美长期窃听海底光缆 光纤反窃听技术亟待提高

最近，多家外媒爆出美国对海底光缆进行窃听的丑闻，日本媒体还称美国曾请求日本政府协助监听中国光缆。有人或许会感到惊讶——海底光缆也能被窃听吗?实际上，美国早在上世纪90年代中期就进行过窃听试验，目前的光纤窃听技术已经十分纯熟，如何有效防止光纤被窃听也成为摆在各国面前的一个难题。
“卡特”号潜艇专攻光缆窃听
相比普通电缆，光缆更难窃听。由于光纤通信的载体——光波是在光纤这种密闭介质内部传输的，很难从光纤中跑出来。如果在光纤或者光缆表面涂上一层消光剂，那么光波更是难有“出头之日”。因此，在光纤刚刚诞生时，很难在光纤外面进行窃听。特别是海底光缆安全性、隐蔽性都较强，所以光纤通信一度被认为是安全的。
不过，美国人首先打破这种传说。美国国家安全局称，如果不解决光缆窃听的问题，美国将损失70%的情报能力。1989年，美国国家安全局(NSA)便开始进行光缆窃听技术研究。上世纪90年代中期，NSA首次进行海底光缆的实际窃听试验。在那次试验中，操作人员通过一艘特制的深潜器潜入洋底，将一段海底光缆拉进该潜水器的特制工作舱内，成功切开一条光缆。这次试验并未被光缆运营商发现，这也意味着美国已经掌握了海底光缆窃听技术。不过当时的信息处理设备无法处理光纤中的海量信息，因此并未得到广泛使用。
2005年3月，美国“吉米˙卡特”号核潜艇正式服役。该艇原定于2001年服役，经过长达数年耗资24亿美元的改造，其具备海底光缆窃听功能。与“海狼”级的前两艘相比，该潜艇增加约30米，排水量增加2500吨，携带专门用于为海底电缆安装窃听装置的深潜器。该艇最大下潜水深达到600米，通过坐沉海底，释放出潜艇携带的深潜器实施窃听，或者将窃听装置安装到光缆上长期监听。
两种方式窃听别国光缆
据美方资料透露，对光纤进行窃听主要有两种方式：光缆窃听和中继站窃听。对光缆进行窃听的技术也不止一种。有时需要用一根极细的“针管”，针管中空的部分是一根光纤的引线。将光缆外皮剥开后，把针插入光缆内护套，直抵光纤。于是，针头中的光纤与光缆中的光纤连接，光束会被部分引入窃听装置。而光缆中的光强衰减并不影响光缆正常工作。
此外，还有一种方法是将光缆剥开至裸纤，将光纤稍微弯曲，光束会在弯曲处放出部分信号，对该信号进行截获分析便可实施窃听。光纤对比法也是美国较常用的窃听方式，让与激光不同波段的光线沿光纤的径向射过光纤，从而得到相应脉冲信号的光信号，进而转换成电信号，达到窃听目的。而中继站窃听更为容易，即通过打开光缆中继器加装窃听装置实现窃听。
当然，监听海底光缆必须同时对上万根光纤的海量数据进行处理，然后慢慢筛选出重点监听的线路再进行长期监听。监听装置在安装到光缆上后，会通过一个特殊装置和NSA的中继站保持通信，源源不断将相关信号传送到分析人员手中。
光纤反窃听技术亟待提高
当然有矛必有盾，美国研究出高难度的光纤窃听技术，别国就会找出防止光纤被窃听的方法。防止光缆被窃听，首先要能检测到敌方的窃听行动。一名中国信息安全专家29日在接受《环球时报》采访时称，由于大多数光纤窃听技术都会导致光纤内部光束能量的微小减弱，因此检测光纤能量衰减就是一种方式，其中就包括宽波带能量监测，当监测到的通信服务下降达到超过一定阀值时，就认为遭到攻击。
这名专家认为，防止窃听最直接的办法就是对可能遭到窃听的光缆进行监测，通过光纤在非正常外力作用时受到的微小扰动和参数变化等情况，判断出有无窃听事件发生。最常见的就是光纤传感器技术，这种光纤传感器可分为分布式、准分布式。其中最有效的传感器监测方式是分布式光纤传感器技术。它已经广泛应用到光纤线路的工程和维护中。不过，这些技术还都不足以非常快速灵敏地发现窃听，毕竟光纤窃听泄漏的能量非常少。为此各国正在研究更先进的光纤反窃听技术。