Цифра на поле боя. Как программное обеспечение определяет тактику

Книга "The Bomber Mafia" рассказывает о попытках офицеров разработать эффективную тактику для бомбардировщиков, для которой особое значение имеет обратная связь между оперативными результатами и разработкой новых бомбовых прицелов и самолетов.

Эта история неподвластна времени: крупные военные успехи, такие как тактика блицкрига, которой приписывают быстрые успехи Германии в начале Второй мировой войны, в значительной степени связаны с новаторской тактикой, которая была бы невозможна без новейших технологий (на тот момент представленных в виде самолетов, радиостанций и бронетехники). Хотя способность американских военных и их промышленной базы расширять границы физики при проектировании самолетов резко снизилась по мере развития технологий и бюрократических процессов, впереди все еще видны горизонты будущих инноваций.

Фокус перевел новый текст Джейсона Вайса и Дэна Патта, посвященный важности программного обеспечения.

В наше время конкурентные преимущества в военно-технической сфере в большей степени определяются программным обеспечением, данными, искусственным интеллектом и новыми тактическими приемами, которые они позволяют применять, чем способами обработки металла и физическими процессами. Это очевидно в реальных военных ситуациях, начиная с импровизированных боевых сетей в Украине и заканчивая планами по созданию будущих истребителей, в которых будут задействованы как люди, так и беспилотные системы.

Новые аналитические инструменты и алгоритмы обработки могут практически в реальном времени осмыслить данные, поступающие от тысяч датчиков, рассредоточенных в пространстве. Автоматизированные системы управления управляют транспортом, дают задания датчикам и иногда находят непредвиденные ошибки. Инструменты планирования позволяют операторам внедрять инновации в новые комплексы и тактические системы, а также сотни раз отрабатывать и репетировать сценарии. Программное обеспечение – это связующее звено между нашими военными специалистами и системами, и все чаще связь между технической разработкой и операциями определяется цифровыми данными.

Менеджеры в области закупок могут добиться наилучших результатов и создать динамичную среду обучения и совершенствования, следуя шести принципам по созданию инфраструктуры, позволяющей быстро и безопасно изменять код, разделив сложные программные комплексы на управляемые части, которые могут взаимодействовать, и внедряя в проект талантливых программистов, отзывы пользователей и методы обеспечения безопасности.

Сообщество Министерства обороны по закупкам погрузилось в бурное море программного обеспечения и технологических изменений, которые не соответствуют текущим бюрократическим процессам, динамике развития промышленной базы и внешним вызовам. Органы, отвечающие за закупки, должны пересмотреть приоритеты распределения средств до принятия годового бюджета.

Сообщество специалистов по закупкам признает перспективную роль программного обеспечения для военного преимущества и может предложить достаточно инструментов и полномочий, чтобы добиться такого преимущества уже сегодня. Наиболее полезным был бы простой набор принципов, способных помочь руководителям и менеджерам программ в их сложном выборе. Недавно мы написали отчет, продолжающий начатое Советом по оборонным инновациям исследование "Software is Never Done".

В частности, наш отчет показал, что не существует универсальной наилучшей практики приобретения программного обеспечения. Каждый случай индивидуален. Как специалисты по логистике организуют обмен данными между кораблями, самолетами и грузовиками для своевременной доставки товаров, так и специалисты по приобретению должны научиться организовывать взаимодействие между веб-приложениями, встроенными системами и системами промежуточного программного обеспечения. Они должны выбирать между программным обеспечением как услугой, поставкой исходного кода и открытыми интерфейсами, чтобы обеспечить наилучший цифровой потенциал для своих задач.

Существует проверенный набор принципов, которые могут помочь руководителям умело управлять своими приобретениями, как если бы они были компанией-разработчиком программного обеспечения, стремящейся поставить систему вооружения. Подобным образом руководство Amazon, Netflix, Airbnb и Uber использовало программное обеспечение, данные и машинное обучение для обеспечения рыночного преимущества в разных отраслях розничной торговли, развлечений, гостиничного бизнеса и транспорта. Мы называем эти принципы "Целевые компетенции для

Путь к искусственному интеллекту начинается с возможности развития ПО

Данные, искусственный интеллект и машинное обучение считаются важнейшими составляющими для будущего армии. Достаточно рассмотреть пример созданного в прошлом году Главного управления цифровых технологий и ИИ – новой организации, подчиняющейся непосредственно заместителю министра. Но чиновники должны признать, что источником всех цифровых данных является программное обеспечение. Чем свежее и качественнее данные, тем лучше специалисты по обработке данных могут сформировать модели искусственного интеллекта/машинного обучения.

