搶占新技術前沿：軍工智能制造+區塊鏈正當時

杜浩

區塊鏈與其他新信息技術之間的關系

目前來看，區塊鏈技術的發展經歷了三個階段，第一個階段稱為區塊鏈1.0，以比特幣為代表，主要應用方向為脫離現有法幣體系的加密貨幣;第二個階段稱為區塊鏈2.0，以以太坊及其標志性技術智能合約為代表，主要應用方向為decentralizedapplication，簡稱Dapp，即去中心化的應用。在第三個階段即區塊鏈3.0中，分片、跨鏈等技術逐漸成熟，這些技術將進一步提升區塊鏈的性能和系統承載能力，解決跨鏈數據、資產交互流通等問題，為其在業界應用奠定堅實基礎。

區塊鏈的技術特點使其在改善社會信任體系，賦能數據化智能化社會、增強國防軍工智能制造水平和系統安全等方面有非常大的潛力，各國紛紛出臺了相應的鼓勵引導政策措施。

區塊鏈不同發展階段中典型代表及其技術特點

2019年10月，習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時強調，把區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。2019年9月，德國聯邦政府發布了區塊鏈戰略，希望利用區塊鏈技術帶來的機遇挖掘其促進經濟社會數字化轉型的潛力。英國也將區塊鏈列為國家級戰略，由政府部門大力推動區塊鏈在更廣闊領域落地發展。

2018年4月，美國國家制造科學中心資助美國穆格公司研究區塊鏈技術在國防增材制造領域的應用。2019年7月美國發布《國防數字化現代戰略》，積極探索區塊鏈技術在網絡安全領域的應用。2019年1月，英國《簡氏防務周刊》網站報道稱，韓國國防采辦計劃管理局已啟動一項計劃，鼓勵本國企業為軍事應用研發區塊鏈技術。

區塊鏈技術結合業界應用的主要特點為：數據不可篡改、可追溯性好、系統拓展性好、支持分布式接入協作和管理。這些特點結合軍工智能制造的應用主要體現在以下三個方面：軍工產品全生命周期數據管理、軍工智能制造供應鏈管理和軍工智能制造物聯網邊緣設備管理。

軍工產品全生命周期數據管理

一般而言，軍工產品會依據產品在生命周期中的不同發展階段而產生不同的數據，這些軍工產品數據也相應地存儲在不同單位、不同地域、不同介質上。軍工產品數據的零散存儲和管理會導致諸多問題。首先是多方協同時軍工數據共享的效率較低;其次是多方共同存儲的數據也會因為現實條件和客觀限制等原因存在數據版本不一致、不同的管理水平帶來數據質量不一致等問題;最后，數據的單點存儲和管理，使得數據的安全性和完整性也面臨很大的挑戰。

現有的中心化軍工產品數據共享管理系統會在一定程度上緩解共享效率的問題，但還沒有將軍工產品全生命周期的數據都納入管理之中。同時，中心化的系統也存在彈性較差，應對復雜場景難以動態拓展的局限。

軍工產品全生命周期數據管理系統架構

我們設想這樣一個場景，軍工產品從立項、設計到制造、使用、維護保養、退役報廢，所有產品全生命周期相關數據都在一個區塊鏈網絡分布式賬本中，同一產品不同生命周期的相關參與方作為一個節點參與到軍工分布式網絡中，根據業務需要分配相應的權限來分享或訪問相關的產品原始數據或脫敏后的數據。傳統中心化的軍工信息系統因其拓展性不佳，難以解決信任、數據安全和單點故障等問題，使得這種連接多個參與方的系統難以實現或實現成本較高，而以區塊鏈作為底層技術搭建的軍工產品全生命周期數據管理系統將能很好地規避這些問題，從而滿足需要。

應用非對稱加密和同態加密技術，通過基于屬性的加密方式，在保證軍工數據加密安全性的同時提升訪問控制的顆粒度，從一對一的共享方式轉換成一對多的數據共享，能很好地平衡數據共享效率和安全性。應用基于智能合約的權限控制管理將能保證權限控制的透明性和穩定性，同時智能合約的全局一致性可以確保權限管理的統一性。

軍工產品全生命周期的數據管理將顯著提升產品數據的流轉和使用效率，解決傳統紙質檔案管理數據完整性難以保證、軍工產品不同生命周期數據存于各方難以整合共享、傳統軍工電子信息數據管理難以可信防篡等問題。得益于區塊鏈系統本身分布式所帶來的拓展性，監管部門也可以較為便捷地成為軍工產品數據信息系統中的一個節點，從而共享數據，實現透明柔性監管。

基于區塊鏈的軍工智能制造供應鏈管理

軍工智能制造供應鏈管理

軍工制造業供應鏈具有參與方較多、信息流轉周期長等特點，長期以來均是由上游供應鏈核心軍工企業進行供應鏈管理。軍工供應鏈管理的目標是通過相互業務關系建立信任協作，將行業上下游企業串聯起來，將松散的關系搭建成一個能支撐商品流、物流、信息流、資金流等信息復合流轉的網絡，從而帶來相關軍工供應鏈企業整體效率的提升和優化。

