區塊鏈技術在警務合成作戰指揮中的應用研究

郝振興，孫寶財

中國人民警察大學 a.研究生院； b.警務指揮學院，河北 廊坊 065000

警務合成作戰是公安機關為預防和打擊違法犯罪活動而建立的警種合成、部門協同、信息共享的新機制。大數據、物聯網、5G等技術與公安工作深度結合，為區塊鏈技術應用于警務工作創造了條件，為合成作戰指揮突破信息壁壘、解決聯動不力等問題提供了新的技術思路。傳統警務指揮與分布式儲存、點對點傳輸的區塊鏈技術對接，將推動實時、高效、廣域的警務合成作戰指揮成為現實。

一、區塊鏈的本質及核心技術

區塊鏈起源于“比特幣”，它是對以往中心式記賬體系的顛覆，在本質上是一個去中心化的分布式賬本數據庫，采用分布式數據儲存、點對點傳輸、加密算法、共識機制等網絡技術保證每個節點記錄的信息真實有效[1]。區塊鏈包括四大核心技術：一是分布式賬本。它是由不同區域的節點共同儲存信息形成的數據庫，其中每個節點都保存著區塊鏈的完整賬目且平等獨立，以此實現數據共享。二是非對稱加密。其通過“公私匙”加密數據，用私匙加密后只能用對應的公匙解密，反之亦然。其特點在于無法使用加密數據的密匙來解密數據，能夠將數據傳播控制在合理范圍內，確保安全性。三是共識機制。它是每個節點需要遵守的規則，其協調區塊鏈各節點數據保持一致，以此認定數據和防止篡改。四是智能合約。它是觸發預設條款就能自動執行的智能程序，該執行過程可追溯但無法篡改，利于提高交互效率的同時保證數據的安全性。

二、警務合成作戰指揮相關概念辨析

“合成作戰”來源于軍事領域，最初是指在信息化條件下兩個以上軍種的戰術力量在聯合指揮機構的統一指揮下共同進行的作戰，公安機關結合時代特征、借鑒軍隊經驗，提出“警務合成作戰”。

“警務合成作戰”可以從公安工作的不同角度理解：一是以情報偵查為主導。公安機關依靠現代科技整合資源，建立合成作戰平臺，通過多警種協作偵查、情報信息共享等形成合力，進而推動現場處置警力的高效運轉。二是以警務指揮為主導。在統一指揮機構的領導下，整合各警種、部門和數據資源[2]，提高警務行動的整體效能，實現高效指揮。不論哪一角度，都突出力量聯動和整體效能，目的在于突破單警或單警種在偵查和處置行動中效能的限制，各警種、部門快速反應、高效互動、資源共享，形成資源與效力的整合，最大限度發揮公安機關的整體效能[3]。綜上所述，警務合成作戰是指公安機關為打擊違法犯罪、提高行動效率，在信息化技術條件下整合各種資源，形成的警種力量合成、區域部門協同、情報信息共享、現場空間多維一體的新機制。

“警務合成作戰指揮”基于警務合成作戰機制，是指為適應違法犯罪新特點，實現偵查、協調、處置工作高效、順利進行，公安指揮機關依托現代信息技術和高科技，整合各種可用社會資源，將警種、部門、數據等有機融合，形成整體聯動力量，并實施的穩定、有效的組織領導、統一調配與控制行動[4]。

三、區塊鏈技術在警務合成作戰指揮中的應用分析

(一)區塊鏈技術在警務合成作戰指揮中的應用價值

1.提供構建扁平化指揮體系的技術支持

警務合成作戰指揮具有層次跨度大、線條多的特點。跨度大即橫向結構寬泛，往往涉及多個警種和職能部門；線條多即參與警種作戰指揮的系統和領導多，但同時在實戰中要求實現數個指揮層次高效實時地傳遞控制與協調的指令。傳統的警務指揮趨向樹狀結構，普通網絡也采取類似架構。一方面，面對合成作戰寬泛復雜的指揮層次，難以實現順暢、穩定的作戰指揮；另一方面，在信息量巨大或現場狀況緊迫時容易受到干擾和破壞，影響合成作戰指揮的效能。區塊鏈技術通過分布式存儲技術和點對點傳輸機制，實現所有節點的同步更新和互聯互通，而且篡改和破壞單個節點不會對整個系統帶來破壞。區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮，將參與行動的各部門、警種的行動狀況和需求分布式儲存于區塊鏈網絡的各節點，并實時更新和同步，指揮中心得以獲得現場實時動態，進而實現直接下達指令、“點對點”調度一線警力，簡化了指揮層次和程序[5]，為構建扁平化指揮體系提供了高效、有力的技術支持，使得原本的樹狀指揮架構趨于扁平化[6]，推動實施高效指揮和精確管理。在扁平化指揮體系下，指揮中心和警種、行動部門高效互動，加強了整體聯動性，最大限度地發揮行動力量的積極性和主動性，促進警種、行動部門的聯合，有利于實現高效、廣域的合成作戰指揮。

