2024年12月4日，Domestic Preparedness网站发表了一篇关于“保护关键基础设施免受武器化无人机的攻击”的文章。现笔者翻译如下，以供学习和交流。
11月，联邦调查局（FBI）挫败了一起企图使用装有爆炸物的无人机袭击纳什维尔电网的事件。联邦调查局指出，被告从卧底特工处订购了爆炸物C4。在美国，大多数关键基础设施都是在威胁相对较低的环境下设计和建造的，其设计目的是为了在天气事件中生存、最大限度地减少事故和防止盗窃，而不是为了防止攻击或破坏。人们通常不会考虑故意破坏基础设施的想法。例如，在能源领域，大多数变电站只是用链条围栏和标明高压危险的标志来保护。设置围栏的原因是为了防止盗窃和保护公众。作为对2013年梅特卡夫变电站袭击事件的回应，电力公司——北美电力可靠性公司（NERC）和联邦能源监管委员会（FERC）——开始改善输电变电站的安全性。虽然防弹墙可以有效地保护输电变电站免受步枪火力的攻击，但这种保护措施仍然会使变电站的财产容易受到从高空发动攻击的武器化无人机的攻击。
乌克兰和以色列的战争表明，无人机可以用来摧毁民用基础设施。与此类似，跨国犯罪组织也在使用武器化无人机来打击对手和警察，因为武器化无人机的使用正在向战区以外蔓延。2020年，一架无人机被用于攻击宾夕法尼亚州的一个变电站，通过在高压线上投掷金属电缆，试图破坏美国的电网。幸运的是，这次攻击没有成功。然而，无人机攻击破坏或摧毁关键基础设施只是时间问题。
有几种技术可用于保护基础设施免受无人机攻击，包括大型网、网枪、射频（RF）和全球导航卫星系统（GNSS）干扰以及网络诱骗。使用其他技术——如“易碎”弹药（从传统枪械中发射时会变成微小弹丸）、地面和空中激光以及射频武器——将需要额外的立法和监管。目前在美国，关键基础设施保护是基础设施所有者的责任。由于美国联邦航空管理局（FAA）规定不能击落无人机，因此保护方案受到限制。只要符合联邦法规，防御者可以使用射频干扰、GPS诱骗和网枪对无人机进行非破坏性清除。随着反无人机系统在乌克兰和俄罗斯的部署，无人机技术也发生了变化。现在，无人机由一卷长达6英里（约9.6公里）的超细光纤电缆控制。使用光纤控制可以克服射频探测、射频和全球导航卫星系统干扰以及网络诱骗防御。
在乌克兰，装有铝热剂（铝和氧化铁粉末的混合物）的无人机充当飞行火焰喷射器，点燃俄罗斯军队藏身的树丛。当被点燃时，铝热剂会产生华氏4000度左右的熔融金属，可以融化坦克和卡车的钢装甲，点燃其中的燃料和武器。敌人可以使用相同类型的无人机破坏变电站的固定防护网。铝热剂可用于点燃变电站变压器中使用的油。还可以从无人机上投放汽油弹和白磷作为燃烧武器。同样，高导电性石墨烯粉末也可撒在变电站上空。石墨烯粉末会使设备短路，在套管上产生电弧，从而损坏变压器。
图：一架乌克兰无人机向哈尔科夫附近的俄罗斯阵地投掷了一枚据信是熔融金属铝热剂的燃烧弹。
威胁缓解过程
军方用于对抗无人机的流程可用于保护关键基础设施。它包括“改造”、“感知”、“警告”、“拦截”、“响应”、“防御”、“指挥和控制”；
1、“改造”可以减少攻击选择，迫使攻击者采取更容易防御的方法；
2、“感知”可跟踪无人机，帮助识别敌友；
3、“警告”让现场工作人员和响应者寻求保护；
4、“拦截”可捕获或摧毁飞行中的来袭无人机；
5、“响应”使执法部门或军队能够逮捕攻击者；
6、“防御”则可封闭薄弱环节，进一步保护关键资产；
7、“指挥和控制”贯穿整个过程，以协调防御行动，并记录战术、技术和程序，以便通知其他易受攻击的地点。
当无人机接近关键基础设施时，可使用多种技术对其进行探测和识别。这些技术包括声学探测、光学和红外感应、控制信道的无线电频率感应、光探测和测距(LiDAR)以及雷达。乌克兰使用一个由数千个安装在电线杆上的手机组成的网络作为传感器，以低廉的成本通过声学方式跟踪飞来的无人机。每种方法都有优势和局限性：
1、声学传感声学传感可能会受到嘈杂环境和安静无人机的限制。
