2008年底，从伊拉克巴拉德空军基地起飞的无人机（UAV）架次从每天100架次下降到每天10架次。由于带宽意外丢失，大多数无人机无法将全动态图像传回内华达州克里奇空军基地。这次任务并不是通过网络攻击、电子战系统或剧烈的太阳活动实现的。一千英里外，地中海东部拖曳的船锚损坏了海底电缆，切断了阿拉伯湾地区60%的商业和军事电信综合能力。一起小型海底事故引发了一系列连锁反应，波及整个网络空间，影响了空中的飞机，使其无法支持地面作战行动。这一事件展示了信息时代战争的复杂非线性，日益增强的互联性可以将不同领域看似孤立的漏洞联系起来。

海洋和海底的平均深度约为4,000米（或约2.5英里），大部分海洋和海底都是看不见、摸不着的。然而，趋势表明，由于关键基础设施、资源和国家安全相互交织，深海和海底的重要性（无论是物理上还是作为信息战（IW）场所）都将日益重要。海底基础设施正在迅速发展，人们越来越依赖其效用。基础设施的增长给竞争和国家安全带来了新的挑战和机遇。美国海军必须敏锐地跟踪海底基础设施的发展，因为他们可能会被要求保卫、攻击或影响它。

关键海底基础设施的蓬勃发展

我们的现代生活方式依赖于关键基础设施，“这些基础设施被认为对美国至关重要，它们的瘫痪或破坏将对安全、国家经济安全、国家公共卫生或安全或其任何组合产生破坏性影响。” 美国总统政策指令21将关键基础设施分为16个部门，其中四个部门有海底组成部分：

A.通信部门包括承载99%国际数据和互联网流量的海底电信电缆。

B.金融部门使用海底电缆传递详细说明货币流动的大量交易数据，包括通过环球银行金融电信协会 (SWIFT) 网络的每日数百万条消息。

C.国防部门运营海底传感器和范围，并租赁商业海底光纤的带宽。

D.能源部门拥有海底石油和天然气管道以及电力电缆。正在安装新的海上基础设施，以利用替代能源并启动矿物开采项目。

对海底基础设施的价值和依赖必将增加。海量数据必须在广泛分布的数据中心之间流动以支持云服务。主要科技公司（例如谷歌、微软和 Facebook）的可用容量已经超出，并且已经在安装自己的跨洋数据电缆以应对未来的增长。即使是很小的改进也很重要。2015年，伦敦和纽约金融交易中心通过Hibernia Express连接起来，这是一条新的海底电缆，耗资3亿美元，被认为是一笔不错的投资，因为它将传输时间缩短了2.6毫秒。

随着人工智能 (AI) 的广泛采用，将大量数据转化为可操作信息的能力将变得至关重要，这使得训练有素的算法成为竞争优势的一个主要方面。作为有效人工智能的关键推动者，训练数据将成为全球战略商品。保护这些数据和数据流免受物理和网络攻击将变得更加重要，以确保机密性（防止未经授权的访问和泄露）和完整性（防止可能误导机器学习的篡改或“中毒”）。大部分数据将穿越数千英里不设防的海底电缆。

量子计算未来的实现和采用也将影响安全性。最紧迫的问题是它被用来破坏现有的加密。随着截获的消息变得更容易被破解，传统的“空中”军事无线电传输将受到限制。敏感传输将转向更安全的方式，将更多的流量推向海底电缆。

除了数据电缆之外，未来的数据中心本身也可能位于水下。通过其名为Project Natick的水下北方群岛数据中心实验，微软证明了海底数据中心可靠（水下两年，故障率是陆地数据中心的八分之一）、灵活（可部署在靠近主要沿海人口中心的地方）和高效（具有冷却功能）由周围海洋免费提供）。

Microsoft Project Natick团队成员在从苏格兰奥克尼群岛海底打捞出北部群岛数据中心后，对其进行了清洗。（乔纳森·班克斯摄）

服务器已从北部群岛数据中心移除。（乔纳森·班克斯摄）

同样，海底管道将继续利用日益雄心勃勃的工程为世界各地提供主要能源供应。规划中的EastMed线路将从以色列和塞浦路斯天然气田延伸至希腊和意大利，全长1900公里，深度接近3000米。能源行业也在向替代能源市场扩张，安装海上风力涡轮机以及波浪和潮汐发电设备，并利用海底电缆将电力输送回岸上。海上风电场比陆上风电场效率更高，可利用更高且更稳定的风速。同样，微小的变化也很重要，因为涡轮机在风速为15英里/小时的情况下产生的能量是12英里/小时的风速的两倍。未来，随着传统陆地发电厂不再受到重视，更多电力来自“蓝色经济”，国家将（在不知不觉中）更加依赖日常生活的海底基础设施。

