區(qū)塊鏈如何影響現(xiàn)代軍事
引 言
當(dāng)前,區(qū)塊鏈已成為與人工智慧、量子資訊、物聯(lián)網(wǎng)同等重要,並可能産生顛覆性影響的新一代資訊技術(shù),是“一座未探明儲量的金礦”。同其他新興技術(shù)産生後必然運用於軍事領(lǐng)域一樣,近年來世界發(fā)達國家軍隊紛紛探索區(qū)塊鏈的軍事應(yīng)用,以期在新一輪軍事革命大潮中佔據(jù)先機。為此,應(yīng)科學(xué)預(yù)判區(qū)塊鏈對軍事領(lǐng)域可能産生的衝擊和影響,挖掘區(qū)塊鏈的軍事應(yīng)用潛力,做好“區(qū)塊鏈+軍事”的大文章,為提升軍隊資訊化、智慧化水準注入強勁動力。
區(qū)塊鏈技術(shù)特性契合特定軍事需求
區(qū)塊鏈技術(shù),是在一個由相互缺乏信任的節(jié)點組成的網(wǎng)路環(huán)境中,通過“競爭—驗證—同步—競爭”的動態(tài)迴圈,解決各節(jié)點如何達成可信共識的問題,最終成為允許個體不經(jīng)過第三方認證而開展有效可信合作的新型技術(shù)平臺。通俗地講,區(qū)塊鏈是一個“分佈式賬本”,每個節(jié)點都可以顯示總賬、維護總賬,而且不能篡改賬本。區(qū)塊鏈由此所體現(xiàn)的技術(shù)特性,恰好可以滿足軍事領(lǐng)域的一些特定需求。
區(qū)塊鏈去中心化的特性契合抗毀生存的軍事需求。區(qū)塊鏈採取分佈式核算和存儲,不依賴第三方管理機構(gòu),每一節(jié)點都存儲著完整的數(shù)據(jù)備份,一個節(jié)點出現(xiàn)問題,其他節(jié)點會繼續(xù)數(shù)據(jù)的更新和存儲,從理論上講只要有一個節(jié)點存在,就能保證全部資訊不會丟失?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭對抗愈加激烈,指揮機構(gòu)、通信樞紐及其存儲的關(guān)鍵資訊,亟需採取類似區(qū)塊鏈這種可靠的去中心化技術(shù)分散部署,以避免在敵精確打擊下被“一鍋端”。
區(qū)塊鏈可追溯不可篡改的特性契合作戰(zhàn)指揮的信任需求。區(qū)塊鏈在構(gòu)建時就假定網(wǎng)路中各節(jié)點不是完全可信的,從底層上被設(shè)計用於在競爭性、不可靠的網(wǎng)路環(huán)境中運作維護數(shù)據(jù)。它運用獨特的共識機制,依靠非對稱加密演算法完成信用擔(dān)保,數(shù)據(jù)改寫過程全程可追溯,惡意攻擊者除非同時修改超過51%的節(jié)點,才可能篡改破壞資訊,而這在實際中很難做到。軍隊指揮員的命令具有很強的權(quán)威性,採取類似區(qū)塊鏈共識機制,既可以完整記錄各級指揮員下達的命令,便於出現(xiàn)指揮失誤時追究指揮責(zé)任,同時也可避免敵採取各種資訊插入手段發(fā)佈假命令,擾亂指揮體系。
區(qū)塊鏈透明開放集體參與的特性契合資訊安全共用的軍事需求。區(qū)塊鏈的任何參與者都是一個許可權(quán)平等的節(jié)點,除各參與者私有資訊加密外,數(shù)據(jù)對所有人透明公開,並基於協(xié)商一致的規(guī)範和協(xié)議,自動安全地驗證和交換數(shù)據(jù)。第二代區(qū)塊鏈還引入人工智慧判決方式,對網(wǎng)路節(jié)點行為進行分析,智慧識別網(wǎng)路中潛在的竊密者和攻擊者?;渡鲜鎏攸c,區(qū)塊鏈應(yīng)用到軍事領(lǐng)域,每一作戰(zhàn)單元或平臺在可能遭受敵軟硬複合攻擊的非完全信任網(wǎng)路中,無需依賴第三方認證,即可根據(jù)許可權(quán)隨時安全地獲取和發(fā)佈資訊,從而從機制上強制打破各軍兵種各部門之間的資訊壁壘。
區(qū)塊鏈運用於作戰(zhàn)和軍事管理領(lǐng)域