2.整合警務合成作戰指揮情報信息

警務合成作戰指揮的實質就是指揮機關及其指揮員通過對收集的各種信息進行綜合分析、研判，得出結論并傳達部署的過程。情報信息是警務合成作戰信息的主體，警務合成作戰指揮要求情報先行，各警種、部門在統一的情指中心的指揮與協調下行使職能。警務合成作戰指揮情報信息廣泛而復雜，通常具有保密性和時效性，但由于缺乏安全、有效的共享機制，各種情報信息在不同警種和部門內部聚合卻很難突破信息壁壘[7]，只能在執行具體行動時通過指揮中心協調傳達，容易形成情報信息孤島[8]，導致合成作戰情報信息不全面、重復搜集、錯誤研判的概率增大，造成了效率降低和資源浪費。區塊鏈技術的應用將高效整合各種情報信息，實現情報共享與信息協同。首先，區塊鏈的分布式賬本技術可使完整、全面的信息資源同步上傳與共享，不同警種、部門間的情報信息實現流通和共享，“點對點”及時接收并執行指揮中心的指令，實現實時上傳下達和同級機構的信息聯動。其次，時間戳技術和共識機制使區塊鏈具備不可篡改性和全程留痕特點，能夠防止數據被破壞與篡改，保證了情報信息的準確性與可靠性。最后，非對稱加密技術通過“公私匙”加密情報信息，使情報在公安機關限定的范圍內流通和共享，確保情報信息的安全性。因此，區塊鏈技術可以使情報信息安全共享、有效整合，提高分析研判效率，推動情報信息的合成，為警務合成作戰指揮提供有力的信息指引與保障。

3.創新指揮方式和手段

警務合成作戰的指揮方式，是指揮者控制、協調指揮對象的方法和形式。從廣義上講，指揮方式包括指揮手段，其反映了指揮者實施警務合成作戰指揮的方法和技巧。在警務合成作戰指揮實踐中，對于寬泛復雜的指揮層次和實時更新的情報信息，如何分配指揮職權、應用指揮方法和手段，使指揮方式符合警務合成作戰需求是必須直面的問題。區塊鏈分布式賬本、“點對點”傳輸技術下實現的扁平化指揮體系和信息聯動，使得合成作戰指揮不再局限于傳統的上傳—決策—下達逐級、集中的指揮方式。指揮中心對任意下級的指令和警種、部門間的行動動態將通過區塊鏈適時發布到整個指揮平臺，既不違背集中指揮統一部署、統攬全局的特點，又能發揮分散指揮主觀能動性強、反應速度快的優勢，在逐級指揮的同時實現越級調用，便于各級指揮員掌握作戰進程，提高指揮效能，為指揮自動化創造條件。

(二)區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮的挑戰

我國公安機關對區塊鏈技術的應用處于起步階段，開發和應用的進程相對較慢，在警務合成作戰指揮中成規模地投入和使用區塊鏈技術仍面臨一系列挑戰。

1.去中心化網絡與中心化指揮存在矛盾

公安機關實行中心化管理和指揮體制，警務合成作戰指揮需遵循中心化的指揮架構，且經過多年的發展已經形成了成熟、完善的中心化結構模式。區塊鏈的核心技術之一便是去中心化的分布式賬本技術，在此基礎上實現信息共享。區塊鏈直接應用于警務合成作戰淡化集中統一管理的理念，將面臨因去中心化網絡和中心化指揮的矛盾帶來的問題：一是指揮核心問題。警務合成作戰指揮中，各層級有各自的職責權限，權限是事先指定的[9]，指揮中心負責協調行動和下達指令。但在分布式去中心化的區塊鏈網絡中，指揮層級模糊，權限不明確，且共享機制使得任何一個節點都獲得全部指揮信息。因此，可能會出現個別警種、部門在掌握過多行動信息但不明確行動步驟時，越過指揮中心貿然作出自以為正確但缺乏全局觀念的決策，進而帶來合成作戰行動上的混亂。二是信息管控問題。由于公安工作的特殊性，上傳到區塊鏈的信息大多帶有不同密級，需實現一定范圍內的可控。但區塊鏈作為去中心化的對等網絡，會將信息共享至區塊鏈的各個節點，不能控制不同密級的信息在整個網絡上的傳輸范圍，這會導致信息的知悉范圍擴大，造成權限濫用和失泄密。因此，將區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮，必須解決去中心化網絡與集中管理體制的矛盾，使區塊鏈技術與公安工作相適應。