灰色地带颠覆的关键领域

“灰色地带”竞争的特点是挑战基于规则的国际体系的活动，以获取收益，同时保持在引发全面军事反应的水平以下。这些活动利用治理不善、模糊性和归因困难来转移责任并挑战政策反应。鉴于深海和海底是教科书上的灰色地带，随着海底基础设施的发展，这种竞争的规模将会扩大。它很难访问，更难以监控，而且其中大部分超出了任何国家的管辖范围。虽然在表面上，像海上民兵这样的代理人可以利用模糊性来执行可疑的领土主张，但海底领域的灰色地带颠覆的风险甚至更高。

美国竞争对手显然看到了将海底关键基础设施置于危险之中的威慑价值。情报界公开发布的2022年度威胁评估警告称，“俄罗斯特别注重提高针对美国以及盟国和伙伴国家关键基础设施的能力，包括水下电缆和工业控制系统，因为这些基础设施会受到损害提高并展示了其在危机期间破坏基础设施的能力。”

2022年9月发生的北溪管道破坏事件凸显了海底的不确定性，并预示着未来的挑战。虽然已知的损坏仅位于约50米深度，但通过法医鉴定到底发生了什么仍然具有挑战性。如果发生在海洋平均深度4000米的地方，难度就会大大增加。爆炸与“数百公斤炸药”一致，一根线路在900米长的范围内被损坏。欧盟委员会主席称这次袭击是“故意破坏活跃的欧洲能源基础设施”，导致四条单独线路中的三条停止服务至少几个月。随着冬天的临近，欧洲感受到了巨大的损失。北溪是一条重要的动脉，占近期天然气进口量的 18%。尽管矛头指向俄罗斯，但明确的归属仍然很困难。无论罪魁祸首是谁，德国大使米格尔·伯杰总结了这一教训：“我们的关键基础设施：海底电缆、管道、电话网络……所有这些都需要额外的监控。”

波罗的海受损的 Nord Stream 2 管道泄漏气体。（丹麦国防司令部照片）

除了物理漏洞之外，海底基础设施在另一个灰色地带——网络空间中也越来越容易受到攻击。美国政府问责局(GAO)2022年的一份报告警告称，海上石油和天然气基础设施面临“重大且不断增加的网络安全风险”，可能造成“潜在灾难性”影响。扩大自动化以及纳入控制和监控远程连接会增加潜在的攻击面。攻击者可以远程打开或关闭阀门，超越防止过热或过压的安全功能，羽化风力涡轮机叶片以增加应力并引发故障，以及其他方法。即使是相对简单的攻击或能源基础设施的暂时中断也会强烈影响公众的信心。2021年殖民地管道勒索软件攻击导致美国东南部地区出现恐慌性抢购、短缺和价格大幅上涨。

双重用途技术和增加物理访问

深度变得越来越容易接近，增加了扩大海军深海能力和容量的紧迫性。曾经是最先进的国家行为者的权限，现在非国家行为者（施密特海洋基金会）和私人（詹姆斯·卡梅伦，维克多·韦斯科沃）甚至可以进入海洋最深处。尽管美国海军是第一个到达挑战者深渊底部的国家（1960年），并且尽管在冷战时期取得了亚速尔计划和Glomar Explorer等成果，但近几十年来，深海和海底投资并未成为国防部的优先事项。

当美国脱离接触时，对手加倍加强深海能力。中国潜水器奋斗者号抵达挑战者深渊。俄罗斯“Yantar”号船可以搭载载人和无人深海潜水器，据报道经常在海底电缆系统附近徘徊。2017年俄罗斯议会报告公开表示，Yantar被正式指定为海洋学研究船，“拥有专为深海跟踪而设计的设备，以及可以连接到绝密通信电缆的设备”。在2019年起火之前，俄罗斯小型潜艇洛沙里克号也具备核动力深潜能力。

中国深海载人潜水器奋斗者号搭载在科考船探索一号上。（新华社摄）

全球供应链的经济和气候变化正在推动商业技术的发展和海底活动的增加。稀土元素(REE)用于制造高科技电子元件，具有广泛的民用和国防应用。由于中国控制着稀土生产并控制着世界市场，因此存在重大供应问题。气候变化减缓措施，例如从碳氢化合物转向替代能源，加剧了稀缺性，因为许多绿色技术（风力涡轮机、电动汽车电池等）都依赖稀土材料。虽然国防部正在投资重振少数国内战略稀土元素材料生产商（陆地），但主要的未开发稀土矿床存在于海底。海底租约已经申请完毕，开始采矿只是时间问题。日本将于2024年开始开采南鸟岛附近新发现的海底稀土矿床，该矿床的规模可能足以抵消日本对中国这些元素的严重依赖。一些用于在极深位置定位和开采稀土元素矿床的能力可能会被重新利用以威胁海底基础设施。

日本金属与能源安全组织 (JOGMEC) 在海底测试挖掘机。（照片来自JOGMEC）

当在全海洋深度运行时，极端压力会造成损害，使传感器的陶瓷部件发生物理变形并降低液压设备接头的性能。从深部仪器到地面的不受束缚的通信受到低声学数据速率和与声学传播时间相关的长滞后的限制。传感器的功率和无电缆深海功能的机载处理受到电池技术的限制，深潜器的续航能力和速度也是如此。进行独立操作的智能海底系统并不存在，但需要在深度和规模上实现这些效果。实现这些能力的关键是基础科学技术，而基础科学技术本身又以对长期基础和应用研究的持续投资为基础。很遗憾，

