3/27/2019,近年來(lái)，中國(guó)的海島開(kāi)發(fā)、海上風(fēng)電建設(shè)、海洋石油平臺(tái)建設(shè)方興未艾，建設(shè)規(guī)模呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。光電復(fù)合海底電纜（以下簡(jiǎn)稱“海纜”）是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)了大陸、海上風(fēng)電場(chǎng)、海島、海洋石油平臺(tái)之間的電力輸送和信息通訊。為避免錨害、捕魚(yú)、洋流等原因損害海纜，通常會(huì)采用一套狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)海纜實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保障其安全運(yùn)行。同時(shí)，筆者關(guān)注到該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也有收集、存儲(chǔ)、分析相關(guān)海域的船只運(yùn)行信息，以及電纜路由信息的能力，可能會(huì)引起信息安全的顧慮。此風(fēng)險(xiǎn)目前尚未引發(fā)關(guān)注，本文拋磚引玉，提供些許淺見(jiàn)以供參考。
   
一、海纜監(jiān)測(cè)必要性和發(fā)展現(xiàn)狀
   敷設(shè)在海底的海纜時(shí)刻會(huì)受到船錨、捕魚(yú)設(shè)備、洋流、潮汐等因素威脅，損壞后維修周期長(zhǎng)、成本高，造成的直接和間接損失巨大。2017年3月福建某島10kv供電海纜錨害受損，直接影響到島上1萬(wàn)多居民用電，線路搶修時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6天5夜，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千萬(wàn)。因此，采用有效手段監(jiān)測(cè)海纜運(yùn)行狀態(tài)，避免重大事故發(fā)生，顯得尤為必要。
利用海纜內(nèi)置光纖作為傳感介質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、擾動(dòng)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)海纜異常狀況，結(jié)合AIS船舶識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)、岸基雷達(dá)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可監(jiān)測(cè)海纜運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)影響海纜安全的事件發(fā)出報(bào)警�？捎涗浐头治龊Ｓ虼�舶的信息狀態(tài)和停泊行為，作為事故索賠的證據(jù)，并可通過(guò)文字及其語(yǔ)音信息通知船舶駛離，保障海纜安全運(yùn)行。海纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已被行業(yè)普遍認(rèn)可，是相關(guān)海洋工程建設(shè)的必要設(shè)施。

   據(jù)國(guó)際電纜保護(hù)協(xié)會(huì)（ICPC）統(tǒng)計(jì)，錨害是海纜故障的主要原因。海纜監(jiān)控系統(tǒng)中，擾動(dòng)監(jiān)測(cè)主要用于在海纜遭受錨砸、錨掛時(shí)發(fā)出報(bào)警。其原理是：光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生瑞利散射現(xiàn)象，當(dāng)有外物觸碰或入侵時(shí)，引發(fā)的振動(dòng)將導(dǎo)致入侵位置光纖的折射率等結(jié)構(gòu)參數(shù)產(chǎn)生變化，使該處光的相位發(fā)生變化。脈沖光前后沿的干涉作用，將引起后向瑞利散射光強(qiáng)發(fā)生變化。通過(guò)探測(cè)瑞利散射光強(qiáng)度的變化即可準(zhǔn)確探測(cè)入侵事件。系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射脈沖與接收信號(hào)之間的時(shí)間差以及光速來(lái)計(jì)算入侵的位置。

 
                              圖1 光纖擾動(dòng)監(jiān)測(cè)原理

   隨著科技的發(fā)展，基于瑞利效應(yīng)的分布式光纖擾動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展較為成熟，振動(dòng)感應(yīng)的靈敏度極高，可實(shí)現(xiàn)聲波級(jí)探測(cè)。在民用民用領(lǐng)域應(yīng)用于海纜監(jiān)測(cè)、周界安防等場(chǎng)景，在軍事上亦可作為敷設(shè)于海底的光纖水聲傳感器（水聽(tīng)器），主要用于監(jiān)測(cè)他國(guó)的水下潛艇。
早在上個(gè)世紀(jì)70年代末，英美法等國(guó)家便著手開(kāi)展軍用光纖水聽(tīng)器的研究。美國(guó)國(guó)防部更是把光纖海底監(jiān)視系統(tǒng)列入當(dāng)時(shí)的22 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。在應(yīng)用方面，美國(guó)和日本已經(jīng)將海底水聽(tīng)器陣列投入實(shí)用，中國(guó)緊隨其后也已布設(shè)了自己的光纖水聽(tīng)器海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

