“网络空间”或“网络战争”的研究热点与趋势分析_赛博空间论文

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Cyberspace定义[1]:(电子计算机创造的)通讯、信息空间。“cyber warfare”定义[2]:网络战。网络战[3]是为干扰、破坏敌方网络信息系统,并保证己方网络信息系统的正常运行而采取的一系列网络攻防行动。正在成为高技术战争的一种日益重要的作战样式,破坏敌方的指挥控制、情报信息和防空等军用网络系统,甚至可以悄无声息地破坏、瘫痪、控制敌方的商务、政务等民用网络系统,不战而屈人之兵。1948年控制论奠基者美国数学家诺伯特·维纳发表了《控制论》一书,宣告了控制论的诞生。维纳从希腊语中借用了控制一词,并将其在英语中改写为cybernetics来表示控制论,从此该词成为控制领域的标准用语[4]。1984年威廉·吉布森完成了《神经漫游者》,最大的成就是预示了20世纪90年代的电脑网络世界。创造了“赛博空间”(cyberspace,也译网络空间)[5]。随着cyberspace这个词引用频率的不断增加,人们的关注也越来越高,其重要程度不言而喻,然而,目前国外对于赛博空间、赛博战的研究发展到什么程度,有哪些领域是研究的热点与发展趋势,本文运用CitespaceⅡ软件绘制了研究热点与趋势图谱,可视化分析国外当前作战效能研究的现状。

1 数据来源与处理

以SCI数据库中的文献,截至2013年4月15日11时40分,按“标题”检索,输入“cyber warfare” OR “cyberspace”,引文数据库选择(Science Citation Index Expanded(SCI-EXPANDED)——1900年至今)、(Conference Proceedings Citation Index-Science(CPCI-S)——1990年至今)、(Book Citation Index-Science(BKCI-S)——2005年至今)得到相关的文献共计577篇。

1.1 文献发表年度分析

图1说明了从1989—2012年间对于赛博空间及赛博战相关文献载文的增长趋势情况,曲线1为文献逐年累计增长图,曲线2为文献每年发表图,图中可以看出,1989年国外出现有关赛博空间与赛博战的文献。曲线2从1989—1997年文献量逐步增加,1997年达到顶峰,后期逐步平衡。曲线1从1989—1993年,有关文献发文量比较平缓,从1984年以后,文献增长较快,趋于线性增长,进一步说明对于赛博空间及赛博战的研究逐步进入人们的视野。

1.2 文献期刊分布分析

通过对SCI数据库下载有关文献期刊数据进行统计分析,如图2所示,显示了国外期刊载文的分布情况,排名第一COMMUNICATIONS OF THE ACM载文数量19篇,占文献总量的3.3%,其次为NEW SCIENTIST、SOCIAL SCIENCE C0MPUTER REVIEW载文数量13篇,占文献总量的2.3%,第三为SCIENTIFIC AMERICAN载文数量9篇,占文献总量的1.6%。从发表期刊及期刊载文量分析,对于cyberspace、cyberwar领域的研究,目前还不够深入,学科主要集中在计算机科学领域。

1.3 关键节点文献演进的可视化分析

时区视图的显示方式突出关键节点随时间变化的结构关系。相应的关键节点的经典基础文献体现了学科知识领域的发展变化关系,因而研读演化路径中的经典文献,可成为判断赛博空间与塞博战趋势发展的重要参考依据。

运用CitespaceⅡ软件,时间跨度为1989—2012年,节点类型选择为共引文献(Cited Reference),切片(Slice)选择2,即单个时间分区为2年,阀值选择(1,1,15),(1,2,20),(2,2,20),得到共引文献图谱。如图3所示。

第一篇文献是作者威廉·吉布森,1948年生于美国,1968年移居加拿大,1984年发表的《神经浪游者》(Neuromancer),该书是第一本同时获得“雨果奖”(Hugo Award)、“星云奖”(Nebula Award)与“菲利普·狄克奖”(Philip K.Dick Award)三大科幻小说大奖的著作。该书预示了20世纪90年代的电脑网络世界。吉布森不但在书里创造了“赛博空间”(cyberspace,也译网络空间),同时也引发了“电脑朋克”(cyberpunk)文化——用一种迷恋高科技的目光来观察世界,但是却轻视用常规的方法来使用高科技。这股浪潮从此日渐汹涌,大肆冲击主流文化[5]。

