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美国的5G战略:美国的选择和中国的挑战

【摘要】:

摘    要

     来自美国亚洲协会中美关系研究中心的工作小组最新发布了有关美国国家未来科技领域发展政策的报告——《美国的科技竞争新战略》,为美国政府在5G领域的发展提出了宏观的政策目标与具体的咨询建议,该文章首先针对5G技术做了特点分析,而后对中美当前在这一领域的发展态势做了深入解剖,最后在上述分析的基础上提出了最有利于美国的政策建议。在提到中美两国关于5G领域的发展现状时,尤其对华为等中国企业做了有针对性的政策建议,本文主要内容节选自该报告,为充分了解美国最新5G战略提供参考。

前    言

第五代(5G)移动宽带通信将在未来五到十年内成为世界通信和信息技术基础设施的基本组成部分。5G的价值远远超出其为个人用户提供更高速度和带宽的能力。5G系统将使未来的专用网络能够即时响应特定应用对容量、速度和可靠性的需求。5G将使工业和制造、运输、农业、医疗保健以及任意数目的公共和私人应用中的更多专业化最终用户解决方案成为可能。这些解决方案将在“本地”运行,但会集成到更广泛的网络和云计算基础架构中。例如,远程手术可以使用本地虚拟现实应用程序,结合云计算资源来执行。此外,这些应用网络可以在任何地方,而不仅仅是连接了大容量光缆的终端。5G还将使机器人(有时被称为“物联网”)等复杂设备之间的大规模机器对机器网络成为网络的主要用途。

5G的发展需要突破性的发明来实现其革命性的进步。作为一个处于初期迭代的新型技术,5G标准的前两个版本已经完成,第三个5G版本目前正在开发中。5G标准集中定义了所有5G产品中实施的新技术的功能和规范要求,包括安全协议,例如如何在5G网络上为信令部署加密和解密。

本文的前言部分主要以美国政策智库的角度阐述了该报告对于5G的两个基本看法:5G标准的至关重要及当前的安全风险。这两个基本观点非常具有参考价值,也直接影响了后续研究小组的政策建议。

1.1

制定5G标准至关重要

该报告认为,标准对于规划技术的未来至关重要,对美国的国家安全和竞争力具有至关重要的意义。标准制定中的良好治理原则对于保持择优评估和选择最佳技术至关重要。在过去,该流程实现了接受来自全球建议,同时符合美国支持自愿、透明、行业主导标准制定的长期立场。它还在尊重知识产权和创新的合理、公正的知识产权制度下运作。

美国一直以来将华为等中国企业的技术进步视为“不安全”要素的重要来源,甚至动用国家级的行政力量对其进行打压,这一点在该报告中也有所体现。该报告指出,近年来中国政府企图通过华为和其他中国公司的工作在全球标准主体中推广中国标准,在这种背景下,华为是中国努力在中国专利数量和重要性方面建立主导地位的先锋,这些专利被视为5G标准的“标准要素”,展望未来,转移中国主导标准制定过程的企图符合美国的利益。中国企业的崛起使得许多大型美国公司在标准机构中的作用已被减弱,目前,55家公司参与了美国电信行业解决方案联盟(ATIS)的标准流程,相比之下,截至2020年,中国通信标准协会(CCSA)有128个成员。此外,国际电信联盟(国际电联)的例子表明,标准制定过程在一些问题上长期以来涉及政府对政府的部分。中国政府已投入资源在这些政府中发挥突出的领导作用,以增加其影响力。

在5G标准制定方面,该报告认为美国现在的应对策略是错误的,文中认为,一个合理的政策战略应该包括正在制定的5G标准的两个转变。首先,包括主要信息技术公司和美国网络运营商在内的全球公司联盟日益壮大,寻求将市场从目前的单一供应商模式(运营商大多从一家供应商处购买设备,无法轻松混合和匹配)推向更多样化、可互操作的生态系统(称为开放无线电接入网络,或“Open RNA”)。ORAN(开放无线接入网络)架构将确保开放的网络,其设计有助于混合和匹配来自各家硬件和软件提供商的产品。这种模块化设计将有助于摆脱被迫的垂直整合,从而摆脱对华为等任何一家5G基础设施供应商的依赖。其次,许多公司正在开发基于“云计算”的服务器系统,这些系统更加依赖软件来部署和操作5G网络。这种方法还将网络的许多命令和控制功能(一个关键的安全压力点)转移到云计算,指导网络如何满足当前已有任务的需求,包括路由和安全策略的指导。这被称为虚拟无线电网络方式或VRAN(虚拟无线接入网络)。