當(dāng)前,外軍已展開對區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的積極探索。美國《2018財年國防授權(quán)法案》明確要求國防部對區(qū)塊鏈技術(shù)展開全面研究,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)開展了利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決複雜戰(zhàn)場安全通信問題,以及保護軍用衛(wèi)星、核武器等高度機密數(shù)據(jù)免受駭客攻擊的研究;北約舉辦區(qū)塊鏈創(chuàng)新競賽,開發(fā)軍事級區(qū)塊鏈相關(guān)項目,以提高軍事後勤、採購和財務(wù)效率,並嘗試運用區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)下一代軍事資訊系統(tǒng);俄國防部建立專門研究機構(gòu)開發(fā)區(qū)塊鏈技術(shù),以加強網(wǎng)路安全和打擊針對關(guān)鍵資訊基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)路攻擊;以色列軍民孵化系統(tǒng)把以色列定位為“區(qū)塊鏈創(chuàng)新的熱點地區(qū)”,等等。從各國軍隊探索情況看,區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用大體可分為作戰(zhàn)和軍事管理兩大領(lǐng)域。
在作戰(zhàn)領(lǐng)域,區(qū)塊鏈的去中心化、可擴展、跨網(wǎng)路分佈、強加密等特點,可有效提升作戰(zhàn)網(wǎng)路的安全性抗毀性,大大增強作戰(zhàn)體系的彈性韌勁。例如,中遠端導(dǎo)彈等大型關(guān)鍵武器的指揮資訊系統(tǒng)採用區(qū)塊鏈技術(shù),通過強化身份認證,確保上級命令可達可信,可有效避免誤操作、假命令,並保護武器系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)免受駭客篡改和火力摧毀。區(qū)塊鏈有望實現(xiàn)信任機制由個人信任、制度信任向機器信任的轉(zhuǎn)變,對於實現(xiàn)與無人化作戰(zhàn)相匹配的“人—機/機—機”新型指揮控制模式具有重要意義。無人集群引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),借助其共識機制,可有效杜絕惡意節(jié)點冒充或欺騙式網(wǎng)電攻擊,保持可靠的互聯(lián)互通,確保無人集群作戰(zhàn)協(xié)同的穩(wěn)定高效。
在軍事管理領(lǐng)域,區(qū)塊鏈的機器信任機制,可減少軍事管理過程中人為因素帶來的不確定性、多樣性和複雜性。例如,在裝備管理領(lǐng)域,基於區(qū)塊鏈構(gòu)建研製方、生産方、使用方共同參與、互為監(jiān)督的裝備資訊全壽命管理系統(tǒng),全程跟蹤管理裝備設(shè)計參數(shù)、試驗數(shù)據(jù)、戰(zhàn)技狀態(tài)、維修記錄等資訊,提高裝備管理的效率效益。在後勤保障領(lǐng)域,運用區(qū)塊鏈技術(shù)管理用戶需求、倉儲貨品、裝載運輸、配送轉(zhuǎn)機等軍事物流鏈中的重要數(shù)據(jù),有助於破解軍事物流包裝、裝卸、運輸和拆解等環(huán)節(jié)面臨的組網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)保存和系統(tǒng)維護等難題。在人力資源領(lǐng)域,將軍隊人員任職經(jīng)歷、獎懲記錄等資訊以區(qū)塊鏈形式存儲,可以有效防止檔案資訊丟失和人為篡改等問題。
正視區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的局限與風(fēng)險
從某種意義上講,區(qū)塊鏈是以犧牲存儲空間、訪問速度和整體效率來換取數(shù)據(jù)安全和信任的新型資訊技術(shù),主要適用於低頻度使用、安全性要求高、時效性較低、數(shù)據(jù)量較小的軍事應(yīng)用場景。區(qū)塊鏈應(yīng)用於軍事領(lǐng)域也有其局限性和一定風(fēng)險,主要表現(xiàn)在:
高冗余度高能耗難以滿足輕量化與擴展要求。區(qū)塊鏈每一個節(jié)點都必須實時同步全部賬本數(shù)據(jù),有多少個區(qū)塊就要存儲多少次重復(fù)數(shù)據(jù),而且隨著數(shù)據(jù)量的增長和新節(jié)點的追加,系統(tǒng)冗余度將進一步提高,需要消耗大量的存儲資源,這對作戰(zhàn)單元或平臺終端的存儲、計算和通信能力提出很高要求,與裝備的輕量化、小型化發(fā)展趨勢相悖。隨著區(qū)塊鏈節(jié)點數(shù)量的擴大,每個節(jié)點同步數(shù)據(jù)而消耗的算力、頻寬和能源也會越來越大,節(jié)點越多則對後續(xù)新增節(jié)點的存儲要求越高、接入難度越大、同步時間越長、整體運作效率越低,不利於作戰(zhàn)體系的大規(guī)模按需擴展。
複雜數(shù)據(jù)同步機制難以滿足高頻次快速響應(yīng)要求。區(qū)塊鏈中每一次數(shù)據(jù)修改,都要求系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點同步更新賬本數(shù)據(jù),需耗費較長時間,短時間內(nèi)如果操作過於頻繁,就會佔用大量頻寬並可能造成網(wǎng)路堵塞?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭進入“秒殺”時代,尤其是在戰(zhàn)術(shù)級和平臺級,態(tài)勢資訊更新速度更快,作戰(zhàn)單元和平臺資訊支援申請頻次更高,區(qū)塊鏈還難以滿足這樣的實時響應(yīng)要求。
共識機制和加密演算法仍存在一定安全風(fēng)險。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用了大量的密碼演算法,共識機制安全程度取決於密碼演算法所基於的數(shù)學(xué)難題的破解難度。事實上,這些數(shù)學(xué)難題並非絕對安全,仍然存在被破解的風(fēng)險。例如,區(qū)塊鏈廣泛使用的基於橢圓曲線的密碼演算法,雖然使用經(jīng)典電腦破解難度非常大,但對於量子電腦來説破解起來則是輕而易舉。目前,世界強國正加大力度突破量子計算技術(shù),一旦可靠實用的量子電腦研製成功,目前大多數(shù)的區(qū)塊鏈技術(shù)將失去安全保障。
軍事區(qū)塊鏈規(guī)模較小降低了系統(tǒng)安全性。從區(qū)塊鏈技術(shù)原理看,除非攻擊者同時修改超過51%的節(jié)點,才能成功篡改區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。因此,節(jié)點數(shù)量越多,攻擊者篡改破壞區(qū)塊鏈的難度就越大。應(yīng)用於軍事領(lǐng)域的區(qū)塊鏈,通常節(jié)點數(shù)量要遠小于基於網(wǎng)際網(wǎng)路的民用系統(tǒng)。戰(zhàn)時面對敵集中大量算力資源發(fā)動的大規(guī)模網(wǎng)路攻擊,仍然有可能被修改超過半數(shù)以上節(jié)點並成功篡改數(shù)據(jù)。
採取有力措施推進區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用
區(qū)塊鏈在民用領(lǐng)域除比特幣外,目前尚沒有非常成熟的應(yīng)用案例。區(qū)塊鏈在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,各國軍隊更是處於探索階段,加快推進區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用,不斷拓展其應(yīng)用廣度和深度,可採取以下措施。
加強區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的統(tǒng)籌規(guī)劃。深入開展區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的研究論證,細緻分析區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的優(yōu)先領(lǐng)域及其必要性、可行性、預(yù)期軍事效益和可能風(fēng)險,形成區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用路線圖,並納入軍隊建設(shè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。區(qū)塊鏈部署是集群部署而非單點部署,通常需要跨軍種、跨部門、跨領(lǐng)域,應(yīng)明確應(yīng)用項目的牽頭部門、參與單位、任務(wù)分工、工作機制和保障措施等,確保各級在區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用上協(xié)調(diào)一致、有序推進。