第二篇文献作者是美国麻省理工学院教授雪莉·特克(Sherry Turkle),在Life on the Screen一书当中,作者提出了随着科学技术的提高,计算机越来越人性化,人们对计算机的依赖程度逐步加深——人与机器之间很难区别,这种现象将引发新的思考。

第三篇文献作者是尼葛洛庞帝(Negroponte N),麻省理工学院教授及媒体实验室的创办人,同时也是《连线》杂志的专栏作家。西方媒体推崇他为电脑和传播科技领域最具影响力的大师之一,1996年7月被《时代》周刊列为当代最重要的未来学家之一。在Being Digital当中,作者深入浅出地讲解了信息技术的基本概念、趋势和应用、巨大的价值和数字时代的宏伟蓝图,阐明了信息技术、互联网对时代和人们生活的影响和价值。此书被认为是20世纪信息技术及理念发展的圣经,此书的流行和传播对上个世纪信息时代的启蒙、发展产生了深远的影响[6]。

第四篇文献作者劳伦斯·莱斯格(Lawrence Lessig),莱斯格先后在芝加哥大学、哈佛大学、斯坦福大学法学院担任教授一职,是斯坦福大学网络与社会研究中心创始人,是全球最负盛名的网络法律专家。《商业周刊》称他为“互联网时代的守护神”、“网络法律界最具原创思想的教授”、“对互联网最具影响的25人之一”。还被《纽约客》称为“互联网时代最重要的知识产权思想家”。他几乎参与了所有重大的争论:美国在线——时代华纳合并案、Napster音乐版权大战、微软反垄断案、俄罗斯黑客事件、DVD破解案等,他还对美国微软反垄断案审判结果产生了重要的影响。其著作《代码》一问世便震动了学界和业界,被人称为“也许是迄今为止互联网领域最重要的书籍”,也被一些学者称为“网络空间法律的圣经”[7]。《代码:塑造网络空间的法律》(Code and Other Laws of Cyberspace)是一本介绍有关法律体系、社会组织、网络之间的相互作用的文献。劳伦斯·莱斯格反驳人们普遍认为互联网无法监管的观点。作者认为,使用互联网的人需要参与其中,并决定他们希望互联网得到什么样的价值观:那些言论自由和表达自由,或者那些监管和控制。“自由空间不会来自缺失的状态。自由在任何地方,来自于某一种状态。”

第五篇作者是拉特雷(Rattray),一名退役的美国空军上校,他曾经在布什第2任期内担任美国国家安全委员会的网络安全主管。Strategic Warfare in Cyberspace一书中,作者提供战略信息战发起通过数字方式对美国及其盟国的一个独特的问题进行综合分析,首先分析信息基础设施的显著特征,从其他类型的信息化竞争区分出了战略信息战,如金融犯罪与经济间谍活动,他为一般性的战略战争,建立了概念框架。特别是战略信息战。以历史的角度来看,他考察了美国在两次世界大战之间的时期发展空中轰炸能力,并在90年代美国努力发展战略信息战能力的基础上提出了加强美国战略信息战的防御的建议[8]。

1.4 作者发表文献分析

普赖斯根据洛氏定律,借用数学结论,经推导得出:。其中,m为普赖斯假定的一个数,即个人发表的论文数大于m的科学家们所发表的论文总数恰好等于全部论文总数的一半,nmax为发文量最多的作者的论文总数。这是洛特卡定律的一个重要推论。这说明,发表了m篇以上论文的科学家们所发表的论文总数等于全部论文总数的一半,或者说,杰出科学家中最低产的那位科学家所发表的论文数,等于最高产科学家发表论文数的平方根的0.749倍[9]。同时我们也可以理解为,发表论文数为m篇以上的作者为核心作者,根据公式并结合图4中有关数据,可以得出,相关文献的发文量除匿名作者外,最多的作者的论文数nmax=7,经计算得m=1.98。即发表文献超过2篇以上作者为该领域的核心作者,经统计共有85名作者发表文献超过2篇以上,共发表文献214篇,占论文总数的37.1%,核心作者发文量占论文总数比例与普赖斯所规定的50%相差幅度较大,说明国外对于“cyberspace” or “cyber warfare”领域的研究还未形成稳定的核心作者群。

