Älykkyys ohjaa sodankäyntiä kybermaailmassa

Kyber-fyysisessä maailmassa kehittyy ei-kineettisiä ja kineettisiä sodankäyntimuotoja, joita ohjaa tekoäly. Sodankäynti kybermaailmassa on käsitteenä ja osin toiminnoiltaan jäsentymätön sekä samalla nopeasti kehittyvä kokonaisuus, johon kuuluvat kyber-fyysinen ympäristö ja älykäs robotiikka.

2000-luvulla alkanut asymmetrisyys on luonut uuden asetelman, jossa raja perinteisen ja epätavanomaisen sodankäynnin välillä on hämärtynyt tai sitä on pyritty tietoisesti hämärtämään. Toiminta perinteisin sodankäyntikäsittein sodan ja osittain fyysisen maailman ulkopuolella virtuaalisessa kybermaailmassa onkin siksi haasteellista. Kybertoimintaympäristö on luonut uuden tilan vaikuttaa toisen valtion alueella käyttäen hyväksi erilaisia ei-kineettisiä operaatioita poliittisten ja sotilaallisten tavoitteiden saavuttamiseksi.

Kybertaisteluympäristö

Kyberoperaatioissa korostuu vaatimus toiminnan nopeudesta, laajuudesta ja vaikuttavuudesta. Kybersodankäynnissä ei ole näkyviä rintamalinjoja vaan sodankäynti tapahtuu kaikkialla kybertilassa. Kyberhyökkäykset ja hyökkäysvektoreiden muutokset ovat hyvin nopeita ja toiminnassa on siirrytty päivä- ja tuntiluokasta minuutteihin ja sekunteihin.

Tulevaisuudessa kyberturvallisuutta eniten muokkaavat voimat ovat yhä laajeneva kyberhyökkäysala ja hakkeroinnin ja kyberrikollisuuden teollistuminen. Tulevaisuudessa nähdään hyökkääjien kehittyneisyyden lisääntyminen ja tietovuotojen kustannusten kasvu. Valtioiden kybersodankäynnin kyvykkyydet tulevat edelleen kehittymään sekä hyökkäysten laajuudessa että edistyksellisyydessä. Valtioiden tekemät kyberhyökkäykset tulevat vaikuttamaan poliittisiin suhteisiin sekä valtarakennelmiin ympäri maailmaa. Lisäksi valtioiden käyttämät kybertyökalut valuvat jollakin aikavälillä myös kyberrikollisryhmien käyttöön.

Globalisaatio ja internet ovat antaneet yksilöille, organisaatioille ja valtioille uusia mahdollisuuksia toimia digitalisoituvassa maailmassa. Koska verkkoon liitettävien esineiden määrä tulee kasvamaan sekä yhteiskunnassa että asevoimissa ja tämän lisäksi pienten sensoreiden turvaaminen tulee olemaan haasteellista, tulevat kyberhyökkääjät saamaan valtavasti uusia hyökkäysmahdollisuuksia. Tulevaisuudessa kybertaisteluista voi kuitenkin tulla merkittävämpiä kuin taisteluista fyysisessä maailmassa. Digitalisaation vahvistuessa ja yhteiskuntien riippuvuuden kasvaessa kriittisestä infrastruktuurista kyberhyökkäyksistä kehittyy keskeinen tekijä tulevissa konflikteissa ja sodankäynnissä. Älykkyyden kehittyessä kybertaistelukentällä toimijan koolla ei ole samanlaista merkitystä kuin fyysisessä maailmassa.

Useat valtiot kehittävät kykyään suorittaa operaatioita kyberavaruudessa maan, meren, ilman ja avaruuden lisäksi osana sotilaallista voimankäyttöä. Suorituskyky perustuu tiedusteluun ja vaikuttamiseen. Tiedustelulla pyritään selvittämään kohteen järjestelmien ja verkkojen kokoonpanoa ja haavoittuvuuksia sekä vastapuolen kykyä suorittaa kyberoperaatioita. Vaikuttamisen tavoitteena on saada aikaan haluttu poliittinen ja/tai sotilaallinen vaikutus vastapuolen järjestelmien ja verkkojen kautta.

Kybersodankäynnin strategisen tason kyberoperaatioissa valtio pyrkii vaikuttamaan toisen valtion toimintaan sekä toimintakykyyn. Operatiivisella ja taktisella tasolla kyberoperaatioita suoritetaan osana muuta sotilaallista voimankäyttöä. Tavoitteena voi esimerkiksi olla sotilaallisen johtamisen häiritseminen, lamauttaminen tai harhauttaminen tai sotilaallisen voimankäytön estäminen tai viivästyttäminen.

