區塊鏈技術在軍事領域的應用

季自力 王文華

近年來，區塊鏈技術越來越成為吸引高度關注的顛覆性互聯網技術，它作為一項對未來數字經濟和社會發展具有普遍意義的底層技術，正日益被政府、銀行、企事業部門所接受，同時也受到各國軍方的關注，開始在軍事領域得到應用，顯示出其巨大的軍事價值。

區塊鏈技術的內涵與本質

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式，具有去中心、去信任、集體維護和可靠數據庫等特性，其技術的廣泛應用實現了數據分布存儲和數據非對稱加密的有機結合，目前已在金融、物聯網、公共服務、公益慈善、供應鏈等諸多領域嶄露頭角。

區塊鏈本質上是一個去中心化的數據庫。它作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。2008年11月1日，中本聰（Satoshi Nakamoto）發表了《比特幣：一種點對點的電子現金系統》一文，闡述了基于P2P網絡技術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等的電子現金系統的構架理念，標志著比特幣的誕生。2009年1月3日，第一個序號為0的創世區塊誕生；1月9日，出現序號為1的區塊，并與序號為0的創世區塊相連接，形成了鏈，標志著區塊鏈的誕生。在隨后的幾年中，區塊鏈成為了比特幣的核心組成部分：作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網絡和分布式時間戳服務器，區塊鏈數據庫能夠進行自主管理。

被譽為“數字經濟之父”的唐·泰普史考特曾預言稱，影響未來幾十年的“黑科技”已經到來，它不是社交媒體，不是機器人，甚至不是人工智能科技，而是比特幣的底層技術——區塊鏈。據世界經濟論壇發布的報告，到2025年，全球GDP總量的10%將存儲于基于區塊鏈的技術中。近年來，世界對比特幣的態度起起落落，但作為比特幣底層技術之一的區塊鏈技術日益受到重視。在比特幣形成的過程中，區塊是一個一個的存儲單元，記錄了一定時間內各個區塊節點全部的交流信息。各個區塊之間通過隨機散列（也稱哈希算法）實現鏈接，后一個區塊包含前一個區塊的哈希值。隨著信息交流的擴大，一個區塊與一個區塊相繼接續，形成的結果就叫區塊鏈。

區塊鏈將重塑現代軍事體系

區塊鏈本質上是一種分布式記賬技術，它具有以下幾個特點。一是去中心化。區塊鏈采取分布式計算和存儲，不依賴第三方管理機構，不存在中心化管制，任何參與者都是一個節點，每個節點權限對等。二是開放性。區塊鏈技術的基礎是開源的，除交易各方的私有信息被加密，區塊鏈的數據對所有人都是公開的，整個系統高度透明。三是獨立性。基于協商一致的規范和協議，整個區塊鏈系統不依賴其他第三方，所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據，不需要任何人為的干預。四是自動化。區塊鏈基于協商一致的規范和協議，能夠自動安全地驗證和交換數據。五是匿名性。區塊鏈能夠在“去信任”的環境下運行，各區塊節點身份信息無需公開或驗證，信息可以匿名傳遞。六是安全性。區塊鏈建立在分散的網絡上，每條信息都被記錄在塊上，而一個塊可以覆蓋分布于多個節點上的多個副本，每個塊通過稱為哈希值的唯一代碼鏈接到前一個塊。由于區塊鏈中不存在中央管理機構，是一種無中心故障點的系統，因此沒有可供黑客攻擊的中心點。只要不能掌控全部數據節點的51%，就無法肆意操控修改網絡數據，這使區塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數據變更。

區塊鏈技術的軍事應用前景

當前，區塊鏈技術的應用已經從金融領域逐漸進階到軍事領域。美國和北約在內的多個國家和國際組織均在積極嘗試推動區塊鏈技術在軍事領域的應用。C4ISRNET最新報告指出，美國國防部目前正在評估區塊鏈技術在軍事應用中的可行性。美國2018年頒布的《國防授權法案》要求國防部對區塊鏈進行全面研究，探討如何將其應用于軍事領域。美國國防高級研究計劃局授予美國兩家計算機安全公司價值180萬美元的合同，用于構建其區塊鏈應用程序Guardtime無鑰簽名基礎設施K SI，以驗證完整性監控系統是否有可能構建一種不可破解的代碼形式，研究區塊鏈應用于保護軍用衛星、核武器等高度機密數據免遭黑客攻擊的潛力，提高關鍵系統的安全性。高級研究計劃局的工程師還在嘗試利用區塊鏈技術創建一個黑客無法入侵的安全信息服務系統。