1.5 作者合作分析

运用CitespaceⅡ信息可视化图谱软件生成作者合作图谱,如图5所示:图中合作关系明显的作者分别是美国空军赖特帕特森空军基地Richard Raines、Michae Grimaila,其研究方向为计算机科学;美国兰德公司Martin C.Libicki,研究方向为计算机科学;中国南京大学科学技术学院Li Qianmu、Hou Jun等,研究领域为工程;德国拜罗伊特大学Kantor A,研究方向内科医学;美国麻省理工学院BARLOW JP,美国塔尔萨大学Rice M、Shenoi S,其研究方向为计算机科学、工程;美国弗吉尼亚州麦克莱恩市Bequai A,研究方向为计算机科学;美国佛罗里达大学Bradshaw JM,研究方向为计算机科学、工程;密尔沃基工程学院Herman T、迪堡大学Roberts J等,研究方向生物化学与分子生物学、生命科学与生物医学。另外,丛书编者Carrasquero JV、Welsch F、Oropeza A等,研究方向计算机科学、政府和法律,社会问题;丛书编者Armistead L、美国空军Mills R,研究方向为计算机科学、信息科学与图书馆科学、商业和经济学、数学方法在社会科学;美丛书编者StAmant K、Sapienza F,研究方向计算机科学、通信科学与图书馆、信息科学;丛书编者Schuler D、Day P,研究方向通信、计算机科学、社会问题;丛书编者Chiu ML、Tsou JY、Kvan T、MorozumiM、Jeng TS,研究方向计算机科学;丛书编者Sourin A、Sourina O,研究方向计算机科学;丛书编者Giacobino E、Pfeifer R,研究方向计算机科学、工程;丛书编者Janelle DG、Hodge DC,研究方向计算机科学、环境科学和生态学、自然地理学、遥感。总体而言,国外有关“cyberspace” or “cyber warfare”研究领域作者合作密切,研究重点突出计算机科学、工程、通信科研究方向计算机科学学,医学等方面。

1.6 学科分析

主要列举了“cyberspace” or “cyber warfare”相关领域文献超过10篇(含)以上的学科分类。目前国外有关该领域的学科研究,主要集中在图6当中,其中计算机科学(COMPUTER SCIENCE)发表文献308篇,占发表文献的53.4%,ENGINEERING(工程)发表99篇,占发表文献的17.2%,信息科学图书馆学(INFORMATION SCIENCE LIBRARY SCIENCE)发表文献67篇,占发表文献的11.6%,科学技术其他主题(SCIENCE TECHNOLOGY OTHER TOPICS)发表文献56篇,占发表文献9.7%,电信(TELECOMMUNICATIONS)发表文献43篇,占发表文献7.4%。这些学科发展速度较快,文献资源丰富,同时也可以得出研究“cyberspace” or “cyber warfare”领域与这些学科紧密相连,也是国外高度重视的热点学科,而对于其余学科,文献资源相对较少。截至2013年4月15日,发表超过10篇(含)以上有关“cyberspace” or “cyber warfare”领域文献的只有19种学科。

1.7 机构分析

图7列举了有关“cyberspace” or “cyber warfare”相关文献发表超过4篇(含)以上的机构共计17个。美国国防部(UNITED STATES DEPARTMENT OF DEFENSE)、美国空军(UNITED STATES AIR FORCE)、加利福尼亚大学(UNIVERSITY OF CALIFORNIA SYSTEM)、伦敦大学(UNIVERSITY OF LONDON)、美国兰德公司(RAND CORP)、美国伊利诺大学(UNIVEBSITY OF ILLINOIS SYSTEM)、伦敦大学国王学院(KINGS COLLEGE LONDON)、美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校(UNIVEBSITY OF ILLINOIS URBANA CHAMPAIGN)、美国奥本大学(AUBURN UNIY)、美国纽约大学(NEW YORK UNIVEBSITY)、美国亚利桑那大学(UNIVEHSITY OF ARIZONA)、澳大利亚悉尼大学(UNIVERSITY OF SYDNEY)、加拿大多伦多大学(UNIYERSITY OF TORONTO)、美国塔尔萨大学(UNIVERSITY OF TULSA)、美国威斯康星大学(UNIVERSITY OF WISCONSIN SYSTEM)、美国弗吉尼亚理工学院(VIRGINIA POLYTECHNIC INSTTTUTE)、荷兰阿姆斯特丹大学(VU UNIVERSITY AMSTERDAM)从机构排名分析,美国有12所研究机构,位居榜首;英国有2所研究机构,位居第二;澳大利亚、加拿大、荷兰各1所机构,并列第三。值得一提的是,中国南京大学科学技术学院发表文献3篇(此图未列出),也具有较强的研究能力。综合以上分析,还可以得出国内外院校是研究“cyberspace” or “cyber warfare”领域的活跃机构。