Tällä hetkellä kyberhyökkäysten monimutkaisuus, tehokkuus ja kyvykkyys kasvavat nopeammin kuin puolustuskyky. Kybertaistelutila ja miehittämättömyys ovat alentaneet sodankäynnin kynnystä muuttaen siten koko toimintaympäristön.

Tekoäly muuttaa kyber-fyysistä taistelutilaa

Tekoäly, koneoppiminen ja älykkäät laitteet ovat keskeinen strateginen megatrendi. Tekoäly ja koneoppiminen ovat saavuttaneet sellaisen kypsyysasteen, joka jo nyt laajentaa mahdollisuuksia taistelutilassa. Tekoäly ja koneoppiminen käsittävät sellaisia teknologioita kuin syväoppiminen, syvät neuroverkot ja luonnollisen kielen käsittely.  Kognitiivisen tietojenkäsittelyn taustalla on pyrkimys laajentaa ja syventää ihmisten asiantuntemusta. Kognitiiviset järjestelmät oppivat, päättelevät ja tukevat päätöksentekijää luonnollisella kielellä tapahtuvan vuorovaikutuksen kautta. Kognitiivinen järjestelmä oppii kolmella tavalla: siihen syötetystä datasta, ohjatusta opetuksesta sekä itse käytöstä. Tämä on keskeinen ero verrattuna nykyisiin ohjelmoitaviin tietojärjestelmiin, jotka oppivat ainoastaan silloin, kun niihin ohjelmoidaan uutta logiikkaa.

Robotiikan avulla on jo automatisoitu merkittävä osa rutiininomaisista tehtävistä logistiikassa ja teollisessa tuotannossa ja nyt myös asevoimissa. Nyt tekoälyä ja inhimillistä tiedonkäsittelyä vaativien työtehtävien korvaaminen älykkäillä ja autonomisilla roboteilla on valtaamassa alaa kaikilla inhimillisen elämän alueilla. Älykkäiden robottien, automaation ja ihmisten välille syntyy yhteistyösuhde, jossa ihmiset tekevät sitä mitä parhaiten osaavat ja älykkäät robotit mitä ne parhaiten osaavat. Kognitiotieteen avulla voidaan kehittää robotin ja ihmisen välistä älykästä vuorovaikutusta. Syvällisen ihmisten ajattelun tutkimuksen avulla voidaan roboteille mallintaa niiden tarvitsemaa älykkyyttä. Ymmärtämällä inhimillistä kognitiota älykkäitä järjestelmiä voidaan opettaa ennustamaan inhimillistä käyttäytymistä. Siten ne voivat auttaa ja tukea sotilasjohtoa päätöksentekotilanteissa.

Venäjän asevoimat kehittävät voimakkaasti tekoälypohjaisia asejärjestelmiä, joilla olisi kyky ajatella itsenäisesti. Nykypäivän kehittyneimmät aseet kykenevät tekemään päätöksiä käyttämällä sisäänrakennettuja älykkäitä antureita ja työkaluja. Näillä aseilla ei ole kuitenkaan kykyä valita omia tavoitteitaan. Tällaisen kyvykkyyden luominen on Venäjän tavoitteena. Ei ainoastaan Venäjä vaan myös Yhdysvallat ja Kiina kehittävät omia ohjusjärjestelmiään. Yhdysvaltain ohjelmassa on kehittää pitkän kantaman älykästä Tomahawk-meritorjuntaohjusta Kiinan kehittäessä älykästä risteilyohjusta.

USA:n ilmavoimat ja Lockheed Martin ovat testanneet miehittämättömän Lockheed Martinin F-16-hävittäjän kykyä toimia miehitetyn lentokoneen parina ilmasta maahan -hyökkäyksessä. Miehittämätön F-16 onnistui tekoälynsä avulla suunnittelemaan ja toteuttamaan hyökkäyksen itsenäisesti ennalta-asetettujen parametrien ja käytettävissä olevien varusteiden perusteella.

Psibernetixin kehittämää Alpha-tekoälyä testattiin ilmataistelussa kokenutta ihmispilottia vastaan. Tekoäly osoitti kykenevänsä voittamaan vuosikymmenien kokemuksen omaavan taistelulentäjän ilmataistelusimulaatiossa. Lentäjä totesi hänet voittanutta Alpha-tekoälyä aggressiivisimmaksi, herkimmin reagoivammaksi, dynaamisimmaksi sekä uskottavimmaksi tekoälyksi, jonka hän on koskaan nähnyt. Tekoälystä erityisen taitavan teki sen sumeaan logiikkaan perustuva päätöksentekojärjestelmä. Päätöksentekojärjestelmänsä ansiosta Alpha kykeni laskemaan parhaat mahdolliset liikkeet dynaamisissa olosuhteissa yli 250 kertaa nopeammin kuin ihminen.

