3/27/2019,近年來，中國的海島開發(fā)、海上風(fēng)電建設(shè)、海洋石油平臺建設(shè)方興未艾，建設(shè)規(guī)模呈快速增長態(tài)勢。光電復(fù)合海底電纜（以下簡稱“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、海島、海洋石油平臺之間的電力輸送和信息通訊。為避免錨害、捕魚、洋流等原因損害海纜，通常會采用一套狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對海纜實(shí)時監(jiān)控，以保障其安全運(yùn)行。同時，筆者關(guān)注到該監(jiān)測系統(tǒng)也有收集、存儲、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，可能會引起信息安全的顧慮。此風(fēng)險目前尚未引發(fā)關(guān)注，本文拋磚引玉，提供些許淺見以供參考。
   
一、海纜監(jiān)測必要性和發(fā)展現(xiàn)狀
   敷設(shè)在海底的海纜時刻會受到船錨、捕魚設(shè)備、洋流、潮汐等因素威脅，損壞后維修周期長、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1萬多居民用電，線路搶修時間長達(dá)6天5夜，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千萬。因此，采用有效手段監(jiān)測海纜運(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)時監(jiān)測溫度、擾動，可及時發(fā)現(xiàn)海纜異常狀況，結(jié)合AIS船舶識別預(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)測海纜運(yùn)行狀態(tài)，對影響海纜安全的事件發(fā)出報警�？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)，并可通過文字及其語音信息通知船舶駛離，保障海纜安全運(yùn)行。海纜監(jiān)測系統(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)國際電纜保護(hù)協(xié)會（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，擾動監(jiān)測主要用于在海纜遭受錨砸、錨掛時發(fā)出報警。其原理是：光在光纖中傳輸時會產(chǎn)生瑞利散射現(xiàn)象，當(dāng)有外物觸碰或入侵時，引發(fā)的振動將導(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。通過探測瑞利散射光強(qiáng)度的變化即可準(zhǔn)確探測入侵事件。系統(tǒng)通過發(fā)射脈沖與接收信號之間的時間差以及光速來計(jì)算入侵的位置。

 
                              圖1 光纖擾動監(jiān)測原理

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

二、海纜監(jiān)測中的信息安全風(fēng)險
   高精度的海纜擾動監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測海纜的擾動、位移等狀況時，甚至能同時監(jiān)測海纜周邊海洋環(huán)境帶來的振動和聲波。實(shí)踐表明，擾動監(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)船舶振動特征（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)測系統(tǒng)的海纜位于舟山海豐客運(yùn)碼頭到長白島之間，長度約3km，埋深約2m。根據(jù)實(shí)際觀測監(jiān)測數(shù)據(jù)，某日海纜監(jiān)測系統(tǒng)捕獲某大型船舶作業(yè)跨越海纜區(qū)的運(yùn)動軌跡，結(jié)合AIS數(shù)據(jù)，判斷該船為ALP Striker。
 

  
   研究和實(shí)踐表明，海纜擾動監(jiān)測系統(tǒng)既能實(shí)時監(jiān)測海面動態(tài)，又能在運(yùn)營中累積海量數(shù)據(jù)，因此應(yīng)當(dāng)慎重對待，防止泄密。具體來說，對外設(shè)備的采購、安裝、調(diào)試、維修等環(huán)節(jié)要注重保密，設(shè)備應(yīng)購置于可靠廠家，設(shè)備的維修、升級、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，禁止帶出國內(nèi)，以防泄密。

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

   2012年10月份美國國會眾議院情報委員會公布了對中國通信設(shè)備企業(yè)中興和華為的調(diào)查報告給了我們一些參考，根據(jù)該報告內(nèi)容，“無法確信華為和中興不受中國影響，這種影響帶來了對美國和美國通信系統(tǒng)的安全威脅�！�…對于中國通訊行業(yè)、在美運(yùn)營的特定公司的歷史背景與經(jīng)營狀況以及這些公司與中國政府之間可能存在的關(guān)系，委員會可以獲得的信息非常有限�！�…因此會引發(fā)安全隱患�！�

事實(shí)上，在海纜監(jiān)測領(lǐng)域，對外國設(shè)備我們常常也是“獲得的信息非常有限”。

   斯諾登稱，美國通過思科等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商長期監(jiān)控大陸網(wǎng)絡(luò)信息，印證了此類寄生監(jiān)測情形很可能真實(shí)存在。思科參與了中國幾乎所有大型網(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、軍警等要害部門的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建設(shè)之初未能引起警覺，棱鏡門曝光信息安全引發(fā)巨大關(guān)注后，相關(guān)部門和企業(yè)才開始著手去思科化。海纜監(jiān)測建設(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
   中國的海島開發(fā)、海上石油平臺建設(shè)、海上風(fēng)電建設(shè)正在如火如荼開展。以海上風(fēng)電建設(shè)為例，來自前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的海上風(fēng)電行業(yè)分析報告指出，目前我國海上風(fēng)電開發(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，全國海上風(fēng)電規(guī)劃總量超過8000萬千瓦，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。海纜在未來將密集分布于近海和遠(yuǎn)海。

   如何制定海纜監(jiān)測設(shè)施的選取標(biāo)準(zhǔn)，如何保障海纜安全運(yùn)行的同時確保敏感船舶信息安全，是國家信息安全對海纜監(jiān)測系統(tǒng)提出的新挑戰(zhàn)。國外設(shè)備帶來的風(fēng)險應(yīng)當(dāng)引起重視，采用安全、自主、可信、可控的國產(chǎn)化設(shè)備無疑可以大大降低信息安全風(fēng)險。