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凤凰联盟:小型无人机的国家安全问题与因应

随着电池动力、感测系统、人工智慧等各项技术的精进,结合这些技术所产生的小型商用无人机近年成为极热门之产品。高盛(Goldman Sachs )研究预测,由于民间(包括个人娱乐与商用)与政府运用需求不断扩增,全球无人机市场从2016年开始至2020年间,将可能突破1000亿美元之巨。在此庞大市场之下,小型无人机的运用也日益普及。在各种不同用途上均有极大潜力的小型无人机,便因此成为安全问题上不可忽视的议题。近年来包含中东战场在内的诸多事件显示,小型无人机的不当运用,已在许多不同方面构成国安威胁,须思考应对之道。本文将着重在军事层面之外,检视小型无人机对我国国家安全的威胁。

难以防范的多用途小型无人机

一、小型无人机的特性

当前无人机以二类为最常见的主要机型:旋翼机,如常见的四轴无人机(quadcopter)及直升机造型无人机等,常见的小型无人机多以旋翼机为主;另外则是定翼无人机如MQ-9死神(Reaper)等大型军用无人机。其中小型无人机相较于各国军方积极研发运用的大型无人机,其成本较为低廉、容易取得,在近年广为扩散,成为十分受欢迎的电子产品;小型无人机在不同应用领域及任务上皆有巨大潜力,极具运用弹性:除个人空中摄影、娱乐及商用市场外,在诸如救灾、各种环境、动植物及海岸、边境等各种监测工作及货运、军警执法任务,甚至农业及工业运用等用途。也正因此,小型无人机在不当运用下,能造成多种不同面向之安全威胁。

市售的小型无人机根据其不同型号的功能,部分机种甚至能提供达10公斤左右之载重,可载运包括相机在内的多项物件,因而提供相当高的运用弹性。同时,由于尺寸较小、少用金属材料、并且相对之下相当安静等各种特性之故,小型无人机并不容易侦测。因此,当小型无人机遭到不当运用时,事先的侦测与防范即为其最重要、也最困难的课题。

二、多用途带来多面向威胁

军事运用上,不同于新闻媒体上常见到、美国与西方国家部队的知名大型、精密的高性能军用无人机,在叙利亚及伊拉克等地之经验显示小型无人机的战场价值:极端团体如伊斯兰国等,在战场上运用改装市售小型无人机、或是自制土造无人机等方式,在叙利亚及伊拉克等地,对包括美军及俄军在内等各方交战对象发动攻击。根据西点军校报告指出,伊斯兰国于2016年10月以小型无人机装载爆裂物、并炸死了库德族敢死队( peshmerga  )战士开始,该团体开始大规模改装运用商售小型无人机用于战场;虽然无人机攻击在2017年春达到高峰之后开始衰退,但类似装备的改造、运用甚至自制无人机仍然十分活跃,2018年1月简易型自制无人机集群(swarm)对俄国军事基地发动的袭击即是一个明显例证。

然在军事上的运用之外,近年来多起事件揭示小型无人机在滥用下所可能造成之危害。这些安全问题在承平的现代社会所造成的多面向威胁,对台湾可能更加关键与切身。虽然每个无人机遭到不当运用案例在安全上的意涵皆是复合面向,难以归纳成单一种安全威胁;例如在要人的保护上,无人机可能侵犯其私人隐私,但也可能发动攻击,威胁其生命安全,或破坏其所在之设施等。然而笔者在此仍欲藉由几个不同的案例,检视不同的威胁面向:

(1) 特定人物及军警人身安全:

除了前述伊斯兰国组织战士在中东战场上,改装小型无人机攻击敌人兵员之外,最近期的明显例子应该是2018年8月,委内瑞拉总统马杜洛(Nicolás Maduro)在演说时遭遇载有爆裂物的小型无人机袭击,并因此造成当场多人受伤;2019年1月,叶门「青年运动」组织亦利用无人机,在叶门政府的阅兵活动中发动攻击,并造成多人死亡及数位高阶官员受伤。回顾过往,从美国于中东及阿富汗的反恐战争开始后,精良的高性能军用无人机多次被用于狙杀重要目标人物这点,即可看出无人载具在类似任务上的运用弹性;考量搭配在中东战场上,小型无人机用以攻击敌对兵员的情况,可说未来对要人及执法军警等的人身安全保护工作上,皆须针对小型无人机加以防范。