随着有能力的参与者不断增加，海军将需要建立持久的水下存在，以揭露和归因这个新兴灰色地带的邪恶活动。

理论和政策框架

朱利奥·杜赫特（Giulio Douhet）最初的空中力量理论同样涉及利用新技术攻击基础设施以获得战略效果的机会。在空中力量的早期，Douhet帮助构想了其独特的用途，即能够跳过对手的陆基防线，直接打击人口中心、军事和商业基础设施，并“粉碎”平民士气，因此他们要求政府起诉在他们的军队动员之前争取和平。因此，他关于防御的建议是相关的——让空军先行打击，在敌方空军发动之前将其摧毁，并准备好立即修复轰炸造成的损害。从更广泛的原则来看，建议拥有类似的能力来将对手置于危险之中，在对手的能力部署之前将其压制住，并注重弹性。

发展增强的深海和海底能力并不意味着未来大型载人平台将在全海洋深度运行。相反，它可能是许多小型、负担得起且可消耗的资产的高度分布式和自组织的集合。在许多情况下，现有的传感器和有效载荷可以改变用途，但可以针对深度进行修改和封装。持久的深海能力还将支持海域意识，对我们自己的海底基础设施进行例行监控，以发现和减轻物理篡改的企图。新项目正在进行中，旨在将现有的商业通信海底基础设施重新用于传感应用。例如，监控能力的部署可以作为未来反UUV工作的基础节点。随着无人潜航器的扩散以及更多后果严重的变体（例如俄罗斯携带核武器的“卡尼翁”号）投入海上，这些努力的范围和紧迫性将会扩大。越来越多地添加数据和电源电缆以创建冗余，而网状拓扑允许重新路由流量和电源。最近的立法还建立了一个电缆安全舰队，其中的船只专门用于海底电缆维修，进一步提高了恢复能力。

继Douhet之后，在部署对手的深海能力之前瞄准对手将依赖于广泛的情报收集和预警。然而，先发制人可能会在对手系统部署之前就开始。国务院和商务部在控制潜在双用途海底勘探和采矿技术的出口和扩散方面可以发挥作用。虽然这不会阻止该技术不可避免的传播和军事采用，但可能会减慢它的速度。

海底基础设施的竞争对于信息战（IW）有重要的应用，特别是在影响民众及其对政府的信任方面。由于国防部没有正式的定义，随着时间的推移，信息战被非正式地赋予了多种含义，涵盖从网络作战到宣传的各个方面。兰德讨论了“战略信息战”的理念，该理念侧重于攻击关键基础设施，以实现对经济和日常生活的战略级大规模破坏（包括“公众对提供这些服务失去信心”），或者降低执行力军事战略（阻碍行动的动员、部署和执行）。同样，俄罗斯信息战的定义包括“破坏政治、经济和社会制度”以及“针对一个国家的人民开展运动以破坏社会和政府稳定”的能力。

美国也未能幸免于此类风险，并且在基础设施中断后也曾出现过一些民众骚乱。卡特里娜飓风后关键基础设施的故障导致了法律和秩序的危险崩溃。2021年2月，德克萨斯州发生重大停电（及其连锁后果），引发了广泛的愤怒，让一些人公开质疑公民与政府之间社会契约的合法性。信息战的这些方面——即使关键基础设施处于危险之中，从而瞄准和影响民众的能力——使得保卫海底关键基础设施的挑战变得更加紧迫。

结论

发展深海和海底能力将是一项艰巨的任务。发展这些能力将支持美国的综合威慑态势，并扩大在危机和冲突中的行动选择。监测和保卫海底基础设施的能力以及相关的弹性举措支持否认威慑，让对手相信它不太可能以合理的成本实现其近期目标。扩大海军在深海的作战灵活性和能力也为可扩展的效果和横向和纵向升级的能力提供了更多选择。进入海底并使对手基础设施面临风险的能力也支持惩罚威慑，对不良活动造成迫在眉睫的可信报复威胁。首先，

深海大国竞争不断扩大，海底基础设施竞争即将到来。威胁这些基础设施可以直接影响人们、他们的生活方式以及他们对政府的信心，而所有这些都具有模糊的归因。考虑到这样的战略利害关系，海军必须投资于能力，以照亮最深处的灰色地带。

作者Tim McGeehan是一名退役美国海军军官，曾在信息战领域的多个部门服役22年。他拥有海军研究生院博士学位，是海军战争学院的毕业生，曾被四星上将称赞为“英俊有力的男人”。这些观点以个人身份提出，并不一定反映任何美国政府部门或机构的官方观点。

原文链接：

https://www.realcleardefense.com/2023/09/21/the_unfolding_maritime_competition_over_undersea_infrastructure_980990.html

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