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區塊鏈如何影響現代軍事

區塊鏈如何影響現代軍事

2019年11月21日 09:46 來源:解放軍報參與互動參與互動

  引 言

  當前,區塊鏈已成為與人工智能、量子信息、物聯網同等重要,并可能產生顛覆性影響的新一代信息技術,是“一座未探明儲量的金礦”。同其他新興技術產生后必然運用于軍事領域一樣,近年來世界發達國家軍隊紛紛探索區塊鏈的軍事應用,以期在新一輪軍事革命大潮中占據先機。為此,應科學預判區塊鏈對軍事領域可能產生的沖擊和影響,挖掘區塊鏈的軍事應用潛力,做好“區塊鏈+軍事”的大文章,為提升軍隊信息化、智能化水平注入強勁動力。

  區塊鏈技術特性契合特定軍事需求

  區塊鏈技術,是在一個由相互缺乏信任的節點組成的網絡環境中,通過“競爭—驗證—同步—競爭”的動態循環,解決各節點如何達成可信共識的問題,最終成為允許個體不經過第三方認證而開展有效可信合作的新型技術平臺。通俗地講,區塊鏈是一個“分布式賬本”,每個節點都可以顯示總賬、維護總賬,而且不能篡改賬本。區塊鏈由此所體現的技術特性,恰好可以滿足軍事領域的一些特定需求。

  區塊鏈去中心化的特性契合抗毀生存的軍事需求。區塊鏈采取分布式核算和存儲,不依賴第三方管理機構,每一節點都存儲著完整的數據備份,一個節點出現問題,其他節點會繼續數據的更新和存儲,從理論上講只要有一個節點存在,就能保證全部信息不會丟失。現代戰爭對抗愈加激烈,指揮機構、通信樞紐及其存儲的關鍵信息,亟需采取類似區塊鏈這種可靠的去中心化技術分散部署,以避免在敵精確打擊下被“一鍋端”。

  區塊鏈可追溯不可篡改的特性契合作戰指揮的信任需求。區塊鏈在構建時就假定網絡中各節點不是完全可信的,從底層上被設計用于在競爭性、不可靠的網絡環境中運行維護數據。它運用獨特的共識機制,依靠非對稱加密算法完成信用擔保,數據改寫過程全程可追溯,惡意攻擊者除非同時修改超過51%的節點,才可能篡改破壞信息,而這在實際中很難做到。軍隊指揮員的命令具有很強的權威性,采取類似區塊鏈共識機制,既可以完整記錄各級指揮員下達的命令,便于出現指揮失誤時追究指揮責任,同時也可避免敵采取各種信息插入手段發布假命令,擾亂指揮體系。

  區塊鏈透明開放集體參與的特性契合信息安全共享的軍事需求。區塊鏈的任何參與者都是一個權限平等的節點,除各參與者私有信息加密外,數據對所有人透明公開,并基于協商一致的規范和協議,自動安全地驗證和交換數據。第二代區塊鏈還引入人工智能判決方式,對網絡節點行為進行分析,智能識別網絡中潛在的竊密者和攻擊者。基于上述特點,區塊鏈應用到軍事領域,每一作戰單元或平臺在可能遭受敵軟硬復合攻擊的非完全信任網絡中,無需依賴第三方認證,即可根據權限隨時安全地獲取和發布信息,從而從機制上強制打破各軍兵種各部門之間的信息壁壘。

  區塊鏈運用于作戰和軍事管理領域

  當前,外軍已展開對區塊鏈軍事應用的積極探索。美國《2018財年國防授權法案》明確要求國防部對區塊鏈技術展開全面研究,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)開展了利用區塊鏈技術解決復雜戰場安全通信問題,以及保護軍用衛星、核武器等高度機密數據免受黑客攻擊的研究;北約舉辦區塊鏈創新競賽,開發軍事級區塊鏈相關項目,以提高軍事后勤、采購和財務效率,并嘗試運用區塊鏈技術開發下一代軍事信息系統;俄國防部建立專門研究機構開發區塊鏈技術,以加強網絡安全和打擊針對關鍵信息基礎設施的網絡攻擊;以色列軍民孵化系統把以色列定位為“區塊鏈創新的熱點地區”,等等。從各國軍隊探索情況看,區塊鏈軍事應用大體可分為作戰和軍事管理兩大領域。

