區塊鏈技術的軍事物流應用前景

于明媛，楊澄懿，劉 俊，趙雁武 （武警后勤學院，天津 300309）

YU Mingyuan,YANG Chengyi,LIU Jun,ZHAO Yanwu (Logistics University of PAP,Tianjin 300309,China)

自2008年提出“比特幣”概念[1]后，以比特幣為代表的數字加密貨幣體系開始進入金融領域，作為比特幣交易的底層技術區塊鏈也隨之興起。近年來，區塊鏈的研究不斷深入，其應用發展也體現出多元化的特征，很多專家學者認為區塊鏈技術是一個極具潛力的顛覆性技術。而“天生”擁有數據分布存儲、信息追根溯源、運行安全可靠特性的區塊鏈技術，必將在軍事物流領域大展拳腳。

1 區塊鏈技術的原理及概念

建立網絡的主要目的就是參與人員互相協作并共享資源，而如何配置不同的設備來共享資源很大程度上要依賴于網絡的功能和設計，根據信息資源在空間分布結構的不同，大體上可以分為兩種架構模式，即集中式系統和分布式系統[2]。圖1展示了這兩種架構模式的對比。

信息資源體現為空間上集中配置的系統為集中式系統。簡言之，就是一個主機帶多個終端，終端通過網絡連接到主機。終端沒有數據處理能力，僅負責數據的錄入和輸出。而運算、存儲、處理等全部在主機上進行。集中式系統主要流行于20世紀，目前，在日常生活中常用的銀行自動提款機（ATM）便是這種集中式系統。而在分布式系統中有許多臺不同的機器，每臺主機都有自己的數據庫、中央處理器、終端等，任意兩臺計算機都可以通過通信來交換信息。它們在空間位置上可以隨意分布，多臺計算機之間沒有主、從之分，但在邏輯上屬于同一系統，若干計算機可以互相協作來完成一個共同的任務。

圖1 集中式系統與分布式系統架構模式對比圖

區塊鏈便是一種分布式系統，不僅可以將數據存儲在所有參與記錄的節點中，還可以由系統參與者集體記錄、共同進行維護。區塊鏈技術中的數據可以通過電子記錄而被永久儲存下來，“區塊”就是存放電子記錄的文件。區塊生成時間段內的所有交易數據被完整的記錄在區塊中，實際上區塊就是交易信息的大集合，其大體分為區塊頭和區塊體兩部分。區塊頭用于鏈接前面的塊并為區塊鏈數據庫提供完整性的保證，區塊體則包含了經過驗證的、塊創建過程中發生價值交換的所有記錄。區塊鏈通常不直接保存原始數據，而是保存其哈希函數值，即將原始數據編碼為特定長度的由數字和字母組成的字符串后記入區塊鏈。時間戳賦予區塊鏈時間維度，每個節點都會通過加蓋時間戳的方式把交易信息的寫入時間記錄在區塊中，各區塊最終按照時間戳的時間順序連接成一條主鏈，這便形成了區塊鏈（見圖2）。

圖2 區塊鏈局部結構圖

為了保證參與者的信息安全，區塊鏈技術采用加密算法。在加密過程中使用的公鑰是透明的、全網可見的，所有人都可以用公鑰來加密一段信息；而在解密過程中使用的私鑰只有信息擁有者才知道，被加密的信息同樣只有擁有相應私鑰的人才能夠解密（見圖3）。因此，整個鏈上的交易信息是公開可見的，但是參與者的信息是被保護起來的，沒有經過授權則無法對其信息進行訪問。

基于對區塊鏈的原理分析，可以認為區塊鏈技術是利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用塊鏈式數據結構存儲數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全的一種全新的分布式架構與計算方式。

圖3 非對稱加密原理圖

2 區塊鏈技術的特點

2.1 數據分布存儲

在區塊鏈技術中，數據內容通過分布式記賬得以確定，蓋上時間戳后生成了區塊數據，價值交換的信息通過分布式傳播發送給各個節點并實時更新及實現了數據的分布存儲。即使部分節點損壞也不會影響整個數據庫的數據記錄與信息更新，系統具有穩健性。

2.2 信息追根溯源

如圖2所示，區塊鏈中的每一筆交易信息與相鄰2個區塊串聯，區塊數據結構存儲了所有歷史數據，其鏈式結構和相關技術決定了區塊鏈上的數據只能被汲取、新增，而無法刪除、修改，因此通過區塊鏈可以實現對任何一筆交易追根溯源。

