增強現(xiàn)實技術(shù)在國防和航空航天領(lǐng)域的安全問題

增強現(xiàn)實 （AR） 和混合現(xiàn)實 （MR） 技術(shù)在國防和航空航天領(lǐng)域提供了獨特的機遇，但同時也可能帶來安全風(fēng)險。AR/MR解決方案使士兵、技術(shù)人員、主題專家、軍事戰(zhàn)略家等能夠?qū)?shù)據(jù)、系統(tǒng)、機器和其他信息的視覺表示（通常稱為全息圖或平視顯示器）疊加到現(xiàn)實世界的空間中。這些技術(shù)使組織能夠促進更強大和更復(fù)雜的培訓(xùn)方案，提高維修和維護的速度，并增加知識轉(zhuǎn)移，以及其他好處。

增強現(xiàn)實（AR）和混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)正在走向成熟，因為世界上許多軍隊采用了各種AR / MR解決方案。但是，在試點或部署這些技術(shù)之前，需要了解需要高度安全性和數(shù)據(jù)主權(quán)的行業(yè)中的組織并嚴(yán)格檢查這些解決方案，因為在軍事環(huán)境中啟動不安全的AR / MR應(yīng)用程序可能會使收集的數(shù)據(jù)面臨風(fēng)險。國防組織在采用和實施這些革命性技術(shù)時必須考慮某些安全考慮因素。

用于國防的 AR 概述

無論是互聯(lián)網(wǎng)、GPS 還是虛擬現(xiàn)實 （VR），國防組織在創(chuàng)造或領(lǐng)導(dǎo)新興技術(shù)的采用和發(fā)展方面有著悠久的歷史。AR和MR也不例外。

這些技術(shù)使數(shù)字信息能夠疊加在最終用戶的視野或現(xiàn)實世界的環(huán)境中。這是通過AR / MR硬件和為特定用途或一組用途設(shè)計的隨附軟件完成的。向遠程最終用戶即時交付數(shù)據(jù)的能力可以顯著提高態(tài)勢感知、任務(wù)理解和知識保留。另一方面，任務(wù)協(xié)調(diào)員、主題專家 （SME） 和戰(zhàn)略家可以更好地支持最終用戶，同時保持在安全的遠程位置。

AR和MR解決方案的應(yīng)用多種多樣。他們可以幫助北達科他州工業(yè)園區(qū)的工廠工人，太平洋中部的武器技術(shù)員或前線的士兵。當(dāng)通過Microsoft HoloLens或Magic Leap等頭戴式空間計算系統(tǒng)訪問時，AR / MR解決方案可確保最終用戶抬頭，眼睛向外，解放雙手。這些因素增加了危急情況下的反應(yīng)時間，并在保持用戶情境感知的同時提供數(shù)據(jù)，從而增強決策行動周期并減輕用戶的認知壓力。

AR/MR 在國防中的應(yīng)用

AR / MR技術(shù)目前被許多國防組織使用，包括美國軍方和加拿大國防部。許多其他國防和航空航天組織正在尋求將這些技術(shù)用于三個關(guān)鍵領(lǐng)域：主動使用、作戰(zhàn)準(zhǔn)備/效率和培訓(xùn)。用例和具體的 AR/MR 解決方案因組織而異。

主動使用：主動使用AR被確定為可用于戰(zhàn)斗場景或操作環(huán)境的任何解決方案。AR在國防中的這種應(yīng)用尚未成為士兵的標(biāo)準(zhǔn)裝備;然而，美國軍方目前正在為這種用例開發(fā)一種MR系統(tǒng)，稱為集成視覺增強系統(tǒng)（IVAS）。IVAS基于Microsoft HoloLens 2，將具有夜視，熱成像，敵對和友好目標(biāo)識別，導(dǎo)航數(shù)據(jù)等功能。該系統(tǒng)徹底改變了士兵和指揮操作員共享數(shù)據(jù)的方式，將關(guān)鍵任務(wù)信息直接傳遞到士兵的視野中。主動使用解決方案的影響超出了作戰(zhàn)行動的進行方式：例如，通過“見什么我看”解決方案，戰(zhàn)斗醫(yī)務(wù)人員和炸彈處理小組可以從位于場外的中小企業(yè)那里獲得實時建議、支持數(shù)據(jù)和指示。