  在作戰領域,區塊鏈的去中心化、可擴展、跨網絡分布、強加密等特點,可有效提升作戰網絡的安全性抗毀性,大大增強作戰體系的彈性韌勁。例如,中遠程導彈等大型關鍵武器的指揮信息系統采用區塊鏈技術,通過強化身份認證,確保上級命令可達可信,可有效避免誤操作、假命令,并保護武器系統關鍵數據免受黑客篡改和火力摧毀。區塊鏈有望實現信任機制由個人信任、制度信任向機器信任的轉變,對于實現與無人化作戰相匹配的“人—機/機—機”新型指揮控制模式具有重要意義。無人集群引入區塊鏈技術,借助其共識機制,可有效杜絕惡意節點冒充或欺騙式網電攻擊,保持可靠的互聯互通,確保無人集群作戰協同的穩定高效。

  在軍事管理領域,區塊鏈的機器信任機制,可減少軍事管理過程中人為因素帶來的不確定性、多樣性和復雜性。例如,在裝備管理領域,基于區塊鏈構建研制方、生產方、使用方共同參與、互為監督的裝備信息全壽命管理系統,全程跟蹤管理裝備設計參數、試驗數據、戰技狀態、維修記錄等信息,提高裝備管理的效率效益。在后勤保障領域,運用區塊鏈技術管理用戶需求、倉儲貨品、裝載運輸、配送中轉等軍事物流鏈中的重要數據,有助于破解軍事物流包裝、裝卸、運輸和拆解等環節面臨的組網通信、數據保存和系統維護等難題。在人力資源領域,將軍隊人員任職經歷、獎懲記錄等信息以區塊鏈形式存儲,可以有效防止檔案信息丟失和人為篡改等問題。

  正視區塊鏈軍事應用的局限與風險

  從某種意義上講,區塊鏈是以犧牲存儲空間、訪問速度和整體效率來換取數據安全和信任的新型信息技術,主要適用于低頻度使用、安全性要求高、時效性較低、數據量較小的軍事應用場景。區塊鏈應用于軍事領域也有其局限性和一定風險,主要表現在:

  高冗余度高能耗難以滿足輕量化與擴展要求。區塊鏈每一個節點都必須實時同步全部賬本數據,有多少個區塊就要存儲多少次重復數據,而且隨著數據量的增長和新節點的追加,系統冗余度將進一步提高,需要消耗大量的存儲資源,這對作戰單元或平臺終端的存儲、計算和通信能力提出很高要求,與裝備的輕量化、小型化發展趨勢相悖。隨著區塊鏈節點數量的擴大,每個節點同步數據而消耗的算力、帶寬和能源也會越來越大,節點越多則對后續新增節點的存儲要求越高、接入難度越大、同步時間越長、整體運行效率越低,不利于作戰體系的大規模按需擴展。

  復雜數據同步機制難以滿足高頻次快速響應要求。區塊鏈中每一次數據修改,都要求系統內所有節點同步更新賬本數據,需耗費較長時間,短時間內如果操作過于頻繁,就會占用大量帶寬并可能造成網絡堵塞。現代戰爭進入“秒殺”時代,尤其是在戰術級和平臺級,態勢信息更新速度更快,作戰單元和平臺信息支援申請頻次更高,區塊鏈還難以滿足這樣的實時響應要求。

  共識機制和加密算法仍存在一定安全風險。區塊鏈技術應用了大量的密碼算法,共識機制安全程度取決于密碼算法所基于的數學難題的破解難度。事實上,這些數學難題并非絕對安全,仍然存在被破解的風險。例如,區塊鏈廣泛使用的基于橢圓曲線的密碼算法,雖然使用經典計算機破解難度非常大,但對于量子計算機來說破解起來則是輕而易舉。目前,世界強國正加大力度突破量子計算技術,一旦可靠實用的量子計算機研制成功,目前大多數的區塊鏈技術將失去安全保障。