區塊鏈將被美國用于軍事目的

北約也對區塊鏈的軍事化應用表現出了濃厚的興趣。北約通信與信息處舉辦了區塊鏈創新競賽，尋求發現提高軍事后勤、采購和財務效率軍事級區塊鏈項目。愛沙尼亞和北約正嘗試使用區塊鏈技術開發下一代系統，以實現北約網絡靶場防御平臺的現代化。俄羅斯國防部認為，區塊鏈將有助于軍隊追蹤黑客攻擊的來源，并提高數據庫的總體安全性，并在俄羅斯時代科技園建立相應的研究實驗室。

區塊鏈應用的項目必須有以下幾個共同特質：所在領域對數據安全需求極高；所在領域對數據隱私要求極高；運轉計算過程需要可追溯、不可篡改；開放姿態，眾人皆能貢獻參與；擁有自己獨立發行的token令牌；互聯網應用已經相當成熟。區塊鏈在軍事領域的應用，大體表現在以下幾個方面。

武器裝備全壽命周期管理 武器裝備從立項論證、研制生產、交付服役到退役報廢，需要對全壽命周期內包括設計方案、試驗結果、技術狀態等大量數據資料進行記錄備案。現行的武器裝備記錄方式，通常為紙質或電子媒介備案，這種傳統方式存在安全難以保障、轉移交接困難、缺乏有效監管等缺陷。在武器裝備管理中引入區塊鏈技術，讓上級主管部門、武器裝備管理部門和武器裝備使用方，甚至武器裝備科研單位和生產廠家都參與到武器裝備戰技狀態的更新與維護環節中，形成一個分布的、受監督的武器裝備檔案登記網絡，提高武器裝備檔案的安全性、便利性和可信度。利用區塊鏈技術，武器裝備的每個零部件都可以追蹤到原點，這也有助于解決武器裝備采購合同的爭議，因為塊中的任何內容都不能被操縱或刪除。引入區塊鏈技術，構建一種不可被破解的完整監控、管理和控制系統，可以進一步提高武器裝備管理的安全性、便利性和可信度。

指揮控制系統 區塊鏈技術有助于構建自主化、安全的任務指揮與控制體系。將區塊鏈與人工智能和軍事物聯網相結合，將改變未來的軍事指揮控制模式，即從集中戰斗控制模式轉變為分散控制，至少在單位級別。在未來戰場上，一群軍用無人機以分散的方式持續地共享作戰數據和決策，作為一個統一的組織運作，不依賴于單一的決策中心，能夠在任何傷亡下不喪失作戰能力。另一個適合分散指揮的領域是復雜的火力系統。過去北約海軍艦艇一直依賴于一種名為“宙斯盾作戰系統”的集中武器控制系統，這是一種巧妙而集中的大腦，能夠從數十個傳感器收集數據，同時協調幾種致命武器的火力。雖然它已經過時了，仍然運行良好，但如果決策中心被拆除，它的集中化特征會使它變得很脆弱。一組通過區塊鏈進行協調的自治系統，可以提供一種更可行的設計，既可以保留協調的優點，又可以消除中央控制固有的漏洞。

軍事物流 現代軍用物流正向智能化時代邁進，智能倉儲、智能包裝、智能運輸和智能配送等智能化物聯網絡將涵蓋軍事物流的全過程。運用區塊鏈技術，可以降低軍事物流的成本，追溯物品的生產和運送過程，并且提高供應鏈管理的效率。該領域被認為是區塊鏈一個很有前景的應用方向。在智能軍事物流系統中，人和物動態、自主組網，構成一個去中心化的對等網絡，無需中心服務器，分布式的網絡結構可提高軍事物流系統的生存能力；接入網絡的節點之間可以直接或以中繼方式進行通信，實現信息自由交互；用戶需求、倉儲貨品、裝載運輸、配送中轉等軍事物流鏈條中的重要數據信息，將統一保存各區塊中，信息安全系數也將大幅提升。“區塊鏈+大數據”的解決方案，就利用了大數據的自動篩選過濾模式，在區塊鏈中建立信用資源，可以雙重提高交易的安全性和便利程度，為智能軍事物流模式應用節約時間成本，有效解決智能化軍用物流面臨的組網通信、數據保存和系統維護等難題，進一步提高軍事物流系統的生存能力，確保系統有序高效運轉。美國國防部委托美國國家制造科學中心和穆格公司，資助開發一個基于區塊鏈的分布式交易系統，使國防部能夠在安全的環境中，評估區塊鏈技術對武器裝備老舊零部件增材制造和智能數字化供應鏈流程的適應性。