2.區塊鏈技術的應用面臨技術瓶頸

區塊鏈技術雖然在很多行業都有應用，但總體上仍處于小規模的試用階段，將區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮面臨技術瓶頸。其一，區塊鏈的拓展性較差。具體表現為單個節點需要對全部數據進行計算和儲存，但單個區塊性能有限、容量較小，在不可篡改的分布式儲存下數據一旦保存將無法修改和刪除。數據因此不斷積累，當節點儲存的數據負荷過大時，系統的性能就會下降。雖然該問題可以通過擴大單個區塊的容量來暫時解決，但擴展也有上限。在警務合成作戰指揮中，需要處理的數據復雜多樣、不斷增長，不斷膨脹的數據致使合成作戰指揮區塊鏈負荷增大，處理效率降低。因此，現階段不是所有的信息都有條件上傳區塊鏈，只能對體量小、末端節點唯一的信息進行同步，區塊鏈技術在合成作戰指揮中的應用無法發揮預期的作用。其二，區塊鏈的處理速度較慢。區塊鏈中的一個區塊承載信息時需要復制上一個區塊的所有信息，數據的處理速度因此較慢。面對大規模的合成作戰指揮數據時，以分布式儲存的各項情報和指揮信息無法快速同步和更新，指揮與響應的效率因此受到限制。

3.區塊鏈監管規章制度不完善

警務合成作戰指揮涉及多警鐘、多部門和海量的情報信息，其中包含大量敏感事項和保密內容，將區塊鏈技術應用于合成作戰指揮需要合理監管。但當前公安機關的相關規章制度尚處于空白，沒有專門針對區塊鏈的保密規章，對于區塊鏈上的各種合成作戰指揮信息缺乏鏈下的安全保障；沒有建立完善的對技術參與者的審查制度，無法對第三方機構和個人進行日常監管；同時，警種、部門沒有達成區塊鏈應用和維護的共識機制。這些規章制度的缺失影響了區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮的進程。

四、區塊鏈技術在警務合成作戰指揮中的應用構想

(一)創建弱中心化的警務合成作戰指揮聯盟鏈

聯盟鏈是私有鏈的集群，它由多個機構共同管理而不是單個實體控制，每個實體機構對應區塊鏈上的一個或數個節點，加入或退出區塊鏈需要授權。聯盟鏈實質上不是完全去中心化，而是一個弱中心化的區塊鏈。

基于警務合成作戰指揮的特點，聯盟鏈弱中心化、安全性強、響應快，更符合其行動要求：其一，警務合成作戰指揮是對多部門、各警種的合成指揮，且每個部門都有其單獨的指揮機構。應用聯盟鏈，將每個部門的私有鏈集群為聯盟鏈，聯盟鏈上有與各部門對應的區塊鏈節點，與合成作戰指揮中心共同管理區塊鏈數據。如此一來，各部門既能控制其原本的數據資源，又能打破信息壁壘，實現在公安機關傳統中心化領導體制下的指令、信息的點對點傳輸與共享，很大程度上緩解了區塊鏈完全去中心化特征與公安機關傳統網絡中心化架構的矛盾。其二，聯盟鏈受合成作戰單位完全控制，信息只對授權加入的部門公開，更具安全性。其三，聯盟鏈作為內部區塊鏈，共識機制明確，無需大量驗證器，因此數據上鏈和同步更加靈活高效，使得警務合成作戰指揮信息上傳下達更加迅速。

(二)構建基于聯盟鏈的警務合成作戰指揮平臺

公安機關將區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮，需要有針對性地開發專門的區塊鏈系統程序。應用區塊鏈底層技術，根據公安工作實際狀況和需求構建基于聯盟鏈的警務合成作戰指揮平臺，其技術層級結構由下到上分別為數據層、網絡層、共識層、合約層和應用層[10]。該平臺充分發揮區塊鏈的優勢，同時盡量避免區塊鏈與公安工作不相適應的方面，將大大提高警務合成作戰指揮的效能。