以现代计算机技术和网络为代表的第三次信息技术革命兴起于美国,由此,该报告认为美国应当在目前的不利局面中保有自信,发挥既有优势。这些优势在于,第一,美国软件技术的领先,尤其是底层等工业软件的领先;第二,美国对于创新模式的领先及对创新在世界范围内的引领。因此,该报告回顾20世纪90年代发生的计算和网络变革,试图能为5G的发展降低“华为”等中国企业的“垄断优势”提供些许教训。彼时的新互联网提供了一个“开放”(即非私有)的软件架构(互联网协议),创建了一个“模块化”系统,任何硬件或软件供应商都可以接入互联网并提供专门的功能。私有供应商仍然可以在其单个组件(如计算机和路由器)中使用专有技术,但它们是为开放和模块化网络中的“即插即用”而设计的。在硬件和软件方面,以前占主导地位的专有和垂直集成系统,如IBM大型机和AT&T通信网络,逐渐让位于台式机和服务器网络(得益于越来越强大的半导体芯片),以及提供更快、更便宜解决方案的新软件系统。虽然不是完全无缝的,但信息技术的控制权实质上转移到了软件、专业设备和半导体专家身上,他们可以在许多不同的硬件系统上提供解决方案。因此,网络信息技术从昂贵的高度专业化的硬件系统(类似于今天统治5G的硬件网络设备)发展到今天的普及信息应用世界,例如我们手机上的应用。该报告认为,如果全球5G生态系统转向ORAN(开放无线接入网)架构,预计会有不一样的发展生态出现。许多公司将能够在混搭生态系统中提供设备和软件。这种转变为新入局者创造了成功的机会,这将使任何一个国家更难抑制竞争或为其争夺主导地位。更多样化的供应生态系统的另一个好处是,它降低了任何大公司带来的安全风险。

1.2

短期和长期安全风险

如果说上述该报告关于5G标准的讨论仍有些许客观的话,那么在“风险防控”方面,该报告针对中国企业尤其是“华为”做出了更具有偏见式的看法,针对华为的5G网络,该报告指出了一系列“安全问题”。华为在全球市场有着突出的地位,华为已经拥有90多个网络。在报告认为,华为设备或软件中隐藏的“后门”可能会带来三种最恶劣的风险:间谍活动、破坏性和依赖性。间谍活动集中在大规模拦截信息和收集敏感信息的能力上。破坏性包括在极端紧张或战争时期摧毁整个通信网络的能力,或使用威胁作为胁迫手段的能力。依赖性是指一个行为者在拥有对某些类型的关键基础设施设备的近乎垄断的基础上,可以对其他技术选择(如面部识别技术)的决策行使的直接和间接权力和影响的类型。这些风险各不相同,但相互关联。报告认为,华为带来的“风险”足以证明禁令是“必要”的,尤其是对那些将中国视为竞争对手或潜在对手的国家而言。同时指出,针对华为的彻底全球打压是不可行的,而且可以肯定的是,目前对于5G安全的多方面挑战,没有一个一致或完整的解决方案。

利于美国的5G技术政策建议

该部分从上述前言部分的两个基本认知触发,分别针对5G标准和“风险防控”建议做了具体的政策建议。报告认为,从宏观上,整个新技术生态系统必须是美国政策发力的主要焦点。需要在两个风险和回报情况非常不同的宏观领域采取政策行动。第一个政策目标是确保新兴的5G网络按照提供安全稳定网络的原则发展,并在不断发展的技术生态系统中发挥美国的优势。长远来看,这是最根本的目标,现在仍有时间来组织一个强大而持续的政府战略。总的来说,这要求以与ORAN(开放无线网络)架构一致的方式开发5G标准,同时为VRAN(虚拟无线网络)等颠覆性方法提供空间。美国政府还应该采取选择性的政策干预措施,以推动对设定5G标准至关重要的科研开发领域,同时激励一系列拥有新解决方案的专业公司进入市场,这些公司可以在彻底改造的网络中茁壮成长。这就是20世纪60年代末互联网出现后,美国在信息技术方面的繁荣。在某些情况下(如网络如何保护数据隐私),政策选择必须根据中国的偏好进行战略决策,但总体目标不应局限于中国。第二个政策目标是,使用ORAN和VRAN网络全面迈向5G的过程中,既要应对眼前的安全威胁,也要应对更复杂的未来威胁。美国不仅面临关键的短期需求,也面临长期挑战。目前专注于华为设备的努力很重要,但也分散了从长远根本考虑的注意力。一个有针对性的风险管理策略可能首先针对华为开始实行,但它应该远不仅仅是传统网络硬件控制权的问题。

以下节选自该报告给出的四个具体政策建议原文,分为两类,前两个建议旨在改变美国目前在5G领域的弱势地位,后两个旨在“美国国家安全”层面针对中国企业尤其是华为做出针对性的政策建议。