  軍事區塊鏈規模較小降低了系統安全性。從區塊鏈技術原理看,除非攻擊者同時修改超過51%的節點,才能成功篡改區塊鏈數據。因此,節點數量越多,攻擊者篡改破壞區塊鏈的難度就越大。應用于軍事領域的區塊鏈,通常節點數量要遠小于基于互聯網的民用系統。戰時面對敵集中大量算力資源發動的大規模網絡攻擊,仍然有可能被修改超過半數以上節點并成功篡改數據。

  采取有力措施推進區塊鏈軍事應用

  區塊鏈在民用領域除比特幣外,目前尚沒有非常成熟的應用案例。區塊鏈在軍事領域的應用,各國軍隊更是處于探索階段,加快推進區塊鏈軍事應用,不斷拓展其應用廣度和深度,可采取以下措施。

  加強區塊鏈軍事應用的統籌規劃。深入開展區塊鏈軍事應用的研究論證,細致分析區塊鏈軍事應用的優先領域及其必要性、可行性、預期軍事效益和可能風險,形成區塊鏈軍事應用路線圖,并納入軍隊建設相關發展規劃。區塊鏈部署是集群部署而非單點部署,通常需要跨軍種、跨部門、跨領域,應明確應用項目的牽頭部門、參與單位、任務分工、工作機制和保障措施等,確保各級在區塊鏈軍事應用上協調一致、有序推進。

  創新區塊鏈軍事應用模式。把握區塊鏈運行機理、技術特點和發展水平,揚長避短,進一步挖掘、細化和拓展區塊鏈的軍事應用領域。選取軍事物流、人力資源等風險小、見效快的應用領域進行先期試驗、聯合攻關和試點,探索區塊鏈軍事應用的軟硬件環境要求、運行規則、配套機制等,形成成熟的模式后全面推開應用。

  突破區塊鏈軍事應用技術瓶頸。針對軍事領域對區塊鏈應用的特殊要求,加快區塊鏈和人工智能、大數據、物聯網等前沿信息技術的深度融合,彌補區塊鏈性能不足或弱點,提高區塊鏈系統的運行效率。加大共識機制、智能合約、分布式通信與存儲等底層技術開發力度,兼顧滿足“去中心化”“安全”“性能與效率”三項要求,使區塊鏈系統性能達到軍用級標準。

  (作者單位:軍事科學院戰爭研究院)

  相關鏈接

  2008年11月1日,日裔美國人中本聰發表題為《比特幣:一種點對點的電子現金系統》的論文,首次提出區塊鏈理念。2009年,中本聰創建第一個區塊,即“創世區塊”。自誕生至今,區塊鏈技術在短短十年內取得長足發展,目前已有比特幣、以太坊等多個公共區塊鏈開發與應用平臺,并向數字金融、數字資產交易、供應鏈管理、物聯網、知識產權保護、智能制造和食品藥品追溯等領域拓展應用。

  區塊鏈具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特點,這些特點為區塊鏈帶來諸多潛在應用領域。例如,區塊鏈“不可篡改”的特點,為經濟社會發展中的“存證”難題提供了解決方案。區塊鏈“分布式”的特點,可以打通部門間的“數據壁壘”,實現信息和數據共享。與中心化的數據存儲不同,區塊鏈上的信息都會通過點對點廣播的形式分布于每一個節點,通過“全網見證”實現所有信息的“如實記錄”。區塊鏈的“共識機制”,能夠解決信息不對稱問題,真正實現從“信息互聯網”到“信任互聯網”的轉變。區塊鏈通過“智能合約”,能夠實現多個主體之間的協作信任,從而大大拓展人類相互合作的范圍和深度。

  總之,區塊鏈通過創造信任來創造價值,使得人類信任第一次可以通過數學原理來創建,而非通過中心化的信用機構來擔保。

【編輯:蘇亦瑜】
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