軍事后勤保障 區塊鏈技術還可以有效解決智能化軍事后勤面臨的組網通信、數據保存和系統維護等一系列難題。軍事后勤保障網絡一旦納入區塊鏈技術，軍事后勤系統中的人員和物資就可實現自主組網，構成一個去中心化的網絡。軍事后勤保障系統中涉及的物資生產、采購、運輸、配給等數據，都可以統一保存在各區塊之中，使軍事后勤信息的安全系數大幅提升。以聯盟鏈為核心，以各軍種、各部門需求為導向，可以組成一個完備的聯盟鏈，使軍事后勤裝備及能源等與各軍種、各部門的需求相匹配，時刻處于最佳狀態。

戰場數據與網絡安全 不論戰爭形態如何改變，戰場數據的完整性和機要信息保護都是決定戰爭勝敗的關鍵。區塊鏈提供的去中心化的完全分布式DNS服務，通過網絡中各個節點之間的點對點數據傳輸服務，能夠實現域名的查詢和解析，確保軍事基礎設施的操作系統和固件沒有被篡改，監控軍用軟件的狀態和完整性，及時發現不良的篡改，并確保使用軍事物聯網所傳輸的數據沒有被篡改。區塊鏈的多個節點網絡通過共識機制運作，單個節點均會儲存區塊鏈上所有數據，即便是單一節點遭受攻擊，也不會影響區塊鏈系統的整體運行。區塊鏈的分布式存儲有效降低了數據集中管理的風險，在一定程度上提升戰場數據保護的安全性。

包括核設施、軍用衛星等在內的戰略武器系統對數字化系統的依賴程度越來越高。隨著網絡攻擊手段的不斷翻新，攻擊頻度的不斷增加，世界軍事強國的戰略武器系統均面臨著網絡攻擊的威脅。頂尖的黑客非法侵入軍事網絡信息系統，清理權限日志，以隱藏非法訪問設備的痕跡；新的網絡病毒改變數據或軟件代碼，造成類似“震網”病毒式的物理系統破壞。除了在維護數據安全性和完整性上具有獨特優勢外，區塊鏈技術在網絡安全防護等領域也大有作為。區塊鏈可以永久記錄數據庫的動態，系統中各個組件的配置都可以被記錄在案、保護在數據庫中并被持續監控。任何配置的任意非法更改，幾乎可以被系統立即檢測到，將有效防止黑客入侵，且可以將網絡日志分布在多個設備之間，使受到攻擊的風險最小化。區塊鏈的多個節點網絡通過共識機制運作，單個節點均會儲存區塊鏈上所有數據。因此，即便是單一節點遭受黑客攻擊，也不會影響區塊鏈系統的整體運行。

美國國防部積極研究區塊鏈技術

隨著人工智能技術在算法創新、算力提升、數據挖掘等方面的快速進步，區塊鏈技術將展現出更加廣闊的應用前景，在數據、網絡、激勵、應用等各個層面為軍事智能化注入新的活力，帶來軍事領域的技術革新。

區塊鏈技術在軍事領域應用面臨的問題

區塊鏈的分布式存儲有效降低了數據集中管理的風險，大大提升了數據安全水平，在軍事領域有著廣闊的應用前景。但是應該看到，區塊鏈技術在軍事領域的應用也不可避免地存在一些問題，必須引起高度重視。

區塊鏈在軍事應用過程中也面臨安全問題。與任何技術一樣，安全問題出現在區塊鏈開發人員將需求轉化為產品和服務的過程中，代碼行、共識機制、通信協議等，都有可能帶來可被惡意利用的漏洞。區塊鏈目前仍然是一項充滿差異化的技術：多種協議和編程語言正在并行開發不同的區塊鏈。因此，區塊鏈的開發人員很難獲得保護代碼所需的經驗。區塊鏈在很大程度上依賴于密碼學，即安全通信的有效實踐，它是建立在需要保護的通信網絡和設備之上，傳統的信息安全挑戰同樣影響到區塊鏈。此外，密碼學也是一個不斷變化的技術領域，例如量子計算機的發展有望突破多種加密算法。區塊鏈不是在真空中運行，圍繞密鑰管理、錢包托管和節點補丁等與人有關的不完備的安全實踐，在軍事應用中也會帶來諸多的安全問題。安全部署區塊鏈解決方案需要時間，并集成到更廣泛的安全生態系統中，該生態系統需要包括由傳統網絡設備組成的傳統信息安全平臺。為此，需要將區塊鏈集成到事件管理預案和流程中去，并開始考慮去中心化的業務模型對安全域的影響。

