区块链+军事——解放军报:区块链如何影响现代军事

2019-11-23

     当前,区块链已成为与人工智能、量子信息、物联网同等重要,并可能产生颠覆性影响的新一代信息技术,是“一座未探明储量的金矿”。同其他新兴技术产生后必然运用于军事领域一样,近年来世界发达国家军队纷纷探索区块链的军事应用,以期在新一轮军事革命大潮中占据先机。为此,应科学预判区块链对军事领域可能产生的冲击和影响,挖掘区块链的军事应用潜力,做好“区块链+军事”的大文章,为提升军队信息化、智能化水平注入强劲动力。

区块链技术特性契合特定军事需求

区块链技术,是在一个由相互缺乏信任的节点组成的网络环境中,通过“竞争—验证—同步—竞争”的动态循环,解决各节点如何达成可信共识的问题,最终成为允许个体不经过第三方认证而开展有效可信合作的新型技术平台。通俗地讲,区块链是一个“分布式账本”,每个节点都可以显示总账、维护总账,而且不能篡改账本。区块链由此所体现的技术特性,恰好可以满足军事领域的一些特定需求。

区块链去中心化的特性契合抗毁生存的军事需求。区块链采取分布式核算和存储,不依赖第三方管理机构,每一节点都存储着完整的数据备份,一个节点出现问题,其他节点会继续数据的更新和存储,从理论上讲只要有一个节点存在,就能保证全部信息不会丢失。现代战争对抗愈加激烈,指挥机构、通信枢纽及其存储的关键信息,亟需采取类似区块链这种可靠的去中心化技术分散部署,以避免在敌精确打击下被“一锅端”。

区块链可追溯不可篡改的特性契合作战指挥的信任需求。区块链在构建时就假定网络中各节点不是完全可信的,从底层上被设计用于在竞争性、不可靠的网络环境中运行维护数据。它运用独特的共识机制,依靠非对称加密算法完成信用担保,数据改写过程全程可追溯,恶意攻击者除非同时修改超过51%的节点,才可能篡改破坏信息,而这在实际中很难做到。军队指挥员的命令具有很强的权威性,采取类似区块链共识机制,既可以完整记录各级指挥员下达的命令,便于出现指挥失误时追究指挥责任,同时也可避免敌采取各种信息插入手段发布假命令,扰乱指挥体系。

区块链透明开放集体参与的特性契合信息安全共享的军事需求。区块链的任何参与者都是一个权限平等的节点,除各参与者私有信息加密外,数据对所有人透明公开,并基于协商一致的规范和协议,自动安全地验证和交换数据。第二代区块链还引入人工智能判决方式,对网络节点行为进行分析,智能识别网络中潜在的窃密者和攻击者。基于上述特点,区块链应用到军事领域,每一作战单元或平台在可能遭受敌软硬复合攻击的非完全信任网络中,无需依赖第三方认证,即可根据权限随时安全地获取和发布信息,从而从机制上强制打破各军兵种各部门之间的信息壁垒。

区块链运用于作战和军事管理领域

当前,外军已展开对区块链军事应用的积极探索。美国《2018财年国防授权法案》明确要求国防部对区块链技术展开全面研究,美国国防部高级研究计划局(DARPA)开展了利用区块链技术解决复杂战场安全通信问题,以及保护军用卫星、核武器等高度机密数据免受黑客攻击的研究;北约举办区块链创新竞赛,开发军事级区块链相关项目,以提高军事后勤、采购和财务效率,并尝试运用区块链技术开发下一代军事信息系统;俄国防部建立专门研究机构开发区块链技术,以加强网络安全和打击针对关键信息基础设施的网络攻击;以色列军民孵化系统把以色列定位为“区块链创新的热点地区”,等等。从各国军队探索情况看,区块链军事应用大体可分为作战和军事管理两大领域。

在作战领域,区块链的去中心化、可扩展、跨网络分布、强加密等特点,可有效提升作战网络的安全性抗毁性,大大增强作战体系的弹性韧劲。例如,中远程导弹等大型关键武器的指挥信息系统采用区块链技术,通过强化身份认证,确保上级命令可达可信,可有效避免误操作、假命令,并保护武器系统关键数据免受黑客篡改和火力摧毁。区块链有望实现信任机制由个人信任、制度信任向机器信任的转变,对于实现与无人化作战相匹配的“人—机/机—机”新型指挥控制模式具有重要意义。无人集群引入区块链技术,借助其共识机制,可有效杜绝恶意节点冒充或欺骗式网电攻击,保持可靠的互联互通,确保无人集群作战协同的稳定高效。