2、光学和红外感应可能有效，但需要视线，而视线可能受到灰尘和雾气环境的影响。攻击者可能会选择背对太阳的方法来限制光学传感器的有效性。无人机的红外特征可能很小，从而导致误报。
3、无线电频率测向可提供准确的方向，但对于快速移动的无人机，测距精度可能存在问题。
4、激光雷达可以提供来袭无人机的精确特征，但可能会受到灰尘、雨水和浓雾的影响。
5、紧凑型雷达系统具有全天候、全天时探测的优势。遗憾的是，雷达辐射也可用作无人机的寻的信号。
主动和被动防御
有几种技术可以主动捕获无人机或使其失效。射网可缠住来袭无人机的螺旋桨，使其坠毁。这些网枪可由地面发射，也可由防御型无人机发射。美国陆军已开发出一种可从标准榴弹发射器发射的可伸缩网。
步枪或雷达控制的枪支可使用“易碎”弹药使无人机失效。“易碎”弹药会碎裂成小块，从而将目标以外的附带损害降至最低。其效果类似于飞碟射击。
美国陆军正在部署雷达控制枪和激光武器，用于反无人机防护。随着技术的进步和成本的降低，配备“易碎”弹药的激光或雷达控制枪支可能成为保护关键基础设施场所的可行解决方案。
图：“龙火”（DragonFire）激光武器向空中目标射击
除了激光和雷达控制枪，还可以使用相控阵高功率微波系统来击溃无人机。这些系统利用微波频率的辐射电磁脉冲摧毁无人机的控制电子设备。控制电路上电压的突然变化会损坏无人机控制系统中的芯片，从而使无人机失去控制并坠毁。
主动防御措施的一个隐患是可能造成目标以外的附带损害。子弹、激光和高功率微波武器需要与联邦航空管理局协调，以避免影响飞机。因此，在城市地区保护关键基础设施可能难以采用主动防御解决方案。
随着无人机攻击越来越复杂，基础设施所有者可能需要重新思考如何设计和建造设施。对于许多空间有限的现有变电站来说，增加混凝土墙和屋顶可能并不合适。混凝土墙需要大量低于地面的地基。一种选择是使用复合板进行防弹保护。可能有必要考虑在现有设施的同时建造新的地下结构，以应对配备铝热剂、燃烧弹、弹药和石墨烯粉末的武器化光纤控制无人机的威胁。
图：地下配电变电站
指挥与控制
许多关键基础设施所有者都拥有网络运行中心和安全运行中心。这些中心通过光纤、蜂窝电话和卫星链路与基础设施站点相连。在梅特卡夫变电站攻击事件中，属于AT&T和Level 3的两个通信保险库中的光纤电缆被切断。这一行动导致该地区的部分固定电话、蜂窝电话和互联网通信以及911中心瘫痪。通信瘫痪后，攻击者在变压器上打洞，造成了数百万美元的损失。这些战术强调了在关键地点使用多种通信技术的必要性。
卫星通信公司提供可用于远程警报的平板天线和电子设备，成本相对较低。它们外形低矮、体积小，攻击者很难将其摧毁。虽然数据传输率相当低，但足以用于警报和控制。为了转发高速数据，如摄像机和前视红外系统的图像或敌友识别系统的数据，低地球轨道卫星互联网数据Starlink终端可提供出色的连接。除地面连接外，这两种解决方案还可提供多种运行路径。
下一步工作
需要进行分析，以确定应首先保护哪些关键基础设施站点。该分析可考虑防御每个站点的可能方法，然后建议针对新出现的无人机威胁的最有效保护手段。
需要立法为关键基础设施周围的特定活动定义禁区。立法应允许关键基础设施所有者拦截、禁用或摧毁禁区内的无人机。立法可能需要解决声学、光学、激光雷达和微型雷达系统、无人机识别系统、使用网枪的无人机捕获系统，或使用人机交互自动化系统的易碎子弹、激光或高功率微波系统使无人机失效的问题。
鉴于公用事业和私营公司的主动防御措施难以获得立法批准，关键基础设施所有者可能需要考虑使用防弹板或钢筋混凝土屋顶和墙壁完全封闭地面基础设施，或为现有设施建造地下基础设施，从而提供被动保护。
需要国会采取行动，保护关键基础设施免受武器化无人机带来的明显和现实的危险。国会必须提供指导和资金，以安装反无人机系统、封装或将关键场所埋入地下。美国联邦航空局（FAA）的法规需要进行修订，以便在关键基础设施场所周围划出禁飞区，并制定规则，使关键基础设施安全团队能够在武器化无人机摧毁基础设施之前将其击落。