2.1

积极参与标准制定过程,引领基础技术,并实现开放和模块化的架构。

美国应该提供支持,以加强现有的标准制定程序和善治原则,并恢复美国的积极参与。美国政府应该大力支持美国和其他公司全面参与标准制定机构。例如,加强美国政府资金和人员的配备,使标准组织能够在美国举行会议,这将减少小公司参与的障碍。

美国政府应该支持美国商务部,尤其是其国家标准与技术研究院(NIST)和其他美国政府机构在制定公正的标准政策和流程以及5G技术标准方面发挥更积极的作用,从而有效利用NIST在网络安全领域的专长。然而,NIST不应该直接主导标准选择。与此同时,国务院应与盟国合作,领导并通过长期努力,来加强美国在国际电联(ITU)中的参与和领导作用,这是因为国际电联(ITU)在5G发展中发挥着重要作用。

美国政府应该采取鼓励美国公司在科研开发领域长期投资的政策,这对于引领基础技术标准至关重要。美国应大力激励和支持在美国开展科研开发和制造业的公司,特别是中小型企业,它们希望利用5G向互操作性和虚拟网络的潜在颠覆性变革,成为新的市场进入者。要激励美国公司的研发工作,美国政府必须在制定标准时,努力追求对知识产权的传统政策支持。

2.2

采取有针对性的方法来提高美国在5G生态系统中的领导地位。

美国不应该试图通过创造新电信设备领域的国家巨头来赢得“5G国家竞争”。这种方法已不适合5G的技术发展以及美国的政治和市场体系。如果华盛顿认为支持培养华为在传统RAN(无线网络)设备方面的竞争对手很重要,它应该考虑美国政府的融资,如进出口银行的融资,由可信的公司投标,这些公司在短期内有能力以足够的规模生产和定价,成为华为的可靠替代者。

一个关键目标是必须为当前和未来的技术产品建立一个不被大规模补贴扭曲的全球市场。美国应与其他受影响的国家协调,确定大规模补贴造成的市场扭曲是否有理由在世贸组织或其他论坛上使用反补贴税或其他行动来应对。这可以由有关各方就纠正问题进行外交讨论加以补充。

美国应该通过供应商多元化来减少对中国5G相关战略组件的依赖。美国的战略应该针对美国或盟友企业更多样化的设计和生产,特别是新入局企业,以便更快地降低对中国的依赖程度。例如,中国是5G无线电和天线的关键供应商,美国未来将需要这些设备,即使由VRAN(虚拟无线网络)方法减少了硬件需求。拥有专业组件的美国新的市场准入者可以使这一硬件基础多样化。促进市场准入的一个可行的潜在方案是ORNA(开放无线网络)联盟组织的谈判——特别是那些以真正开放和可互操作的无线接入为目的的谈判—目前正在众多信息技术公司中进行。

为了进一步加强美国在世界5G市场的创新和领导地位,美国政府应该通过政府采购优惠和政府对特定技术能力研究的有针对性支持的方法,鼓励新入局者。这一点类似于激励早期互联网经济的创新战略。其中最重要的应该是:

  • 通过以政府措施为主体来巩固美国在基础半导体技术方面的领先地位,特别是通过支持安全的生产调配和对研发的激励。
  • 加强科技研发领域对5G 中ORAN(开放无线网络)和VRAN(虚拟无线网络)培养土壤的大力支持。这将加快不同参与者对网络功能和创新终端应用的设计和扩展,包括定制网络和物联网系统的系统集成商。为了保持竞争舞台的公平中立,可以考虑使用大学、国家实验室或其他大型国家设施。
  • 利用美国政府的采购来加强ORAN(开放无线网络)和VRAN(虚拟无线网络)标准。美国必须确保未来5G系统的采购,包括政府设施和军事设施,为初创公司提供试验创新应用的机会。

为5G的部署释放传统移动无线电频谱资源非常重要。更关键的是消除发展毫米波频谱的障碍,以及实现毫米波频谱的必要设备,因为它们对许多极具潜力的技术用途至关重要。参考中国的快速扩展能力,及不受政府对网络设备部署地点的限制,这一点尤其重要。联邦和地方合作伙伴应利用频谱资源共享和消除不正当竞争使用的方法消除对5G网络的监管障碍。例如,联邦设施可以开放安装使用毫米波频谱所需的数百万个小型天线。

利用5G推出面向全体美国国民的网络接入。这项投资应该是后新冠肺炎刺激和复苏计划的一个组成部分,同时采取措施通过就业培训计划培养更强大的5G相关劳动力。美国政府还必须扩大项目投资,以确保普遍宽带服务在基础设施不足的社区可用,并促进学生向远程工作和电子学习的长期过渡。在这样做的过程中,美国公司将“边做边学”,以加速5G生态系统中的创新解决方案。