在军事管理领域,区块链的机器信任机制,可减少军事管理过程中人为因素带来的不确定性、多样性和复杂性。例如,在装备管理领域,基于区块链构建研制方、生产方、使用方共同参与、互为监督的装备信息全寿命管理系统,全程跟踪管理装备设计参数、试验数据、战技状态、维修记录等信息,提高装备管理的效率效益。在后勤保障领域,运用区块链技术管理用户需求、仓储货品、装载运输、配送中转等军事物流链中的重要数据,有助于破解军事物流包装、装卸、运输和拆解等环节面临的组网通信、数据保存和系统维护等难题。在人力资源领域,将军队人员任职经历、奖惩记录等信息以区块链形式存储,可以有效防止档案信息丢失和人为篡改等问题。

正视区块链军事应用的局限与风险

从某种意义上讲,区块链是以牺牲存储空间、访问速度和整体效率来换取数据安全和信任的新型信息技术,主要适用于低频度使用、安全性要求高、时效性较低、数据量较小的军事应用场景。区块链应用于军事领域也有其局限性和一定风险,主要表现在:

高冗余度高能耗难以满足轻量化与扩展要求。区块链每一个节点都必须实时同步全部账本数据,有多少个区块就要存储多少次重复数据,而且随着数据量的增长和新节点的追加,系统冗余度将进一步提高,需要消耗大量的存储资源,这对作战单元或平台终端的存储、计算和通信能力提出很高要求,与装备的轻量化、小型化发展趋势相悖。随着区块链节点数量的扩大,每个节点同步数据而消耗的算力、带宽和能源也会越来越大,节点越多则对后续新增节点的存储要求越高、接入难度越大、同步时间越长、整体运行效率越低,不利于作战体系的大规模按需扩展。

复杂数据同步机制难以满足高频次快速响应要求。区块链中每一次数据修改,都要求系统内所有节点同步更新账本数据,需耗费较长时间,短时间内如果操作过于频繁,就会占用大量带宽并可能造成网络堵塞。现代战争进入“秒杀”时代,尤其是在战术级和平台级,态势信息更新速度更快,作战单元和平台信息支援申请频次更高,区块链还难以满足这样的实时响应要求。

共识机制和加密算法仍存在一定安全风险。区块链技术应用了大量的密码算法,共识机制安全程度取决于密码算法所基于的数学难题的破解难度。事实上,这些数学难题并非绝对安全,仍然存在被破解的风险。例如,区块链广泛使用的基于椭圆曲线的密码算法,虽然使用经典计算机破解难度非常大,但对于量子计算机来说破解起来则是轻而易举。目前,世界强国正加大力度突破量子计算技术,一旦可靠实用的量子计算机研制成功,目前大多数的区块链技术将失去安全保障。

军事区块链规模较小降低了系统安全性。从区块链技术原理看,除非攻击者同时修改超过51%的节点,才能成功篡改区块链数据。因此,节点数量越多,攻击者篡改破坏区块链的难度就越大。应用于军事领域的区块链,通常节点数量要远小于基于互联网的民用系统。战时面对敌集中大量算力资源发动的大规模网络攻击,仍然有可能被修改超过半数以上节点并成功篡改数据。

采取有力措施推进区块链军事应用

区块链在民用领域除比特币外,目前尚没有非常成熟的应用案例。区块链在军事领域的应用,各国军队更是处于探索阶段,加快推进区块链军事应用,不断拓展其应用广度和深度,可采取以下措施。

加强区块链军事应用的统筹规划。深入开展区块链军事应用的研究论证,细致分析区块链军事应用的优先领域及其必要性、可行性、预期军事效益和可能风险,形成区块链军事应用路线图,并纳入军队建设相关发展规划。区块链部署是集群部署而非单点部署,通常需要跨军种、跨部门、跨领域,应明确应用项目的牵头部门、参与单位、任务分工、工作机制和保障措施等,确保各级在区块链军事应用上协调一致、有序推进。

创新区块链军事应用模式。把握区块链运行机理、技术特点和发展水平,扬长避短,进一步挖掘、细化和拓展区块链的军事应用领域。选取军事物流、人力资源等风险小、见效快的应用领域进行先期试验、联合攻关和试点,探索区块链军事应用的软硬件环境要求、运行规则、配套机制等,形成成熟的模式后全面推开应用。

突破区块链军事应用技术瓶颈。针对军事领域对区块链应用的特殊要求,加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合,弥补区块链性能不足或弱点,提高区块链系统的运行效率。加大共识机制、智能合约、分布式通信与存储等底层技术开发力度,兼顾满足“去中心化”“安全”“性能与效率”三项要求,使区块链系统性能达到军用级标准。

(来源:解放军报

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