1.8 机构合作分析

运用CitespaceⅡ信息可视化图谱软件,生成机构合作图谱,如图8所示:美国空军(USAF)和美国塔尔萨大学(Univ Tulsa),美国伊利诺伊州大学(Univ Illinois)与美国国家图书馆医学杂志(Natl Lib Med)在“cyberspace” or “cyber warfare”领域合作密切,自主研究机构有:美国兰德公司(Rand Corp)、加利福尼亚大学(Univ So Calif)、澳大利亚悉尼大学(Univ Sydney)、加拿大阿尔伯塔大学(Univ Alberta)、密尔沃基工程学院(Milwaukee Sch Engn)、美国华盛顿大学(Univ Washington)、纽约市立大学亨特学院(Cuny Hunter Coll)、中国南京大学科学技术学院(Nanjing Univ Sci & Technol)、南阳技术大学(Nanyang Technol Univ)、美国犹他州大学(Utah State Univ),整体分析,国外有关“cyberspace” or “cyber warfare”领域研究的合作主要采取“小范围交叉合作”与“独立自主研究”为相结合的方式。

1.9 国家或地区发表文献分析

截至2012年,从图9中列举有关“赛博空间”及“赛博战”研究领域内发表文献超过3篇以上的国家共计21个,其中,美国发表的文献位居世界前列,是研究该领域的“核心”国家,其余国家或地区研究相对滞后,整体而言,国外研究发展状况极不平衡。

2 “cyberspace” or “cyber warfare”研究热点

利用CiteSpace,v.2.2.R9软件中的关键词聚类功能,确定“cyberspace” or “cyber warfare”领域研究的主要研究领域和研究热点。依据SCI提供的文献发表时间,参数的选择:时间跨度为1989—2012年,节点类型选择为Keyword,Slice(切片)选择2,即单个时间分区为2年,阀值选择(1,1,15),(1,2,20),(2,2,20),软件分析后,生成关键词被引频次大于2的关键词列表(见表1)以及图10所示的“cyberspace” or “cyber warfare”研究关键词共引网络图谱。

图10所示,我们可以发现两个明显的节点[10],“cyberspace”、“internet”。这两个节点与聚类相连接,在整个图谱中担负着重要桥梁作用,是具有较高中间中心性的节点,中间中心性是常用来进行中间性测度的指标[11],它是指网络中经过某点并连接这两点的最短路径占这两点之间的最短路径总数之比。中间性高的点往往位于不同聚类的连接点上,从知识领域的角度看,关键节点文献一般是提出重要的新理论或是具有重大理论创新的经典文献,也是最有可能形成科学研究前沿热点的文献[12]。

从图谱中我们可以分析出,截至目前,国外对于“cyberspace”、“cyber warfare”的研究主要从“cyberspace”、“internet”两个热点学科延伸与拓展,图中学科分枝比较零乱,聚类不够集中,还没有完全形成学科体系,其中较为完整的聚类如#27(聚类主题为卫星通信)、#15(聚类主题为信息检索)、#37(聚类主题为基于知识的方法)等,图中从上至下,我们可以看到研究前沿术语如:虚拟世界(virtual worlds)、网络战(cyber warfare)、军事作战(military operation)、网络攻击(cyber attacks)、网络域(cyber domain)、虚拟环境(virtual environment)、互联网用户(internet user)、信息技术(information technology)、网站(web site)、万维网(world wide web),前沿术语主要集中于计算机学科。

表1列举了被引频次>4的关键词(由于篇幅过大,部分内容没有列出),其3个属性分别频次、中心性、年度。表1中所示关键词排名第一的是赛博空间(cyberspace),出现频次41次,中心性为0.57,年度为1996年,排名第二的是因特网(internet),出现频次33次,中心性为0.45,年度为1996年,排名第三的是网络战(cyber warfare),出现频次13次,中心性为0.03,年度为2004年,其余关键词排名较高的还有:万维网(world wide web)、安全(security)、因特网用户(internet user)、虚拟环境(virtual environment)等,这些词汇都与赛博空间、因特网、赛博战密切相连,但同时我们也可以发现,除以上关键词引用频次较高外,其余关键词引频次并不是很高,而且这些引频次不高的关键词学科也较为宽泛,这也说明对于赛博空间与赛博战的研究还处于发展状态,研究层次及目前应用程度还不高。

