随着新兴技术的快速兴起和不断发展,国家安全面临新的机遇与挑战,“认知安全”逐渐成为一个重要的话题。美国MITRE公司2024年2月23日发布文章建立认知战韧性技术交流会(The Building Resilience to Cognitive Warfare Technical Exchange Meeting),聚焦确保认知安全的关键因素,分析塑造认知战韧性的关键研究方向,以及籍此带来的国家层面的伙伴关系和创新机会。

文章提出,认知安全研究的重要组成部分包括,一是全面分析认知战的社会化影响,二是制定认知战韧性的有效性度量,并在国家安全背景下实施基于实验室的研究,三是为认知安全研究创建跨学科的兴趣社区,对潜在的关键研究领域进行投资,研究和开发基于证据的创新方法,为认知战塑造韧性。

如何塑造认知战韧性?

作者:卢拉·丹利(Lura Danley)博士、布莱恩·科尔德(Brian Colder)博士

编译:大林

全文摘要与关键词

1.认知战的基本理论假设:跨域多维作战融合,作战方式(心理战、信息战、网络战),技术驱动力(AI/ML,人机协作,人类增强,建模仿真)多维度利用信息环境,跨学科方法改变人机认知

2.认知战韧性研究进展概念处于发展阶段(认知安全),技术趋于成熟(Ad+AI+NLP),工具种类繁多(态势感知+互动与运作+评估,SP!CE框架);MIT基于神经科学从生理学角度预测人类行为,美海军陆战队、西点军校等提出保护作战人员免受认知攻击

3.认知战韧性研究十大方向:

①定义认知战行动有效性标准

②认知战的“心理-社会-技术”影响力作战形式

③影响力行动有效性的偏差

④新兴技术对影响力作战的影响

⑤认知监测的框架与工具

⑥利用生理数据测量认知状态

⑦信息战分析

⑧SP!CE框架

⑨组织上协调配合

⑩提高作战人员认知素养

4.结论及建议:为了更好构建认知韧性,应构建跨学科的方法和伙伴关系,优先并重点加强认知战社会化、有效性度量(MOE)指标定义、创建跨学科认知安全研究社区,并研究和开发基于证据的方法。

认知战不再是神话

认知域基本概念和理论。整体而言,认知域将认知视为那些传递、接收、响应或根据信息采取行动的人的态度、信念和感知。可能成为攻击目标的认知过程包括感知、注意力、思维、想象力、智力、知识塑造、记忆和工作记忆、判断和评估、推理和计算、解决问题和决策、理解和语言生成。虽然确保认知域安全通常聚焦于人类认知,但也不能完全忽视其对人机协作和系统的意义和影响。

北约对认知战概念的研究。认知域安全必须考虑涉及网络、虚假或错误信息、心理和社会工程能力攻击的综合,这引发了包括北约在内的公共部门对所谓的“认知战”的兴趣。北约主办了一系列研讨会,以确定和发展对认知战概念的研究,其要点包括:北约如何在认知域掌握主动权;认知韧性对社会和武装力量的重要性;北约和成员国需要具备的分布式感知(包括本地、文化和社会知识)和中央感知能力以理解信息环境。

认知战概念的基本假设。认知战当前面临的普遍挑战是缺乏对定义的共识。MITRE通过其军事和情报领域专家在多领域的经验与分析(包括认知心理学、网络、人为因素和系统、神经科学、安全政策、国际和政治科学、系统工程和人工智能等)一致认为,认知战这个新兴概念存在以下主要共同基本假设:

•认知战代表跨域、多维、基于对抗的作战的融合,为以新颖方式应用技术技能、系统支持工具和反击战术提供了独特机会。

• 认知战作战的基本方式:心理战、信息战、网络战,其技术驱动力包括人工智能(AI)/机器学习(ML)、人机协作、人类增强技术以及建模与仿真。

多维度利用信息环境:根据对手国家战略,对认知域的利用可发生在信息环境的多个维度上。

跨学科方法改变人机认知:认知战利用跨学科方法改变人类和/或机器的认知。

认知战为国防、情报社区和神经科学、心理学、生物技术、认知科学、社会和行为科学、人工智能/机器学习等研究领域提供了机遇,有望产生有影响力、先发制人的“领先”科学方法。