二、海纜監(jiān)測(cè)中的信息安全風(fēng)險(xiǎn)
   高精度的海纜擾動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)海纜的擾動(dòng)、位移等狀況時(shí)，甚至能同時(shí)監(jiān)測(cè)海纜周邊海洋環(huán)境帶來(lái)的振動(dòng)和聲波。實(shí)踐表明，擾動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)船舶振動(dòng)特征（如強(qiáng)度、頻率等信息），可分析船舶跨越海纜敷設(shè)區(qū)域的航行狀況。
下圖為浙江舟山的某局部海域圖。安裝了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的海纜位于舟山海豐客運(yùn)碼頭到長(zhǎng)白島之間，長(zhǎng)度約3km，埋深約2m。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，某日海纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)捕獲某大型船舶作業(yè)跨越海纜區(qū)的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合AIS數(shù)據(jù)，判斷該船為ALP Striker。
 

  
   研究和實(shí)踐表明，海纜擾動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海面動(dòng)態(tài)，又能在運(yùn)營(yíng)中累積海量數(shù)據(jù)，因此應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待，防止泄密。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)外設(shè)備的采購(gòu)、安裝、調(diào)試、維修等環(huán)節(jié)要注重保密，設(shè)備應(yīng)購(gòu)置于可靠廠家，設(shè)備的維修、升級(jí)、更換零部件應(yīng)在監(jiān)督下進(jìn)行，更換下的零件實(shí)行銷毀處理，禁止帶出國(guó)內(nèi)，以防泄密。

   另一方面，如海纜監(jiān)測(cè)設(shè)備中存在寄生監(jiān)測(cè)行為（超出監(jiān)測(cè)設(shè)備規(guī)定監(jiān)測(cè)范圍的監(jiān)測(cè)行為），亦有可能導(dǎo)致不可預(yù)知的信息安全風(fēng)險(xiǎn)。

   2012年10月份美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院情報(bào)委員會(huì)公布了對(duì)中國(guó)通信設(shè)備企業(yè)中興和華為的調(diào)查報(bào)告給了我們一些參考，根據(jù)該報(bào)告內(nèi)容，“無(wú)法確信華為和中興不受中國(guó)影響，這種影響帶來(lái)了對(duì)美國(guó)和美國(guó)通信系統(tǒng)的安全威脅�！�…對(duì)于中國(guó)通訊行業(yè)、在美運(yùn)營(yíng)的特定公司的歷史背景與經(jīng)營(yíng)狀況以及這些公司與中國(guó)政府之間可能存在的關(guān)系，委員會(huì)可以獲得的信息非常有限。……因此會(huì)引發(fā)安全隱患。”

事實(shí)上，在海纜監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，對(duì)外國(guó)設(shè)備我們常常也是“獲得的信息非常有限”。

   斯諾登稱，美國(guó)通過(guò)思科等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商長(zhǎng)期監(jiān)控大陸網(wǎng)絡(luò)信息，印證了此類寄生監(jiān)測(cè)情形很可能真實(shí)存在。思科參與了中國(guó)幾乎所有大型網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的建設(shè)，涉及政府、海關(guān)、郵政、金融、鐵路、民航、醫(yī)療、軍警等要害部門(mén)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建設(shè)之初未能引起警覺(jué)，棱鏡門(mén)曝光信息安全引發(fā)巨大關(guān)注后，相關(guān)部門(mén)和企業(yè)才開(kāi)始著手去思科化。海纜監(jiān)測(cè)建設(shè)應(yīng)該未雨綢繆，重視信息安全。

三、海纜的信息安全應(yīng)當(dāng)引起重視
   中國(guó)的海島開(kāi)發(fā)、海上石油平臺(tái)建設(shè)、海上風(fēng)電建設(shè)正在如火如荼開(kāi)展。以海上風(fēng)電建設(shè)為例，來(lái)自前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的海上風(fēng)電行業(yè)分析報(bào)告指出，目前我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)�；�、商業(yè)化發(fā)展階段。根據(jù)各省海上風(fēng)電規(guī)劃，全國(guó)海上風(fēng)電規(guī)劃總量超過(guò)8000萬(wàn)千瓦，重點(diǎn)布局分布在江蘇、浙江、福建、廣東等省市；為獲取更多的海上風(fēng)能資源，海上風(fēng)電項(xiàng)目將逐漸向深海、遠(yuǎn)海方向發(fā)展。海纜在未來(lái)將密集分布于近海和遠(yuǎn)海。

   如何制定海纜監(jiān)測(cè)設(shè)施的選取標(biāo)準(zhǔn)，如何保障海纜安全運(yùn)行的同時(shí)確保敏感船舶信息安全，是國(guó)家信息安全對(duì)海纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提出的新挑戰(zhàn)。國(guó)外設(shè)備帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)引起重視，采用安全、自主、可信、可控的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備無(wú)疑可以大大降低信息安全風(fēng)險(xiǎn)。