Для проверки и совершенствования каждой конкретной модели необходимы циклы обратной связи. Прямой и непосредственный доступ к ПО, разработанному для принятия и развертывания моделей искусственного интеллекта/машинного обучения, создает замкнутый цикл. Проще говоря, ПО порождает данные, данные порождают модели искусственного интеллекта/машинного обучения, и эти модели должны быть интегрированы в ПО, чтобы актуализировать его. Такие нашумевшие коммерческие разработки ИИ 2022 года, как ChatGPT или Midjourney, созданы путем обработки данных практически в масштабах всего Интернета, но основаны и реализованы на надежной программной основе. Игнорирование роли ПО в этом замкнутом цикле ради погони за данными или стратегиями искусственного интеллекта/машинного обучения дает слишком незначительную отдачу. Каждая часть этой цифровой триады должна развиваться одновременно, чтобы реализовать преимущества на поле боя.

Программное обеспечение должно приобретаться с учетом будущих изменений – не только для обеспечения искусственного интеллекта, но и для обеспечения безопасности в свете постоянно меняющихся угроз. Лучший способ учесть эти постоянные изменения – фабрика или конвейер ПО, представляющая собой набор инструментов и процессов, которые берут сырые ингредиенты рабочего программного обеспечения, включая исходный код, и обеспечивают оперативные возможности.

Основополагающая цель компетенции в области закупок программного обеспечения предписывает исполнительным директорам программ использовать фабрику ПО, соответствующую потребностям конкретного проекта, но признает существенную затратность и сложность создания функционирующей фабрики ПО. Вместо этого руководство должно сначала оценить и изучить расширяющийся набор существующих фабрик программного обеспечения Министерства обороны, чтобы определить, близка ли одна из них к удовлетворению потребностей их программы. Инвестиции в устранение небольшого пробела, скорее всего, будут экономически эффективными и быстрее приведут к доступу к функционирующей экосистеме программного обеспечения, чем если начинать с нуля.

Мы также признаем основополагающее значение безопасности в оборонном ПО. Это настолько важно, что проверка безопасности должна быть встроена в процесс поставки с самого начала. Цель компетентности в области приобретения программного обеспечения № 2 признает, что это может произойти только при тесном сотрудничестве с уполномоченным должностным лицом для совместного партнерства и инвестирования в компоненты, необходимые для достижения непрерывной эксплуатации. Раннее партнерство фигурирует здесь потому, что слишком многие уполномоченные должностные лица все еще не знают, что означает "перенос кибербезопасности на более ранний этап производства", чего он достигает и почему они должны поддерживать эту деятельность.

ДНК лучших объединенных сил рождается из объединенных систем

От концепции Mosaic Warfare Агентства передовых оборонных исследовательских проектов до новой концепции Joint Warfighting Concept, оперативные концепции вооруженных сил США все чаще строятся на идее возможности гибкого объединения систем. Но механически это достигается путем объединения программных систем. В действительности этот процесс ближе к пересадке органов, чем к игре в тетрис. Однако есть несколько ключевых принципов, которые позволяют это сделать, и начинаются они с определения и раскрытия интерфейсов, часто называемых интерфейсами прикладного программирования.

Интерфейсы прикладного программирования – это квинтэссенция механизма взаимодействия с программным обеспечением. Хорошо определенные интерфейсы могут снизить риски доступа к данным для программ. Целевая компетенция по закупкам программного обеспечения №3 подчеркивает этот момент, устанавливая необходимость владения интерфейсами прикладного программирования, даже в большей степени, чем исходным кодом или исполняемым файлом. В конце концов, именно интерфейсы прикладного программирования являются предпосылкой для создания возможностей подсказок и сигналов между разрозненными платформами, а не данные или модели искусственного интеллекта/машинного обучения. Кроме того, архитектура предприятия будет меняться со временем, а надежные интерфейсы прикладного программирования уменьшает влияние вывода из эксплуатации старых архитектур в пользу новых архитектур в программах, срок службы которых измеряется годами.