(2) 关键基础设施防护:

2018 年7月,绿色和平组织在网路上公布了一段影片,内容中可明显看到该组织成员操作之小型无人机,涂成超人的外观,往法国里昂附近、储存用过核燃料(spent-fuel )的设施一头撞上去。上传影片者宣称其用意在于提醒世人法国核子设施的脆弱性,以及欠缺防备。尽管法国电力公司EDF宣称,两架无人机中有一架遭遇警方拦截,并且储存设施为防范各种天灾十分坚固,然而此事件仍然提醒了无人机对关键基础设施防护的重要性。

 

(3) 飞航安全:

 

在2018年12月下旬及2019年1月初,英国伦敦的盖威克(Gatwick)及希斯洛(Heathrow)机场分别遭到无人机干扰,使得起降与调度大乱,前者甚至因而关闭长达33个小时,并取消了数百航班,造成了超过5000万英镑的损失。2019年1月下旬,美国纽瓦克(Newark  )机场同样遭到无人机闯入,并使机场短暂暂停飞机起降。如同鸟击一般,小型无人机对于飞航安全造成的威胁十分巨大,2018年9月,代顿大学研究所(The University of Dayton Research Institute)以大疆(DJI)的Phantom 2四轴无人机与飞机机翼进行飞行中撞击的实验,显示无人机将会在机翼前缘撕裂出缺口,并损坏机翼的主结构。

 

(4) 隐私与机密保护:

 

大量扩散的民用小型空拍无人机,其摄影用途与三度空间的机动性自然引发了多起侵犯个人隐私的事件,从偷拍到窃取机密的状况皆有;2018年8月,1架无人机出现在法国总统马克宏度假地附近,并遭到干扰使其坠毁即为一例证。类似的事件除了侵犯个人隐私之外,也可用于窃取重要机密资讯,例如2016年8月在北爱尔兰也曾发生借无人机拍摄民众在提款机输入密码的事件。小型无人机甚至可成为骇客的工具,进一步用作窃取商业机密的工具,根据2019年1月21日《泰晤士报》的报导,由于近年来藉由无人机进行偷拍、窃听,甚至透过伪装无线网路连线以取得员工密码等方式窃取机密,使越来越多公司开始寻求反制无人机技术,以确保商业利益。

(5) 其他犯罪作为:

除了军警人员用以监控、协助执法之外,小型无人机同样可能在犯罪者手上进行类似操作。2018年5月,美国FBI透漏其干员于2017年冬天进行某次人质救援行动时,FBI所设置的监视站遭遇犯罪集团以小型无人机集群干扰,并拍摄影片上传Youtube让犯罪集团能监控干员状况,并使FBI无法进行突击行动。除了对抗执法人员外,无人机所能提供的监控功能也使犯罪集团在作案前用以侦测并监控其目标。

另外,由于载货是小型无人机另一项被瞩目的用途,无人机成为美国边境跨国犯罪集团运用的新式走私运毒工具,甚至曾发生无人机将毒品、武器及各项物品走私入监狱内等案件。

(6) 资安漏洞成为隐忧

除了使用者本身的不当运用外,无人机也可能遭到有心骇客,藉由包含GPS与控制讯号、无线网路等方面的资安漏洞「劫机」,可能借此取得无人机的控制权。

无人机制造商的资安漏洞,也可能会成为另一种无人机衍生出来的安全问题。知名软体科技网站Check Point 2018年11月报导,全球最大的制造商中国大疆的身分认证程序有安全漏洞,如果遭到骇客攻击,则可能会泄漏包含操作者的位置、拍摄到的影像等,甚至可能拦截载运的货物,也凸显无人机存在的资安问题。