2.3

采取有针对性的风险管控策略,以应对更广泛的潜在安全漏洞,包括来自不可信网络设备的间谍风险。

基于硬件的窃听风险很大,但不仅限于华为的无线网络设备。例如,华为已经在全球光纤网络中占有21%的份额,包括在美国也有很重要的地位。光纤服务节点扮演信息处理的角色,借此有机会监控消息流。应在整个信息与通信技术生态系统中持续并加强对硬件风险的全面监测——除此之外,别无他法。采用更广泛的加密,包括更依赖于重要通信的端到端加密,这一点对于防止窃听至关重要。更大的间谍风险是政府相关人员和个人的黑客攻击,其中一些人拥有丰富的网络攻击经验。目前即使是鱼叉式钓鱼网络和社会工程也能带来安全漏洞,这一点是事实。风险还包括攻击和利用其他公司系统和设备中的漏洞。因为ORAN(开放无线网络)和VRAN(虚拟无线网络)可能有新的漏洞,并且物联网部署的5G设备的数量将是巨大的,所以通过密集的网络监控、身份管理和对用户进行安全培训来进行风险管理是及其重要的。

2.4

通过供应链多样化来管控蓄意攻击和依赖性的长期风险。

虽然联合一些关键国家封杀华为在行动上是可行的,尤其是盟友和合作伙伴,但这是一个全球网络面临的挑战,需要全方位的解决方案。考虑到中国组件、用户终端和软件将在全球5G数十亿的互联终端用户中混合使用,在全球市场全面禁止华为和其他中国供应商是不现实的。

优先考虑与盟国合作,就多层安全保障体系达成一致。该措施的目标是允许使用来自可信供应商的蜂窝基础设施的国家之间进行安全合作和数据交换,同时在可能没有安装可信供应商硬件和软件的国家提供额外的安全性。应着重加强关键组件和软件供应链安全的通用方法。应优先考虑与欧盟和其他技术先进的民主国家建立一种联合方法,在布拉格建议的基础上成为一个全球框架。这种方法应该做到:

  • 基于稳健的风险管理策略,例如持续稳健的安全监控能力,建立多层安全保障体系;网络间安全信息共享的措施:增加网络功能冗余的系统(作为防止故障的保障),及恢复网络的弹性。5G是为可靠性和安全性而设计的,它的部署应该遵循这些原则。
  • 鼓励所有部署的无线网络设备满足“开放互连”(ORNA,开放无线网络架构)的特定要求。一旦网络的智能化脱离了传统的网络设备,任何一家供应商都无法轻易搞垮网络。不同的新供应商也可以更快地建立开放网络以增强安全性。
  • 向使用华为设备的国家推行一套降低风险的协议。该协议可能包括:首先对华为软件进行定期常规检查,并限制华为设备的使用范围(如英国最初明确禁止华为设备进入网络核心部分的做法,如情报、军事和核设施)。华为无线基站应使用经批准的供应商提供的安全芯片,该要求也可以作为此类协议的一部分。

结    论

该报告从美国政策建议者的角度旨在通过分析认识到中国在5G领域的“挑战”,目的是加速美国的5G部署,同时可以支持美国经济复苏。未来是网络链接更加深入的时代,5G是未来提高生产率的关键,美国与中国公司和中美两国互联网流量已深深交缠进了全球的市场和网络系统,这个系统要求不能与任何一方的科技公司的硬件和软件系统产品完全隔离,共存是必须的。报告中说明了当今5G领域美国的“弱势”地位——如果美国不在全球范围内发力,不抓住全球范围涌现的多样创新机会,它就不可能成为5G生态系统的长期领导者。

该报告给出的建议所遵循的一大原则是美国不应封闭自我,需要拥抱全球开放的策略,与此同时,应当采取不仅仅局限于传统硬件安全的旧安全体系,在未来5G网络及5G网络支持的物联网相互连接、允许复杂的主要数据跨国流动的世界中,应当构建起多层安全战略,以便大大减少外国间谍活动和破坏性威胁及其他安全风险。

尾    注

以上节选自报告原文关于5G部分的内容,该报告十分清醒地认识到了当前中美在5G领域竞争的现状,在技术分析方面,明确指出了以华为为代表的的中国企业的异军突起为美国带来了巨大压力;在政策建议方面,与传统观点不同的是,该报告罕见地提出了许多独辟蹊径的政策建议,例如该报告认为美国应当依靠鼓励支持众多美国本土5G领域新入局者冲淡华为的影响力,尤其是在国际标准制定方面等。同时,全文中不乏种种不合理与偏见,尤其涉及到华为的相关部分,在此不一一赘述。我们应当看清——美国不但在舆论上企图以这种带有偏见的政治观点为打压华为开脱,企图用安全方面的莫须有罪名在毫无证据的情况下为自己的行为合理化,而且美国在国际行动方面极力拉拢队友,试图合力完成对华为的彻底封杀,其根本目的是完成对中国科技前进之路的封杀。