Kiinan valtioneuvosto on julkistanut kansallisen kehityssuunnitelman tekoälyteollisuuden kehittämiseksi. Kiinan tähtäimessä on ottaa maailman johtoasema tekoälyn suhteen vuoteen 2025 mennessä. Vastaavasti Venäjän presidentti Putin on todennut, että “tekoäly on tulevaisuutta ei vain Venäjälle vaan koko ihmiskunnalle. Kenestä tulee johtaja tällä alalla, tulee maailman valtias.”

Keinoälyn avulla voidaan ymmärrystä ulkoistaa. Koneiden älykkyyden parantuessa ne käyttävät syväoppimista ymmärtääkseen kaikkea kollektiivista tietoa. Digitaalisen sensoridatan avulla voidaan keinoälyyn perustuvista laitteista ja järjestelmistä kehittää sotilaalliseen käyttöön älykkäitä tukijoita/neuvonantajia/avustajia. Keinoäly ulkoistaa päätöksentekoa. Sen avulla voidaan kehittää jatkuvasti mukana olevia yksityisiä avustajia, jotka voivat auttaa monimutkaisissa ja myös moraalisesti vaikeissa päätöksentekotilanteissa. Älykkäät henkilökohtaiset avustajat oppivat kunkin henkilökohtaisista päätöksentekotyyleistä ja auttavat parantamaan päättelytaitojamme.

Keskeinen muutosvoima ja kehityksen ajuri robotiikassa ja automaatiossa on niiden älykkyyden kasvu. Yhdistämällä keinoälyä robottimekaniikkaan voidaan robottien avulla ulkoistaa ruumiillista raskasta ja vaarallista työtä. Sodankäynnissä taistelutehtäviä voidaan ulkoistaa yhä laajemmin itsenäisille ja älykkäille roboteille.

Tekoälyratkaisuja ja kognitiivista tietojenkäsittelyä sovelletaan kyberhyökkäysten havaitsemiseen, torjuntaan ja selvittämiseen. MIT:n tutkijoiden ja koneoppimiseen erikoistuneen PatternExin yhteistyössä kehittämä tekoälyalusta AI2 ennustaa kyberhyökkäykset paremmin kuin mikään muu olemassa oleva järjestelmä. AI2 ei luota pelkkään automatiikkaan, vaan yhdistää automaattisiin löydöksiin ihmisasiantuntijoiden panoksen. Järjestelmä tunnistaa 85 prosenttia alkavista hyökkäyksistä, mikä on noin kolme kertaa enemmän kuin tämän hetken parhaiden järjestelmien kyky.

Kiristysohjelma WannaCry:tä seurannut haittaohjelma Petya levisi nopeasti ympäri maailmaa ja lamautti IT-järjestelmiä erityisesti Ukrainassa, mutta myös kymmenet yritykset ympäri maailmaa joutuivat kohteeksi. Petyaa ei oltu alun perin suunniteltu kiristysohjelmaksi lunnaiden vaatimisen ollessa vain savuverho. Hyökkäyksen todellinen tarkoitus oli lamauttaa yhteiskunnan kriittisiä toimintoja ja aikaansaada poliittista epävakautta. Tämä valtiollisen toimijan toteuttama monivaiheinen hyökkäys oli myös osoitus hyökkääjän kyvykkyydestä – tuotettiin pelotevaikutusta.

Uhat kyber-fyysisessä toimintaympäristössä tulee nähdä osana hybridivaikuttamista. Tämä edellyttää valtioilta vahvaa ja keskitettyä havainnointi-tilannekuva-johtamisen kyvykkyyttä. Tekoälyyn perustuvaa kineettistä ja ei-kineettistä vaikuttamista ja suojautumista tulee kehittää kokonaisturvallisuuden näkökulmasta samalla huomioon ottaen turvallisuuteen ja eettisiin kysymyksiin liittyvät tekijät.

TEKSTI Martti Lehto

KUVA Martti Lehto

 

Martti Lehto on vuodesta 2016 lähtien toiminut Jyväskylän yliopiston ensimmäisenä kyberturvallisuuden professorina. Hänen professuuri on sijoitettu yliopiston informaatioteknologian tiedekuntaan tietotekniikan laitokselle.

Tagit: kyberturvallisuus, puolustus, turvallisuus Kategoriat: Nostot, Puolustus ja turvallisuus
JAA TWIITTAA PINNAA JAA
Aiheeseen liittyvät artikkelit