區塊鏈的分布式存儲有效降低了數據集中管理的風險

區塊鏈在技術層面上還需要實現重大突破。目前區塊鏈應用還處在初創開發階段，沒有直觀可用的成熟產品。相對于互聯網技術，人們可以用瀏覽器、APP等具體應用程序，實現信息瀏覽、傳遞、交換和應用，但區塊鏈還缺乏這類突破性的應用程序，面臨高技術門檻的障礙。此外，還有區塊的容量問題。由于區塊鏈需要承載復制之前產生的全部信息，下一個區塊信息量要遠遠大于之前的區塊信息量，這樣傳遞下去，區塊寫入的信息將會無限增大，帶來的軍事信息存儲、驗證和容量問題亟待解決。

區塊鏈應用面臨競爭性技術的挑戰。目前世界軍事強國都非常看好區塊鏈技術在軍事領域的應用，但也要看到，推動軍事轉型發展的技術有很多種，哪種技術更方便、更高效，人們就會應用該技術。比如，如果在軍事通信領域應用區塊鏈技術，通過發信息的方式是每次發給全網的所有人，但是只有那個有私鑰的人才能解密打開信件，這樣信息傳遞的安全性會大大增加。同樣，量子通信技術也可以做到，量子通信利用量子糾纏效應進行信息傳遞，同樣具有高效安全的特點，這對于區塊鏈技術的軍事應用來說，就具有很強的競爭優勢。

區塊鏈應用面臨網絡規模和信息管控的兩難選擇。區塊鏈應用需要運行在去中心化的對等網絡之上，一定數量的網絡節點是系統運行的基本前提，網絡節點規模越大，區塊鏈越不容易被操控或攻破，系統也就越安全可靠。大部分的軍事信息通常具有密級，要求在一定范圍內可控，雖然可以使用非對稱加密技術實現較強的信息安全性，但仍然面臨信息密級與承載網絡密級之間不適配的問題。此外，在對等網絡中沒有中心服務器的概念，節點之間點對點即可完成事務處理，信息流轉是自主分散的，區塊鏈的軍事應用面臨著信息自由交互與集中管控之間的矛盾。信息集中管控難題的根源是區塊鏈技術去中心化的特質，相關應用落地必須符合軍事領域的現行制度和政策，操作難度很大。

區塊鏈應用可能帶來工作效率低的問題。區塊鏈技術成功解決了無信任世界里的共識形成問題，但以犧牲工作效率為代價，響應速度與容量遠遠低于現有的中心化系統。達成區塊共識，需要經歷“競爭-驗證-同步-競爭”的循環過程，“競爭”即要求區塊鏈上的節點付出成本進行自證以獲取記賬權；“驗證”是執行校驗反饋確認信息可信；“同步”為同步更新本地數據副本，整個過程相當繁瑣耗時。對于信息傳送時效性要求極高的軍事領域，目前的區塊鏈技術面臨性能的瓶頸。當前主流區塊鏈技術每秒鐘的吞吐量大概從幾個到幾百個，數據寫入區塊鏈，最少需要10分鐘，所有節點都同步數據，則需要花費更多的時間。當前區塊鏈技術的性能與現有主流中心化應用能夠達到的毫秒級響應速度及每秒萬級的處理容量相差甚遠，難以滿足軍事領域的特殊戰技指標要求。

區塊鏈應用面臨新舊體系能否兼容的問題。在現有的中心化體系下，區塊鏈技術融入軍事體系還存在兼容問題。開發一種區塊鏈應用系統，并掛載到現有的軍事體系中，區塊鏈系統能否發揮效能，取決于兩個因素：一是區塊鏈系統與現有軍事體系能否兼容，并形成局部與整體的協作關系，如區塊鏈系統與現有軍事體系完成接口對接、指令響應及信息傳遞情況；二是區塊鏈系統對現有軍事體系的能力提升情況，如補齊現有體系的短板。在中心化的軍事體系中，完成去中心化區塊鏈系統的部署，需要解決兩種不同理念的互斥難題，面臨的是結構性矛盾和體制性障礙，即便能夠實現二者的兼容與協作，但軍事體系整體性能的提升還需要依賴各要素之間的無縫鏈接和緊密協作。

區塊鏈技術向軍事領域的全面滲透，將在一定程度上改變未來的戰爭形態和作戰樣式，甚至影響戰爭勝負。目前區塊鏈技術在軍事領域中的運用還處于探索階段，重大項目還未落地，但是它一旦成功應用于軍事領域，必將超越傳統的軍事管理體系，引發軍隊建設和作戰方式的革命性變化。