各国致力发展反制作为与监管规范

一、反制技术装备受到重视

目前已有多种包含侦测系统,及透过软杀及硬杀方式排除小型无人机威胁的反制系统出现,其中软杀包括了干扰其控制训号或GPS定位信号、传送信号等方式,也有透过「捕捉」方式抓取无人机以消除威胁等;硬杀则透过武器如飞弹、防炮、甚至雷射等击毁无人机。就国内维安方面而言,软杀方式仍然是较合宜的应对方式。然不论软杀或硬杀,小型无人机具难以侦测之隐匿特性,使得及早侦测可疑的无人机的能力,成为目前反无人机系统的重要核心要素。

为了因应逐渐增加的威胁,各种反无人机系统广泛受到各国军警及维安单位采用,并用于各种重大场合如2017年的汉堡G20高峰会等。在可预见的近期,由于各种无人机不当应用的案例增加,民间企业在内的各方单位也将逐渐采购相关防护装备,其中一个例子是德国福斯公司在2018年1月,采购机动式无人机侦测系统,以加强防止其商业机密遭人透过无人机窃取。因此,除了无人机产业将在未来数年持续扩大、发展外,可预期反无人机系统将成为新的产业发展重点之一。

二、管制运用与产业发展间的平衡

近年来包含欧美及中国在内,多国皆已推出相关管理法规,内容多半为使用者的登录、针对不同尺寸级别无人机操作者进行规范等,并限制飞航区域。除各国各自研拟的法规外,国际标准化组织ISO也在2018年11月推出一针对无人机运用的规范草案供世界各国参考,并预计该规范在2019年生效。该草案包含了机场周遭禁飞区、限飞区、地理围栏防止无人机接近敏感地区、使用者须维护他人隐私及确保人为活动安全、操作者训练、飞行历程记录、机体维护以及数据保护等。此标准虽与多国现行规范类似且无法律效力,但仍可能作为日后建立法规的参考标准。

2018 年,美国的《防止新兴威胁2018法案》 (preventing emerging threats act of 2018)授权将使国土安全部及司法部门获得权力以侦测、监控、识别以及减轻无人机对关键基础设施的威胁,并让国土安全局能够测试、评估目前市面上各项侦测系统以制定标准来减低领空内的无人机威胁,并给予美国民航局FAA权力,以要求制造商在无人机上加上空中远端识别系统,以协助有效管理。

但同时美国也尝试鼓励无人机产业的持续发展:针对无人机的应用,美国将放宽在人群上空及夜间飞行规定,以方便无人机合法运用。FAA将小型无人机依据其尺寸与风险程度分类,适度放宽风险较低的机种飞越人群;操作者如完成培训、机上配备足够照明工具者允许夜间飞行等。尽管一定程度上开放了无人机的进一步运用,FAA仍然维持不少旧有限制,如无人机必须在操作者视线内、禁航区以及飞行高度等。然远端识别系统法规进度落后,引起业界不满,虽然FAA在2018年底宣布相关测试项目,以加速推动规范拟定,然而此项规定仍需要一段时日才可能完成。

考量无人机运用的潜力与市场规模,管制、规范和产业发展中如何进行权衡,将是今后重要关键。

小结

近年小型无人机的快速发展以及大量扩散,对各种可能的安全领域都造成了不少安全疑虑。尽管多个国家都开始尝试对小型无人机进行管理,并各种不同反制系统问世,然而严格上来说,这些作为目前仍有待发展。作为一种当前极受欢迎的多用途电子产品,单纯严加管制小型无人机显然并非合适的因应之道,而是应进一步探讨在推展小型无人机产业及其运用的同时,如何避免可能的危害与问题发生。幸运的是,我国研发单位同样正在发展反无人机系统、推动《民用航空法》修法外,立法院于2018年11月亦三读通过了《无人载具科技创新实验条例》,显见政府对此领域之重视。然而新兴科技发展迅速,在软硬体上皆需时常关注并跟上最新发展,同时如同美国般详细评估市面上各种硬体系统,并加强对关键基础设施的防护,将是未来的重要工作。

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