被美國瘋狂攻擊的國家授時中心 到底是個啥
來源:倍可親(backchina.com)你在看這篇文章的時候是幾點?
前排的差友們會說是23:59。
可你有沒有想過,你憑什麼覺得現在是23:59?你每天看無數次的,手機右上角、屏幕左下角,手錶里的那個時間,它到底是從哪兒來的?
很多人可能會下意識地覺得,這時間不就是手機運營商給的嘛,或者乾脆就是手機自己算的。
可在一些社交平台上,又會有一些搶票神器、搶票攻略說你的手機時間並不準,需要打開某某軟體之類巴拉巴拉的。
那問題來了,哪裡的時間才是準的?
省流版總結一下就是,咱們全中國十幾億人用的這個統一、精準的北京時間,它的唯一源頭並不在北京,而是在陝西省西安市的國家授時中心。
但萬萬沒想到,就這麼個看起來人畜無害的時間管理大師,居然還遭到了美國持續近兩年的網路攻擊。
它們不僅對國家授時中心多個內部網路系統實施高烈度網攻,甚至還企圖橫向滲透至高精度地基授時系統,預置癱瘓破壞能力。
這就讓人納悶了,美國人為啥要費這麼大勁,去攻擊咱們一個時間管理局?難道是怕我們上班遲到嗎?
我一研究才發現,統一、精準的時間簡直就是整個社會的底層基建,控制了它甚至就等於捏住了整個社會的脈搏,借著這個機會,咱也和大家簡單聊聊北京時間是怎麼個事兒。
大家都知道,一天就是地球自轉一圈。
所以,我們對時間的認知基本都是基於世界時,那再把這一天等分為86400份,每份就是所謂的一秒。
可慢慢的,大家發現地球自轉好像看狀態的,有時候時間長有時候時間短。
這是因為地球會有潮汐現象、有地核運動等等因素,自轉速度不斷變化。
總體來說地球的每天都在變長,但在某些地質時期,它也會出現短期的加速,比如在過去2萬年,每天大概變短0.6毫秒。
當然,也有一些特殊因素會讓地球轉得更快,比如2011年日本8.9級的大地震,就直接讓地球自轉速度加快了1.8微秒。
2022年6月29日,地球創造了有記錄以來最短的一天
但說實在的,這一點點時間的變化對你我來說,其實沒啥感覺,有些事該快還是慢不了一點兒。
後面,科學家們發現,相比地球獨自起舞的不穩定性,好像加入太陽雙人起舞就規律得多。
於是在1956年,3秒的定義就被改成了地球公轉一周時間的3/31556925.9747。
但這種時間誤差對於一些高精尖領域,比如航空航天、衛星導航似乎還是不夠用。
像衛星定位,每一顆衛星都在不斷發射包含位置和時間的無線電信號,精確度高達一米以內和十億分之一秒。即使誤差只有 0.1 秒,再乘以光速,衛星定位就會差之千里。
於是,就出現了國際原子時計時。
前面說的地球這種憨大個對時間的把控不穩定,那是不是小小的才更精準呢?