但是在傳統的軍工智能制造供應鏈管理中，供應商、制造商、分銷商等都與核心企業進行交互和信息流轉，隨著軍工產品市場的不斷發展，國防軍事環境愈發復雜，軍工制造流程愈發精細，這一方面會加大核心軍工企業管理難度，同時也因為各企業信息化建設水平不一致、數據信息分散存儲等問題，使得各企業間的交互難以順利高效開展。總的來說，中心化的軍工智能制造供應鏈管控會導致協同能力不佳、企業間容易形成信息孤島、供應鏈彈性和擴展性不足等問題。

基于區塊鏈技術的軍工制造供應鏈管理，利用區塊鏈中聯盟鏈高拓展性的分布式架構，將軍工智能制造供應鏈中每一個企業均看成一個平等的節點統一組織起來，使其在聯盟鏈中實現高效交互和信息數據流轉，這將降低供應鏈上下游企業接入難度，同時提升不同企業間數據共享的效率。

每一個節點都儲存有一份完整的加密后的軍事供應鏈相關數據，通過權限控制其可訪問的數據內容，即使單一節點的數據損壞，也不影響整個軍工供應鏈網絡的有序運轉。軍工聯盟鏈多節點驗證的機制能最大程度保證軍工業務數據的真實可信，并結合每筆交易的哈希數據特征，使用數字簽名確保交易權責清晰。鏈式的數據存儲機制使得每一份數據都是在之前數據基礎之上被記錄，篡改當前數據就需要修改過往所有數據，這大大提高了篡改數據的門檻，保證供應鏈數據不可篡改特性的同時，也保證了數據的歷史可追溯性。

多方共享真實可信的軍工供應鏈數據也為軍工供應鏈金融的開展提供了有效支撐，解決了以往供應鏈金融各參與主體之間多方難以信任，信用無法二級傳遞的問題，包括倉單質押融資、應收賬款融資等業務能夠在軍工產品供應鏈的上下多級中展開。

基于區塊鏈的軍工智能制造供應鏈管理將能優化供應鏈共享協同能力，降低供應鏈金融融資成本，減少數據孤島帶來的管理低效，提高供應鏈管理效率。

軍工智能制造物聯網邊緣設備管理系統圖

軍工智能制造物聯網邊緣設備管理

隨著軍工智能制造和軍工制造物聯網的發展，物聯網中邊緣設備也越來越多。邊緣軍工制造設備的計算存儲等能力普遍較弱，需要依賴云端提供的計算存儲資源。這就要求軍工制造網絡的云端有很強的對邊緣設備的管理能力。傳統軍工物聯網邊緣設備的管理有基于身份角色，有基于權限等多種模式，這些管理模式都是中心化的。

當前軍工物聯網邊緣設備的指數級增長、邊緣設備與中心的交互越來越頻繁，這帶來巨大的帶寬通信要求，同時物聯網設備分散在多個分布式節點，這些導致軍工云端中心化的管理模式越來越難以滿足邊緣設備管理需要。總的來說，軍工智能制造物聯網邊緣設備的管理中存在物聯網組網模式下中心服務器計算和通信壓力過大、物聯網設備種類越來越多，各種設備通信管理交互協議難以兼容和高效協同、中心化的數據存儲容易導致數據泄露和丟失等問題。

基于區塊鏈技術的軍工物聯網邊緣設備管理系統具有去中心化和分布式管理的特點，能夠針對性地解決上述問題。首先針對邊緣設備較多、通信壓力大的問題，系統將物聯網設備按照實際軍工制造業務場景劃分邊緣層、管理層，并對超過一定數量之后的設備進行分區分片管理，同時在邊緣設備的上層，設置擁有較多計算資源的邊緣管理層，使用智能合約自動化對最終端設備進行管理，以降低大量終端與中心的通信需求，將大量管理行為下放，從而降低與軍工云端中心的通信管理壓力。其次，針對通信協議兼容性問題，在軍工物聯網邊緣管理層的智能合約中，增加邏輯兼容底層協議，對外提供統一訪問接口，同時利用區塊鏈分布式同步數據等機制保證不同邊緣管理層數據和行為的一致性，從而有效降低兼容難度，提升協同效率。最后，針對軍工數據中心化的存儲問題，區塊鏈系統中的分布式賬本，天然支持多中心的分布式數據存儲，能有效及時地同步備份數據。結合訪問權限控制和加密體系也能保證軍工數據的安全性。

以上是區塊鏈技術與軍工智能制造可能結合的三個方面。除這幾方面以外，區塊鏈還可以應用在軍工智能制造分布式協同、軍工工業互聯網可信組網等方面。業界預判，5G時代下的物聯網和工業互聯網將走向“云計算+邊緣計算+區塊鏈+AIOT”的混合架構，在軍事智能裝備、軍工智能制造領域，區塊鏈技術應用將會不斷拓展和深入，為推動軍事制造業的轉型升級提供更多助力。

2016年以來，美國、英國、日本等發達國家相繼將區塊鏈技術上升到國家戰略層面，成立了區塊鏈發展聯盟。當前，要學習應用區塊鏈技術，把握區塊鏈發展帶來的重要戰略機遇期，以搶占新一輪科技革命和軍工智能制造變革戰略制高點。