风险零部件来源至关重要。美国防部与工业界的合作将继续为美国5G标准、研究重点和国际合作提供信息。只有工业界能够提供美国防部所需的5G能力。

● 国会参与

美国5G开发部署的许多方面都受到立法的影响。美国公司需要足够资金部署5G基础设施,以及公平、有竞争力地进入全球市场。美国防部将与跨部门合作伙伴合作,确定并提出具体立法建议,以加强5G标准和安全,激励部署,并纠正对开放市场的破坏。

结束语

5G技术是战略能力,将影响美国及盟友和合作伙伴的经济和国家安全。如果美国防部抓紧采取行动,则可以利用其独特的合作伙伴关系、专业技术和资源加速5G创新和部署,包括先进的毫米波和频谱共享技术,为美国防部的持久任务提供支持。这将有助于确保美国军方、美国公众以及盟友和合作伙伴获得世界上最好的5G系统、服务和应用。

原文链接:https://www.cto.mil/wp-content/uploads/2020/12/DOD-5G-Strategy-Implementation-Plan.pdf

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