2.3 運行安全可靠

在區塊鏈中，一旦信息經過驗證并添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住超過51%的節點，否則單個節點上對數據庫的修改是無效的，而非對稱加密使篡改的難度和成本大大提高，因此區塊鏈的數據擁有極高的安全性和可靠性。

3 區塊鏈技術的軍事物流應用

如今，區塊鏈的應用已經從金融領域延伸到物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。而“天生”擁有數據分布存儲、信息追根溯源、運行安全可靠特性的區塊鏈技術，在軍事物流領域也擁有著廣闊的前景。

3.1 打造可視物流，實施精確保障

隨著軍事變革的推進，軍事物流的發展和建設將面臨新的更加復雜多樣的要求。而要做好物流保障工作，就必須緊跟時代步伐，利用先進的智慧手段和管理理念，構建新型軍事智慧物流體系，打造實時可視物流。

當前部隊在執行處突任務時，供需矛盾相對突出，特別是在遂行重大自然災害救援任務中，需求難以預測，易發生前方物資堆積成山、后方物資持續供應或部分品種斷供缺供的現象，這即是“資源迷霧”問題導致的保障效益低下。而區塊鏈技術具有信息分布存儲、不可篡改等特性，利用區塊鏈技術可以建立“虛擬倉庫”，實現對每個倉庫的物資品種、數量、質量等信息的精準掌握；同時可以及時獲取物資保障中的途中運輸、定點儲存、裝卸搬運、流通加工等環節的信息，使對軍事行動中物流運作的全過程實施動態監控成為可能；以區塊鏈技術為支撐，可以實現物流與信息流的雙軌并行，有利于及時了解戰場需求，實現科學、動態、精細系統協調，提高精確保障能力。

3.2 構建信息平臺，確保信息安全

物流信息平臺是軍事物流體系的核心，因此必須將信息安全上升到戰略高度來加以重視。當前，部隊在網絡技術和信息技術兩方面的發展程度都很慢，且存在大量技術漏洞，較易發生失泄密問題。國內外敵對勢力容易利用網絡和技術漏洞竊取軍事秘密，破壞部隊建設。而擁有信息完整性特性的區塊鏈技術，能實現數據存儲和數據加密的有機結合，并保護高度敏感數據，在一定程度上有助于提升軍事物流信息的安全性。

在平時狀態下，軍事物流信息存儲在網絡系統內，很容易被搜集而造成泄密，且在傳輸過程中由于要經過許多難以查證的節點，在任何節點均可能被讀取或惡意修改，信息可靠性較低。區塊鏈技術可以實現對信息追根溯源，使進入區塊鏈的信息不可篡改，可以有效提升軍事物流信息在網絡中傳輸的可靠性；同時利用非對稱加密，使涉密信息在網絡中的傳輸更具安全性。在戰時狀態下，傳統的物流指揮機構過度依賴于指揮中心，一旦指揮中心受到攻擊或出現故障，將使指揮體系處于癱瘓狀態，在一定程度上加大了風險。區塊鏈擁有去中心化的特性，將其應用到軍事物流平臺建設，將使物流指揮系統更加穩健，并提升戰時抗毀傷能力。目前，美國國防部高級研究計劃局（DAPPA）正通過區塊鏈技術創造一個安全的物流信息平臺，研究區塊鏈能否在保護高度敏感數據上提供幫助，并研究其在軍用衛星、核武器中的應用潛力，試圖創造出一個更加安全的信息平臺。

3.3 促進軍民融合，共享軍地資源

當前，面對復雜多變的新態勢，軍隊遂行任務時的不確定性、突發性特征愈加突出，強度和規模都空前增大，僅僅依靠軍隊自身也很難完成,這就需要發揮地方力量，加快完善軍民融合物流保障體系。盡管在一系列軍事行動中我國的軍事物流體系和民用物流體系均發揮了重要的作用，但是在基礎數據、動態情報共享以及軍地物流指揮體系融合方面仍然存在著明顯的不足，這些問題的出現，嚴重影響了體系發揮更好的作用，而區塊鏈技術恰好可以彌補這些漏洞。

區塊鏈的分布式架構利于信息的高效傳遞，利用非對稱加密能夠在軍事保密的前提下實現軍地網絡對接，充分共享軍地信息資源，從而建立信息情報共享、行動監控、協同指揮等軍地合作機制，為行動決策提供可靠依據，將大大提高后勤保障的軍事效益和經濟效益。基于區塊鏈的軍民融合物流保障體系可參見圖4。

圖4 基于區塊鏈的軍民融合物流保障體系圖