行動準(zhǔn)備/效率：當(dāng)復(fù)雜的軍事系統(tǒng)或昂貴的設(shè)備出現(xiàn)故障時，可能會使相關(guān)行動面臨風(fēng)險。例如，如果海軍護衛(wèi)艦的紅外搜索和跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該船將失去跟蹤來襲飛機和船只的主要方法。這種損失削弱了船舶、船員和艦隊的作戰(zhàn)準(zhǔn)備狀態(tài)。在這種情況下，AR / MR解決方案可以通過快速及時的臨時修復(fù)來提供幫助，直到船舶在碼頭進行更廣泛的維修。

AR / MR能夠在中小企業(yè)遇到復(fù)雜或不熟悉的問題時將他們與現(xiàn)場技術(shù)人員聯(lián)系起來。SME 可以看到技術(shù)人員看到的內(nèi)容，并提供語音說明、注釋和全息內(nèi)容來幫助完成任務(wù)，具體取決于解決方案。這些解決方案可以確?？焖僬_地維修設(shè)備，同時對技術(shù)人員進行教育。加拿大皇家海軍、加拿大皇家陸軍和加拿大皇家空軍都使用 AR/MR 解決方案來識別應(yīng)用程序，以保持高水平的作戰(zhàn)準(zhǔn)備。

培訓(xùn)：培訓(xùn)是AR / MR技術(shù)在國防中的最后一個關(guān)鍵應(yīng)用，是傳統(tǒng)上由VR解決方案主導(dǎo)的用例。這些技術(shù)的不同之處在于，VR創(chuàng)建了一個虛擬世界，用戶可以在其中執(zhí)行各種任務(wù)，具體取決于軟件，而AR / MR解決方案允許更多基于課堂的教育體驗。最終用戶可以佩戴空間計算頭戴顯示設(shè)備并查看全息影像，同時留在其真實環(huán)境中。

加拿大軍隊使用AR / MR技術(shù)在有限可用性設(shè)備上進行訓(xùn)練場景，特別是輕型裝甲車（LAV）。多名初級技術(shù)人員在教室里由中小企業(yè)指導(dǎo)。他們都查看了 LAV 的高度詳細的按比例的全息圖，而 SME 則通過感興趣的特定組件與他們交談。雖然使用AR / MR，但初級技術(shù)人員可以在他們看到車輛之前深入了解車輛的運行方式。此方案還減輕了有限培訓(xùn)車隊的負擔(dān)，并消除了設(shè)備可用性作為培訓(xùn)管道中的約束。

國防組織的 AR 安全風(fēng)險

AR/MR解決方案雖然為組織和最終用戶提供了一系列獨特的優(yōu)勢，但如果審查不當(dāng)，可能會帶來風(fēng)險。在實施這些技術(shù)之前，組織必須批判性地審視解決方案、其局限性、漏洞、可用的計算選項、數(shù)據(jù)管理策略、組織自己的安全協(xié)議以及測試或部署 AR/MR 解決方案的環(huán)境。

在測試或部署AR / MR解決方案之前，組織應(yīng)考慮兩個主要因素。這些因素將決定使用AR / MR解決方案所需的安全級別。

環(huán)境

首先是使用解決方案的環(huán)境。此位置的安全要求是什么，這些要求是否屬于技術(shù)的能力范圍？AR/MR硬件的性質(zhì)需要使用一個或多個攝像頭或空間映射傳感器。如果硬件無法通過自己的傳感器檢測到用戶的環(huán)境，則全息數(shù)據(jù)無法疊加在用戶的視野上或響應(yīng)用戶的環(huán)境。考慮到AR / MR解決方案需要硬件查看環(huán)境，然后可能傳輸環(huán)境，數(shù)據(jù)管理和主權(quán)可能是國防組織關(guān)注的問題。

在國防和航空航天領(lǐng)域，環(huán)境（建筑物、實驗室、培訓(xùn)區(qū)域等）通常具有分層安全性。沒有適當(dāng)?shù)脑S可，訪客不能進入設(shè)備服務(wù)區(qū)，因為該環(huán)境中的設(shè)備和數(shù)據(jù)可能超出訪客的范圍并危及操作或項目。從高層防御環(huán)境泄露的數(shù)據(jù)或內(nèi)容對組織或國家來說可能是災(zāi)難性的。