你還別說,還真是這樣。
比如現在1秒的定義就是銫-133原子在基態的兩個超精細能級之間躍遷時所輻射電磁波周期的9192631770倍所持續的時間。。。
而建立在這基礎上的就是搭建在銫元素基礎上的高精度原子鐘,並從1958年1月1日0點0分0秒作為原子時的計時起點。
基於世界時和原子時的基礎,我們常人就用上了一個新標準,叫協調世界時。
平常的時候呢,它就用原子時保證精度,但到了原子時和世界時誤差達到了0.9秒的時候,那就人為地給時間+1s,也就是經常在網上聽說的閏秒。
目前,國際上將最遲不晚於2035年取消引入閏秒
而國家授時中心,主要就是存放原子鐘以及相關設備,充分精準釐定時間的所在,不僅如此,這個時間還得準確無誤地發給所有人。
目前,國家授時中心主要分兩大類授時方式:地基授時和天基授時。
顧名思義,地基授時就是通過地面設施發播時間信號,如同遍布大地的「標準時鐘」廣播站。
比如可以通過短波電台發送無線電波,這些信號再通過天波和地波傳輸,基本可以做到毫秒級覆蓋全國疆域。
同時,也可以利用長波電台,做到微秒級覆蓋到全國近海海域。
當然了,如果你家有一個電波鍾或者電波表,還可以利用國家授時中心的低頻時碼授時,電波鍾、電波表們可以接收這種信號,自動進行時間校對,精度可以達到 30 萬年誤差不超過 1 秒。
還有類似電話、電視、網路授時等地基授時方式。
不過目前最流行的是天基授時方式,也就是衛星授時。
各種導航地圖靠的是 GNSS 系統(全球導航衛星系統),像是美國的 GPS、中國的北斗(BDS)、歐洲的伽利略,都屬於 GNSS 系統。
而GNSS 系統除了定位和導航之外,還承擔著授時的功能。
在每一顆 GNSS 衛星上,都配備了原子鐘。這就使得發送的衛星信號中包含有精確的時間數據。
而地面接收機通過接收至少四顆衛星的信號,解算出信號從衛星到接收機所花費的精確時間,再結合衛星的位置信息,不僅能確定自身的位置,同時也能將自身的時間與衛星上的標準時間進行同步,從而實現高精度的授時。
你可別以為搞這麼複雜的授時,只是單純想為讓大傢伙每天掌握精準的上班時間。
其實這種精度的時間,更多是為了航空航天、電力、金融、通信、交通以及國防軍事等領域服務。
舉個金融上常見的例子,眾所周知,金融交易所遵循「價格優先、時間優先」的原則,如果兩個人出價相同,誰的就先成交。
如果時間信號不準確,比如江江我想在10點整買差評的股票,而我的系統時間也很精準,那就能在 10 點準時買進。
而小黑胖也在同一時刻,想買差評的股票,可他的時間不準,儘管他在他的10點整下了單,可訂單實際到達交易所的時間已經是10:01 了。
那麼,最終就是我買成功了,小黑胖買失敗了。
可這兩個訂單在各自系統里的時間戳看起來,的確是小黑胖更快,這就有點說不清了。
而一旦有某家公司,能夠利用技術影響到交易所的系統時間,豈不是可以利用這個漏洞瘋狂吸金。
所以,這也是為什麼歐盟和美國都有相關的要求,比如歐盟的交易場所和投資公司,系統時間必須與世界標準時間同步,精度甚至要求達到100微秒以內。
類似的,美國金融業監管局,也要求與美國國家標準與技術研究院(NIST)的時間保持同步,精度要求保持在亞秒級。
這讓我想到電影《天才槍手》利用時差的故事
而如果這樣的事情,發生在某些需要精確時間協同的軍事行動中,就能夠被用來干擾對方的指揮和通信系統,製造混亂,從而取得戰場上的主動權。
這恐怕就是現實意義上的「掌控時間」的力量。
所以,我國才特別重視保護國家授時中心,要知道,在上個世紀,國家授時中心一直是代號326的保密部門,甚至原子鐘等一系列設備、部門都是以抗核打擊為目標的地底。
經過這麼一說,你是不是覺得,「時間」這個我們每天都在用、卻很少去想的東西,一下子變得具體、甚至有點性命攸關了?
它就像空氣和水一樣,平時感覺不到它的存在,可一旦出問題,我們整個社會系統就可能窒息。
幸運的是,在這場看不見的「時間戰爭」里,我們並非毫無防備。
當敵人在虛擬世界中發動攻擊時,我們也有著自己的「時空管理局」,他們守護的不僅是精準到納秒的信號,更是我們整個現代社會賴以運轉的脈搏。