創(chuàng)新區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用模式。把握區(qū)塊鏈運作機理、技術(shù)特點和發(fā)展水準,揚長避短,進一步挖掘、細化和拓展區(qū)塊鏈的軍事應(yīng)用領(lǐng)域。選取軍事物流、人力資源等風(fēng)險小、見效快的應(yīng)用領(lǐng)域進行先期試驗、聯(lián)合攻關(guān)和試點,探索區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用的軟硬體環(huán)境要求、運作規(guī)則、配套機制等,形成成熟的模式後全面推開應(yīng)用。
突破區(qū)塊鏈軍事應(yīng)用技術(shù)瓶頸。針對軍事領(lǐng)域?qū)^(qū)塊鏈應(yīng)用的特殊要求,加快區(qū)塊鏈和人工智慧、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿資訊技術(shù)的深度融合,彌補區(qū)塊鏈性能不足或弱點,提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)的運作效率。加大共識機制、智慧合約、分佈式通信與存儲等底層技術(shù)開發(fā)力度,兼顧滿足“去中心化”“安全”“性能與效率”三項要求,使區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能達到軍用級標準。
(作者單位:軍事科學(xué)院戰(zhàn)爭研究院)
相關(guān)連結(jié)
2008年11月1日,日裔美國人中本聰發(fā)表題為《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的論文,首次提出區(qū)塊鏈理念。2009年,中本聰創(chuàng)建第一個區(qū)塊,即“創(chuàng)世區(qū)塊”。自誕生至今,區(qū)塊鏈技術(shù)在短短十年內(nèi)取得長足發(fā)展,目前已有比特幣、乙太坊等多個公共區(qū)塊鏈開發(fā)與應(yīng)用平臺,並向數(shù)字金融、數(shù)字資産交易、供應(yīng)鏈管理、物聯(lián)網(wǎng)、智慧財産權(quán)保護、智慧製造和食品藥品追溯等領(lǐng)域拓展應(yīng)用。
區(qū)塊鏈具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特點,這些特點為區(qū)塊鏈帶來諸多潛在應(yīng)用領(lǐng)域。例如,區(qū)塊鏈“不可篡改”的特點,為經(jīng)濟社會發(fā)展中的“存證”難題提供了解決方案。區(qū)塊鏈“分佈式”的特點,可以打通部門間的“數(shù)據(jù)壁壘”,實現(xiàn)資訊和數(shù)據(jù)共用。與中心化的數(shù)據(jù)存儲不同,區(qū)塊鏈上的資訊都會通過點對點廣播的形式分佈于每一個節(jié)點,通過“全網(wǎng)見證”實現(xiàn)所有資訊的“如實記錄”。區(qū)塊鏈的“共識機制”,能夠解決資訊不對稱問題,真正實現(xiàn)從“資訊網(wǎng)際網(wǎng)路”到“信任網(wǎng)際網(wǎng)路”的轉(zhuǎn)變。區(qū)塊鏈通過“智慧合約”,能夠?qū)崿F(xiàn)多個主體之間的協(xié)作信任,從而大大拓展人類相互合作的範圍和深度。
總之,區(qū)塊鏈通過創(chuàng)造信任來創(chuàng)造價值,使得人類信任第一次可以通過數(shù)學(xué)原理來創(chuàng)建,而非通過中心化的信用機構(gòu)來擔(dān)保。