自然，這讓人質(zhì)疑AR / MR技術(shù)在這些環(huán)境中的可行性。如果解決方案的數(shù)據(jù)安全層、故障保護和加密基礎(chǔ)設(shè)施存在缺陷、薄弱或不存在，那么引入具有攝像頭、空間映射傳感器和連接到互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能力的頭戴式空間計算系統(tǒng)可能會出現(xiàn)問題。如果您想使用 AR/MR 技術(shù)，則沒有在現(xiàn)場安裝攝像頭的解決方法。因此，批判性地評估AR / MR用例（及其相應(yīng)的環(huán)境）以及解決方案的數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)架構(gòu)非常重要。如果組織希望測試AR / MR技術(shù)，那么考慮環(huán)境至關(guān)重要。建議最初降低試點計劃的風(fēng)險;試點階段的安全要求越低越好。這種方法使組織能夠使其流程適應(yīng)新技術(shù)，同時監(jiān)視解決方案的安全性，確保其適用于更高層的部署。

數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)主權(quán)

在考慮您希望測試或部署AR / MR技術(shù)的環(huán)境時，同時分析AR / MR服務(wù)提供商如何傳輸，管理和存儲收集的數(shù)據(jù)非常重要。這是國防組織最關(guān)鍵的實施步驟，因為許多國防業(yè)務(wù)都取決于網(wǎng)絡(luò)安全和組織數(shù)據(jù)保護。由于AR / MR行業(yè)仍然相對較新，每個解決方案都有不同的安全基礎(chǔ)設(shè)施，并且這些解決方案尚未在國防領(lǐng)域運行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或認證。為了確保他們選擇的解決方案符合他們的安全協(xié)議，組織可以做的最重要的事情是明確了解他們自己的要求，并根據(jù)這些要求審查每個AR / MR軟件。

AR/MR解決方案的一個重要區(qū)別在于云解決方案和本地解決方案之間的區(qū)別。云解決方案將數(shù)據(jù)發(fā)送到公共云，公共云本質(zhì)上是一個全球服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，用于接收、處理、傳輸和存儲數(shù)據(jù)。云解決方案與公共互聯(lián)網(wǎng)有接觸點。本地解決方案的作用大致相同，只是服務(wù)器位于現(xiàn)場并且與公共互聯(lián)網(wǎng)沒有接觸點。這些解決方案幾乎可以安裝在任何地方和所有AR / MR設(shè)備上，以在本地管理數(shù)據(jù)。本地解決方案具有很高的固有安全性，除非它們被物理篡改。

對于關(guān)注數(shù)據(jù)主權(quán)的組織，本地計算解決方案是確保數(shù)據(jù)不會離開國家或直接監(jiān)督組織的好方法。并非所有 AR/MR 解決方案提供商都允許本地計算;組織應(yīng)該確保詢問AR / MR提供商是否可以提供這種形式的高度安全的計算。

在測試或部署 AR/MR 之前要問的安全問題

希望使用 AR/MR 技術(shù)的組織在現(xiàn)場使用這些技術(shù)之前，應(yīng)向 AR/MR 解決方案提供商或其內(nèi)部 IT 或網(wǎng)絡(luò)安全團隊詢問以下問題：

環(huán)境

在我希望進行 AR/MR 試點項目的地區(qū)運營時，我的組織的安全要求是什么？

此環(huán)境中是否允許使用相機（手機、物理相機、平板電腦）？

此環(huán)境的互聯(lián)網(wǎng)連接質(zhì)量如何？AR/MR解決方案能否在這種帶寬質(zhì)量下運行？

是否有一個安全性較低的區(qū)域可以進行此試點計劃，仍然可以生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，為未來的部署提供信息？

這種環(huán)境中的哪些信息或設(shè)備可能會使我們的運營面臨風(fēng)險，如何降低這種風(fēng)險？

數(shù)據(jù)管理

考慮到環(huán)境和數(shù)據(jù)策略，是否需要云解決方案或本地解決方案？解決方案提供商能否滿足這一要求？

該解決方案提供什么級別的數(shù)據(jù)加密？

如果第三方獲得了對解決方案捕獲的數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限，提供商是否提供篡改檢測、防火墻監(jiān)控和篡改阻止基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)？

解決方案提供商是否可以訪問客戶端捕獲的數(shù)據(jù)，如果是，其內(nèi)部安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是什么樣的？

使用解決方案后，解決方案收集的視頻和音頻數(shù)據(jù)是否存儲在服務(wù)器上？誰有權(quán)訪問此數(shù)據(jù)？

我的解決方案是否需要數(shù)據(jù)主權(quán)？解決方案提供商能否確保通過應(yīng)用程序收集的數(shù)據(jù)保留在組織的運營國家/地區(qū)？

審核編輯：郭婷