保护重要的国家基础设施免受核爆炸的影响

信息安全 身体的 政府 易于
2021-08-25 02:13:18

各国依靠计算机基础设施进行很大比例的通信和军事管理,以及电力等公用事业。不幸的是,核攻击会释放大量电磁脉冲,破坏这些系统。

通常这不是什么大问题,因为脉冲半径内的所有东西都会变成灰烬,但高空核爆炸 (HANE) 会造成严重的电子损坏,而不会造成大规模死亡和破坏。

忽略荒谬的不可能,我想知道如何保护在战时对一个国家至关重要的基础设施免受这种破坏。由于这纯粹是理论上的,我想查看所有信息的来源。我不介意你关注哪些国家,因为核战争可能会影响到所有国家。

我知道这是一个非常奇怪的问题,但它一直在我脑海中萦绕,我很想看到一些关于这个主题的来源充足的答案。

PS 是的,我刚刚找到了 标签。

4个回答

整个互联网旨在抵御核爆炸。至少,这是其前身ARPANET的设计目标。

没有什么秘密:为了避免组件丢失,您必须有冗余。在核爆炸的情况下,这意味着任何两台机器之间必须存在多条数据路径,并且路径应该在地理上尽可能分开。在数学上,假设爆炸半径r为 50 英里(对于核动力EMP,这是一个相当低的估计),以及两台机器AB以及AB之间的两条路径,那么以下应该成立:对于任何两个点MN,其中M在路径 1 上,N在路径 2 上, M之间的距离并且N小于r,则MN(或两者)与AB的距离不超过r简而言之,这两条路径的距离永远不会超过 50 英里,除非在两端(两条路径必须在AB处连接)。

ARPANET 的数据包路由特性,然后是互联网,允许这种冗余。无线电链路的额外点,特别是卫星:基站和卫星之间的链路不会被其间的核爆炸永久中断。爆炸可能引起上层大气的高度电离,因此通信可能会暂时受到干扰,尤其是对于较长的波长;卫星工作在 GHz 频段,应该比 FM 等问题少。此外,地球同步卫星往往在地平线上相对较高(至少来自美国南部 - 更不用说来自莫斯科),因此在亚特兰大的基站和大致在美洲上空的地球同步卫星之间发生爆炸需要在美国领土上引爆这个东西,亚特兰大本身就遇到了大麻烦。

跨洋电缆也应该没问题:3英里的水是地狱般的盾牌。并且它们提供比地球同步卫星更低的延迟(通过地球同步卫星与远程服务器的 ping 时间不能低于半秒,因为 4*36000 = 144000 公里);延迟是飞行无人机的一个问题。低空卫星更难使用(从基站的角度来看,它们移动很多并且经常超出地平线)并且在反卫星导弹的射程内。

光纤比铜链路更能抵御 EMP,美国军方对此进行了 35 年以上的研究。光纤链路的薄弱部分将是中继器:接收信号并将其重新发射得更强的设备。您需要在任何远程电缆中使用其中的一些。但这至少减少了定期建造防辐射掩体的问题。

实际上,更大的问题可能是电力。EMP 将意味着电网中的高浪涌。例如,美国电网难以抵御恶劣天气

当然,网络链接的冗余是不够的:您还需要复制服务器(数据存储、计算元素)。已经需要这样做才能在洪水和地震以及更简单的事件(例如服务器机房烧毁)中幸存下来EMP 抗性几乎相同,只是规模稍大一些。

虽然我不知道大多数关键基础设施是如何防御 EMP 威胁的,但我知道许多关键基础设施实例对这类威胁没有提供任何保护。

然而,这并不意味着不存在保护。Kelvedon Hatch 核掩体为例。它的一些特点,在任何预防核战争的手段中都应该考虑到:

  • 它位于地下 38 米处。由一条 120 米长的隧道引导。
  • 1.5吨防爆门
  • 发电设备
  • 空气过滤和加压。它保持正压水平以防止放射性气体进入。
  • 从它自己的钻孔供水
  • 与其他掩体通信的通信设备。
  • 全国广播电台
  • 被一个巨大的法拉第笼包围,以防止电磁脉冲进入。
  • 被3米厚的墙壁包围
  • 掩体顶部被混凝土覆盖

关于法第笼的一些细节。它的存在是将空气中的电脉冲转移到地面而不是计算机设备中。笼子吸收所有的电信号。你的微波炉里也有这个,我把它放在我的钱包里以防止 RFID 泄漏。爆炸产生 EMP 的原因是空气被核爆炸产生的电子电离(伽马辐射)。

资料来源:维基百科、极客地图集

电磁脉冲主要是通过将其发送到地面来减轻的。

  1. 将路由器/防火墙放在法拉第笼中(想象一个四面都有铜屏的房间)。
  2. 将法拉第笼接地(将铜网连接到多个敲入地面的 6' 铜棒)。
  3. 使其与地面齐平(使用地球阻挡一些 EMP 爆炸)。
  4. EMP 无法进入房间(这些设备未连接电源,使用光纤电缆作为信号路径)。

这将使设备电气隔离。我能想到的唯一为其供电的方法是让发电机也能处理房间内这些设备的电力负载。脉冲触发后,您可以将 eqpt 连接到生成器,启动它们并恢复您的网络。但是,该网络上需要正常工作的任何计算机/存储设备也必须位于法拉第笼中。

我认为政府不会发布数据来表明它是否已准备好应对 EMP 爆炸。

你可以在没有核爆炸的情况下产生 EMP 爆炸(只是让你有更多的担心)。

http://www.secretsofsurvival.com/survival/emp_attack.html

http://www.greatdreams.com/EMP-protection.html

http://www.godlikeproductions.com/forum1/message897595/pg1

美国政府多年来一直有一个名为TEMPEST的计划。最初,它是一组设备和结构规范,旨在最大限度地减少外部作恶者从处理敏感数据的设备中获取排放的机会。

多年来,它已扩展到 EMP 保护。这是合乎逻辑的,因为那些使排放保持在“内”的措施也会使排放保持在“外”。

谷歌 TEMPEST EMP,你会看到很多关于这个主题的有趣信息。