Как в правительстве, так и в корпорациях частного сектора постоянно звучит тема о том, что люди, а не технологии, являются самыми важными активами. Необходимость привлекать, нанимать и удерживать высококлассных технологов означает, что программные директора должны научиться вести себя как рекрутеры в сфере ПО. Руководство Kessel Run осознало бесполезность набора персонала с помощью государственных сайтов и обратилось для этой цели к социальным сетям. В них компания была представлена как эксклюзивный клуб, в который люди должны стремиться попасть, даже если для этого нужно бросить существующий софтверный стартап, чтобы занять государственную должность с меньшей компенсацией. Целевая компетенция закупок программного обеспечения №4 напоминает руководителям программ, что они должны вести себя как рекрутеры в сфере ПО, потому что цифровая модернизация требует технологических талантов.

Использование современных инструментов, концепций и подходов к заключению контрактов

В венчурных кругах Кремниевой долины уже более десяти лет популярно предоставление программного обеспечения как услуги, обычно путем взимания ежемесячной платы за веб-приложение, поставляемое через облако. Концепцией, лежащей в основе успеха, является идея контракта (соглашения об уровне обслуживания), построенного на показателях, которые определяют и количественно измеряют такие абстрактные понятия, как доступность системы.

Команды разработчиков используют эти показатели уровня обслуживания для разработки и эксплуатации системы на определенном уровне – например, 99,9 % времени безотказной работы. Когда одна организация сотрудничает с другой для предоставления услуг, они заключают соглашение об уровне обслуживания, в котором юридически оговариваются ожидания и финансовые санкции за невыполнение определенного уровня обслуживания, например, гарантии безотказной работы. Целевая компетенция по приобретению ПО №5 заключается в том, чтобы признать, что все, что можно легко измерить в уровнях обслуживания, следует передавать на аутсорсинг вместо того, чтобы инвестировать время и деньги в собственную разработку. Этот принцип очень важен, и на нем стоит остановиться подробнее.

Бухгалтеры мыслят в концепциях электронных таблиц, графические художники – в концепциях верстки страниц, а менеджеры проектов – в концепции старинной диаграммы Ганта, которая изображает результаты работ в виде ромбов, расположенных в зависимости от предполагаемого времени их завершения, чтобы помочь в планировании производства. Диаграмма Ганта отлично подходит для составления списка задач, зависимостей и основных этапов и визуализации прогресса на сегодняшний день. Этот инструмент управления проектами оказался незаменимым для координации производственной деятельности на производственном участке. В промышленных условиях самое сложное – это не соединить части, а добиться того, чтобы все части прибыли на завод в нужный момент.

Сама суть программного обеспечения, и в частности DevOps, заключается в обратном. Если говорить обобщенно, то передовое коммерческое ПО для работы современного предприятия доступно как услуга по первому требованию. Предприятия могут получить доступ ко всему – от современного планирования ресурсов до программного обеспечения для управления жизненным циклом продукта, от систем управления обучением до систем управления человеческими ресурсами. Сложность заключается не в том, чтобы с помощью программного обеспечения доставить все части к определенным вехам в календаре, а в том, чтобы соединить их для надежного и быстрого взаимодействия.

Интеграция между различными архитектурами и стилями интерфейсов прикладного программирования, в сочетании с десятками конкурирующих стандартов программирования, приводит к задержкам в поставках и влияет на надежность и скорость работы системы. Интеграция программного обеспечения не является аналогом промышленной интеграции 20-го века, а диаграмма Ганта оказалась не лучшим методом управления деятельностью по интеграции программного обеспечения.

Если менеджмент может четко выразить свою потребность в показателях уровня обслуживания, а известные поставщики могут удовлетворить или превзойти эти показатели, то необходимо передать реализацию этих возможностей коммерческому поставщику или поставщику двойного назначения. Это позволит руководству сосредоточиться на создании новых решений для трудноопределимых требований, которые существующие поставщики не могут с такой легкостью выполнить. Когда процесс производства затруден, исполнительные офисы программ должны хотеть видеть блоки диаграммы Ганта, а когда сложность заключается в скорости и надежности данных, им стоит ориентироваться на уровни обслуживания.