认知战韧性研究进展

MITRE公司的研究包括认知域安全促进和评估、建立认知战韧性(Cognitive Warfare Resilience)等多方面的努力。其中包括参加2022年11月的北约科学技术组织(STO)认知战研讨会,以及共同撰写研讨会的技术评估报告。

认知韧性研究 主要内容

概念正在发展阶段:“认知安全”。“认知战”术语含有潜在负面含义,使用“认知安全”代表该主题似乎更为合适;认知安全涉及不同学科的利益相关者经常对其他学科的科学成熟度产生误解,快速发展的信息环境使作战社区经常处于被动响应状态;目前缺乏足够的信息来理解影响力作战是否有效,有必要将其作为课题加以研究。

技术趋于成熟:Ad+AI+NLP技术。商业监控数据和广告技术(AdTech)、基于人工智能和自然语言处理(NLP)生成信息和媒体技术日臻成熟,为认知战对手提供了开展有效影响力活动的机会;自动化决策无处不在,这意味着认知战可影响人机协同工作,在人机团队中建立认知弹性设计系统以支持持续的适应性和可扩展性。

工具种类繁多:态势感知+互动与运作+评估,SP!CE框架。使用公开信息识别和分析社交媒体上影响力作战的商业工具可被分成态势感知(Situational Awareness)、互动与运作(Interactions and Operations)、评估(Assessments)三个类别,这些工具可扩展到认知战领域以缩小能力差距,满足建模和衡量认知战行动的有效性需求;SP!CE框架可对影响力作战进行标准化映射和分析,其提供了影响力作战策略、技术和程序(TTP)的知识库和评估指标,SP!CE使用的多项技术涉及认知战的各个方面,包括利用预存的偏见和心理偏见,以及使用情感分析来引导信息传递。

各组织对认知战的研究成果

麻省理工学院:认知战基于神经科学,未来可从生理学角度预测人类行为认知战的背后是神经科学,包括信息如何影响认知状态,以及如何在脑部扫描中观察这些变化。然而,在专门的实验室环境之外,不可能用精确的脑部扫描来测量认知状态。可以使用远程扫描以及可穿戴设备来测量生理学状态,例如心率、心率变异性、呼吸频率等。此外,许多因素会影响生理学状态,这些技术对于某些人群(例如,肤色较深的个体)可能不太准确。使用可穿戴生理测量设备,可检测个体处于精力充沛状态(例如,兴奋、愤怒、压力)的变化,但目前无法仅凭生理学指标精确确定该状态。尽管愤怒、恐惧和压力的生理迹象目前无法区分,但未来的科学进步有可能梳理出识别这些状态的信号,并更准确地从生理学角度预测行为。

海军陆战队、西点军校:认知战影响作战人员心理。海军陆战队信息作战中心、西点军校陆军网络研究所等研究认知战对军队等公共部门执行使命的影响。理解影响力对作战空间意识影响日益重要。保护作战人员免受心理战的影响,意味着确保作战人员与潜在影响源之间的物理隔离。目前,影响力作战通过网络空间进行,大国竞争需要保护数字部队免受认知域的攻击。数字部队的认知保护没有简单的解决方案,但确保随时访问正确的信息无疑是答案的一部分。

认知战韧性研究十大方向

(1)定义认知战行动有效性标准。定义认知战行动有效性的衡量标准与评估心理战和影响力行动的有效性面临同样挑战,即如何将观察到的行为变化与所研究的行动之间建立因果关系。此外,重点是为认知影响定义明确的指标,并且衡量最具影响的指标。

(2)认知战的“心理-社会-技术”影响力作战形式。认知战概念上应被视作一种针对认知、神经、心理、社会文化和技术能力的心理-社会-技术影响力作战形式,需要关注其:如何破坏、影响或利用对手的思维,以提供优于对手的决策优势;如何影响个人、群体和/或社会层面的决策、意识构建或态势感知;如何利用策略、技术和程序(TTP)作为作战力量倍增器,破坏、影响或利用对手思维,减少工作量、资源需求和风险,增强信任并建立韧性。