陈超美博士从科学发现理论出发,提出主题词出现的次数越多,则该主题词在图谱中共现频次越高,共现频次高的主题词则反映了该领域中的研究热点情况[13]。基于以上说明,为进一步探求热点研究情况,得出“cyberspace” or “cyber warfare”研究热点时间区分表,如表2所示。

3 “cyberspace” or “cyber warfare”研究前沿分析

陈超美认为,使用突现主题术语(surged topicaterms)要比使用出现频次最高的主题词(title words)更适合探测学科发展的新兴趋势和突然变化[14]。利用CiteSpace提供的突现词探测技术和算法,通过考察词频的时间分布,将其中频次变化率高的词(突现词,burst terms)从大量的主题词中探测出来,揭示信息素养领域的研究前沿。运行CiteSpace软件,得到频次>2的突现词10个。如表3所示。

 表中频次最高为网络战(cyber-warfare)。网络战是信息战的一种形式,通过破坏对方的计算机网络和系统,达到战斗的目的。网络战是在2010年5月出版英文书籍Cyber War中定义为“一个民族国家为渗透另一个国家的计算机或网络进行破坏和扰乱的行为”[15],网络战已经成为陆战、海战、空战以及太空站之外的能够造成威胁的一种新的军事行动[16]。由此可见,网络战是研究的前沿问题。网络攻击(cyber-attacks)、网络态势(cyberspace-situation)、网络冲突(cyber-conflict)、态势感知(situation awareness)这些术语都是网络作战的形式,是研究作战的要素。信息基础设施(information-infrastructure)定义[17]:能以交互方式传送话音、数据、文本、图像、视像和多媒体信息的高速通信网及相关设施。信息基础设施包括电信网、广电网、计算机网、大型数据库、支持环境等。分国家信息基础设施(NII)与全球信息基础设施(GII)。信息基础设施建设是信息战的根本基础,仍是网络战研究的前沿问题。万维网(world-wide-web)、网站(web-sites)是信息化条件下网络作战主要媒介,是研究开发的重要平台。信息检索(information-retrieval)是信息化作战的主要手段,是快速获取重要信息的要素之一。知识产权(intellectual-property)定义[18]:是指人们就其智力劳动成果所依法享有的专有权利,通常是国家赋予创造者对其智力成果在一定时期内享有的专有权或独占权。随着科学技术的发展和社会的进步,知识产权的内涵与外延不断丰富拓展,甚至对科技进步也起着至关重要的作用。现在已经被提高到国家发展战略的高度。

4 研究结论

本文从SCI数据库中,按“标题”检索到1989—2012年与“cyberspace” or “cyber warfare”相关的576篇文献进行分析,得到以下结论:

(1)对于“cyberspace” or “cyber warfare”定义的研究还处于发展时期。整体分析:有关赛博空间与赛博战领域相关的重要学科是计算机科学、通信电子科学、工程,也是目前国外对于赛博领域研究的重要领域,其运作平台主要依据互联网。

(2)从Citespace软件中分析,利用关键词聚类功能得到的涉及作战效能领域的热点,划分6个方面,第一为研究范围,区分为时域与地域;第二为研究对象,区分为人、物、组织、内容;第三为应用领域,区分为信息、安全、教育、社会、健康;第四为研究方法,区分为理论、技术、模型、数据库;第五为评价指标,区分为特性、效率、速度、增长、影响、意义、好处、能力、风险,如表2所示。

(3)对“cyberspace” or “cyber warfare”研究前沿进行分析,得出研究的前沿。分别为:网络战(cyber-warfare)、万维网(world-wide-web)、网站(web-sites)、态势感知(situation awareness)、网络态势(cyberspace-situation)、信息检索(information-retrieval)、知识产权(intellectual-property)、信息基础设施(information-infrastructure)、网络冲突(cyber-conflict)、网络攻击(cyber-attacks)。

收稿日期:2013-06-14

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