數據層是基于警務合成作戰指揮的實踐和要求，將底層數據區塊封裝，通過哈希算法和非對稱加密等技術確保數據安全性的不可篡改的分布式信息庫。其主要記錄和儲存合成作戰各部門共享的情報信息、現場力量的行動情況和進程等所有數據，各部門可通過接入聯盟鏈數據層上傳和獲取信息。網絡層通過點對點傳輸機制、驗證機制等實現數據的共享和交流。在警務合成作戰指揮區塊鏈的網絡層中，各部門、警種等通過申請成為區塊鏈上的節點，與合成作戰指揮中心的節點共同構成弱中心化的聯盟鏈。所有部門共同維護網絡，指揮中心掌握智能合約的運行，根據任務和需求給予其他部門權限。當一個部門節點上傳情報數據或行動信息而形成新的區塊時，通過廣播傳達到其他部門節點，其他部門對信息進行驗證并接收，實現信息共享。共識層用于治理警務合成作戰指揮區塊鏈，其主要功能在于形成被所有合成作戰部門節點統一認可的共識算法機制，以共識機制決定新的區塊如何添加到聯盟鏈，維護數據層數據的一致性。合約層是區塊鏈可編程的基礎，主要包括腳本、代碼、智能合約等[11]。應用層封裝警務合成作戰的各種案例和場景。基于聯盟鏈的警務合成作戰指揮平臺的技術架構如圖1所示。

(三)利用“星際文件系統”解決數據處理問題

面對區塊鏈拓展性差和數據處理速度慢等技術問題，可以引入星際文件系統(IPFS) 來解決。基于IPFS的區塊鏈，不再將完整數據儲存在區塊鏈上，而是留存數據的哈希值和儲存位置信息即索引信息，將完整數據儲存在鏈下的IPFS中，且不全部儲存在一個節點上，而是拆分后分布在數個子節點。用戶通過哈希值匹配到唯一數據，找到儲存位置，獲取儲存該信息的全部鏈下子節點數據進而組合成一條完整的信息。其特點在于：IPFS儲存信息的大小將不再受區塊鏈容量的限制[6]；自動識別相同哈希值下的重復數據，排除重復信息；多路并行儲存數據，使得上傳和獲取信息的速度大大提高。憑借IPFS構建的“IPFS+合成作戰指揮聯盟鏈”平臺，將不再面臨數據龐雜帶來的區塊鏈容量不足和處理速度慢造成的實時指揮不暢等問題，為區塊鏈技術應用于警務合成作戰指揮實踐提供了現實可能性。星際文件系統和區塊鏈結合的運行原理如圖2所示。

圖1 基于聯盟鏈的警務合成作戰 指揮平臺的技術架構

(四)制定警務區塊鏈監管規章

從比特幣出現到區塊鏈技術的應用，國家陸續出臺了相關的法律法規對其進行規范[12]，網信辦2019年出臺的《區塊鏈信息服務管理規定》標志著國家對區塊鏈信息服務開啟了正式監管。

當前，公安機關相關部門規章制度尚處于空白，在區塊鏈技術深入應用于公安工作之前應有針對性地制定相關監管規章和制度。一是制定保密規章。面對警務合成作戰指揮涉及的部門、警種多，信息敏感、實時性強等特點，要加快制定本行業區塊鏈保密規章，其中應涵蓋保密守則、使用規范和問責機制，防止信息共享時出現內部失泄密問題。二是建立審查制度。鑒于需要第三方企業或個人參與構建和維護警務合成作戰指揮平臺，應建立對第三方技術參與者的審查制度，加強監督審查，提高參與門檻，確保技術團隊不出現問題。三是達成共識機制。警務合成作戰指揮區塊鏈是由部門內部私有鏈構成的聯盟鏈，區塊數量有限，容易達成共識來修改信息。因此，應達成適應部門特點的共識機制，指揮中心和各部門節點可以通過共識作出符合行動現場狀況的修改，能夠及時調整信息，使警務合成作戰指揮區塊鏈更具有行業實用性。

圖2 星際文件系統+區塊鏈 技術的運行原理

五、結語

區塊鏈的分布式儲存、點對點傳輸、非對稱加密、信息共享等技術特征對警務合成作戰指揮的意義不言而喻，服務公安工作、應用于警務合成作戰指揮是必然趨勢。公安機關應聯合相關部門、機構有針對性地發展本行業區塊鏈，打造面向警務合成作戰指揮乃至整個公安工作的聯盟區塊鏈平臺，將構想推向實踐，為高效、實時、廣域的公安工作和警務合成作戰指揮提供創新性的技術支持。