Последний основополагающий принцип в эпоху, когда "программное обеспечение пожирает мир", — это определение результатов нулевого доверия в применении ПО. Это означает разбиение программных систем на части, пригодные для защиты, чтобы перевести обсуждение кибербезопасности с обнаружения уязвимости, предусматривающей полную компрометацию, на ситуацию, в которой действия злоумышленников вызывают активную реакцию в реальном времени. Разработчики стараются "изолировать" наиболее важные сети, убирая соединение с Интернетом или внешними системами, через которые можно внедрить уязвимости, но даже эти рвы с крокодилами злоумышленники могут взять штурмом. Хотя это не повод для того, чтобы не создавать мощную защиту, но ПО настолько обширно и динамично, что уязвимости и атаки неизбежны.

Признавая это, Министерство обороны США опубликовало свою стратегию "Нулевого доверия", но руководители отдельных программ также создают стимулы для реализации изначально устойчивого ПО. Когда устойчивость встроена в структуру кода и конвейера поставки, злоумышленники не могут определить, проникли ли они в систему защиты приложения и предупредила ли система об их действиях команду безопасности, показав недостоверные и нелогичные данные.

Стратегическое преимущество улучшенной поставки программного обеспечения

Если Министерство обороны начнет приобретать и разрабатывать ПО в соответствии с этими шестью принципами и с применением высокоскоростных механизмов доставки, способных быстро вносить изменения, такое ПО обеспечит превосходную адаптивность вооруженных сил США по сравнению с их стратегическими конкурентами. Адаптивность не является неотъемлемым свойством программно-определяемых систем. После развертывания программного обеспечения изменение его дизайна и поведения становится чрезвычайно дорогостоящим. После компиляции и развертывания кода и отсоединения от цепочки сборки, которая его создала, он становится жестким и невосприимчивым к изменениям. Наши шесть целевых показателей компетенции приобретения ПО предлагают противовес.

• Устойчивая работа фабрики программного обеспечения (цель №1) на основе системы, принявшей принцип непрерывной авторизации (цель №2), обеспечивает непрерывное улучшение программного обеспечения, данных, а также развертывания и обратной связи, необходимых для успешной деятельности искусственного интеллекта/машинного обучения.
• Когда оборонная программа обладает собственными интерфейсами прикладного программирования (цель №3), у нее есть возможность экспериментировать с новыми поставщиками, от мелких новичков до крупных компаний, постоянно адаптируясь к новым угрозам без накладных расходов на масштабную пользовательскую интеграцию.
• Для создания этих интерфейсов прикладного программирования, а также для правильного проектирования и создания программных приложений с нулевым доверием (цель № 4) требуются талантливые программисты (цель № 6).
• Наконец, те аспекты архитектуры программного обеспечения, которые легко измеряются и предоставляются на четко определенных уровнях обслуживания существующими поставщиками (цель №5), позволяют максимизировать инвестиции в новые исследования и разработки, а не в рутинные ИТ-операции.

Поставка программного обеспечения – это доставка нужных битов в нужное место в нужное время. Четкое определение целей компетенции в области приобретения программного обеспечения – еще один шаг вперед, который поможет сообществу специалистов по закупкам эффективнее ориентироваться в мире программного обеспечения. Мы должны признать и изучить ценность неоднородности и разнообразия программного обеспечения, а также тот факт, что универсальный подход не соответствует программно определяемому миру, в котором должен сражаться боец. Министерство обороны США должно усвоить, что именно программное обеспечение, а не устаревшие боевые платформы, контролирует скорость и эффективность современной цепочки поражения.

Наконец, Министерству обороны стоит официально признать цифровую триаду – программное обеспечение, данные и искусственный интеллект/машинное обучение – как равных себе. Это поможет Министерству обороны найти точку опоры в эпоху, когда программное обеспечение определяет тактику.

Об авторах:

Джейсон Вайс – приглашенный ученый Гудзоновского института, бывший главный специалист по программному обеспечению Министерства обороны, занимает руководящую должность в компании Conquest Cyber.

Дэн Патт – старший научный сотрудник Гудзоновского института, бывший сотрудник Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов и бывший генеральный директор компании Vecna Robotics.