(3)影响力行动有效性的偏差。作战和研究社区对影响力行动有效性的理解存在根本性差距,特别是当这些认知战应用于国家安全领域时。对影响力作战的对策也知之甚少。

(4)新兴技术对影响力作战的影响。未来如何保护认知域研究应包括探索利用“泛在技术监测(Ubiquitous Technical Surveillance)”、广告技术、人工智能和自然语言处理技术生成的信息和媒体,以及媒体人工智能/自然语言处理技术素养提高对影响力作战的影响。

(5)认知监测的框架与工具。认知监测是困难的,但并非不可能。认知心理学的认知模型提供了认知监测的框架,以了解潜在的威胁以及哪些认知领域可成为对手的目标。人机协作在决策支持方面无处不在,意味着对决策支持工具的攻击也构成认知威胁。

(6)利用生理数据测量认知状态。脑电图(EEG)、心率和体温等生理活动的测量提供了对认知状态的洞察,但这些测量目前还不足以区分个人的想法或复杂的情绪状态。持续推进如何利用生理数据测量预测认知状态的研究,对于构建生理测量设备带来潜在认知战威胁的态势感知至关重要。

(7)信息战分析的工程能力。数据收集、可视化和分析等工程能力作为可用于信息战分析的商业技术存在较大优势,需要推进理论进步以提升诸如量化影响作战有效性和协助因果推理的能力。

(8)SP!CE框架。SP!CE框架所描述的信息战TTP已经构成认知战TTP的子集,并易于扩展以包含更多内容。

(9)组织上协调配合。塑造认知战韧性并确保认知安全,需要公共部门的配合,特别是美国国防部,如何处理不需要的或适得其反的工作行为。例如,转变基于合规性的训练方式,允许现役人员在个人设备上使用互联网或社交媒体。

(10)提高作战人员认知素养。需要更好地了解如何有效实施“数字部队保护计划”(Digital Force Protection Programs),提高作战人员对数字信息、系统和设备脆弱性、威胁和影响的认识,深入研究认知域威胁如何影响“战斗意志”。

结论及建议

塑造认知战韧性为认知安全研究提供了获得新见解的机会,这构成了动态的、社会的和技术的全面挑战,需要构建跨学科的方法和伙伴关系加以有效应对。目前已有多种潜在行动方案,这些方案允许研究和开发政策、方法与技术,以更好地保护认知域。跨学科的行动方案和跨部门的伙伴关系将为投资这些关键领域创造机会,带来创新方法,从而建立对认知战的韧性。

文章提出以下四点建议:

(一)加强认知战社会化。将认知战作为认知安全的组成部分加以社会化,以创造更多机会建立韧性。“认知战”一词人为地将确保认知安全的话题限制在军事或情报领域。作为一项社会技术挑战,认知安全受到个人、技术、基础设施、流程、文化和目标的影响。与网络、行动、信息安全等其他安全领域一样,应考虑认知安全如何影响广泛的公共部门使命。

(二)优先定义有效性度量(MOE)指标。当务之急是优先定义有效性度量(MOE)指标,并在国家安全背景下开展基于实验室的研究。发展有效性度量的工作应充分应用其他领域的应用成果,例如市场营销,避免“重启炉灶”,解决指标设计和应用挑战。

(三)创建跨学科认知安全研究社区。兴趣社区将面临的挑战:一个领域的研究者对使用其特定领域以外的技术测量认知的可行性存在误解;快节奏的信息环境意味着作战社区通常处于被动反应的姿态;不同学科对慢节奏的严格认知和人类行为研究的容忍度不同。需要建立真正的跨学科合作,并避免“银弹”心态或倾向,即寻找解决困难问题的简单答案。

(四)研究和开发基于证据的方法。提高作战人员对数字脆弱性、威胁和影响的认识,包括生理信息。尽管使用生理数据预测认知状态的科学尚不成熟,但当前研究表明,应用生理学有可能成为一种通用的认知威胁识别媒介。

参考文献:

https://www.mitre.org/news-insights/publication/building-resilience-cognitive-warfare-technical-exchange-meeting

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