区块链,离国防领域的运用有多远?

2019-01-13 08:49:04    来源:中国国防报     作者:朱启超 廉蔺

海淘货品,只要打开购物APP就能看到商品从海外采购到国内配送等重要环节的全链路信息;作者保护作品版权,从版权存证、转载监控到一键维权可一站式完成;募捐完成后,捐赠人完整目睹捐款在什么时候流到哪个账户当中;无需装备交易网站或中介,玩家在游戏道具交易中直接进行交易……不少以前曾幻想过的应用现在因为一个名叫“区块链”的技术而落地成为现实。

区块链作为近年来大热的技术词汇频频出现在大众视野中,被不少人视作前景广阔的颠覆性技术。当将这种具有其去中心化、不可篡改等特性的技术用于国防建设将会产生怎样的效应?又是否应在万众喧嚣时冷静审视其还具有哪些局限性?已在商业领域掀起热潮的区块链技术,距离国防领域的运用还有多远?

引领技术革新,注入创新活力

由于区块链采用了加密的数据存储与处理技术、以数字货币为激励机制、去中心化的网络结构,保证了信息系统及数据的可靠性、可信性和安全性,并可借助大数据、人工智能算法、超级算力等领域的发展,因而呈现出广阔的发展前景。

据世界经济论坛发布的报告,到2025年,全球GDP总量的10%将存储于基于区块链的技术中。展望未来,区块链技术也必将在国防领域带来一场技术革命,在军事网络信息安全、武器装备供应链信息管理、军事物流、军事情报等方面提供可靠、可信、安全的技术支撑。

军事网络信息安全的防卫者

顶尖的黑客非法侵入军事网络信息系统,清理权限日志,以隐藏非法访问设备的痕迹;新的网络病毒改变数据或软件代码,造成类似“震网”病毒式的物理系统破坏……这些都是随着网络攻击手段翻新和攻击频度增加,各国的战略武器系统面临着的网络攻击威胁。

若在国防领域运用区块链技术,由于其可以永久记录数据库的动态,系统中各个组件的配置都可以被记录在案、保护在数据库中并被持续监控。任何配置的任意非法更改,几乎可以被系统立即检测到,将有效防止黑客入侵,且可以将网络日志分布在多个设备之间,使受到攻击的风险最小化。

事实上,一些国家已经看到区块链应用于军事网络信息安全方面的潜力。2017年12月,美国总统特朗普批准的7000亿美元国防支出法案,其中就包括授权进行基于区块链的网络安全应用的研究。俄罗斯国防部认为区块链将有助于军队追踪黑客攻击的来源,并提高数据库的总体安全性,并在俄罗斯时代科技园建立相应的研究实验室。北约也在探索使用区块链技术开发下一代军事系统,以实现北约网络防御平台的智能化。

军事数据管理的防假利器

区块链的分布式存储有效降低了数据集中管理的风险,为其在国防领域的应用开辟了广阔空间。

拿武器装备数据管理来说,其从立项论证、研制生产、交付服役到退役报废,需要对全寿命周期内的设计方案、试验结果、战技状态等大量数据资料进行记录备案。目前通常采用纸质或电子媒介,这种传统存储管理方式存在档案数据易丢失损坏、转移交接困难、缺乏有效监管等弊端。如果引入区块链技术,让上级主管部门、装备管理部门和装备使用方,甚至装备生产厂家都参与到装备战技状态的更新与维护环节中,形成一个分布的、受监督的档案登记网络,各方均保存一个完整的档案副本,将能有效解决上述几个问题,提高档案的安全性、便利性和可信度。

此外,区块链技术还可以用于军事人力资源管理,通过区块链记录每个军事人员的任职履历,形成无法篡改的个人电子档案,从技术上彻底解决传统军事人力资源管理系统存在的问题和积弊。

军事物流管理的智能链条

区块链技术可以有效解决智能化军用物流包装、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。

军事物流系统中,人和物动态、自主组网,构成一个去中心化的对等网络,无需中心服务器,分布式的网络结构可提高物流系统的生存能力;接入网络的节点之间可以直接或以中继方式进行通信,实现信息自由交互;用户需求、仓储货品、装载运输、配送中转等物流链条中的重要数据信息,将统一保存各区块中,信息安全系数也将大幅提升;区块链的维护接受全网节点监督,个别节点的非法操作不仅会遭到大多数节点拒绝和抵制,而且会降低自身信誉级别,以保证系统有序高效运转。

可以预见,区块链技术与供应链管理、智能交通等技术的集成应用和服务创新,将为未来智能化军用物流甚至军用物联网提供更强大的解决方案。近日,美国国防部委托美国国家制造科学中心和穆格公司,资助开发一个基于区块链的分布式交易系统,使国防部能够在安全的环境中,评估区块链技术对武器装备老旧零部件增材制造和智能数字化供应链流程的适应性。穆格公司变革性技术业务部总监詹姆斯·雷根诺表示,智能数字供应链的建立将有助于减少作战人员的后勤负担,提高战备能力和杀伤力。

当然,区块链技术的独特优势还可为国防和军事信息资源管理提供新的解决方案。并且,随着人工智能技术在算法创新、算力提升、数据挖掘等方面的快速进步,区块链技术将展现出更加广阔的应用前景,在数据、网络、激励、应用等各个层面为军事智能化注入新的活力,带来国防领域技术革新。

不是万能技术,多些审慎思考

近年来,随着数字货币的持续走热,作为底层支撑技术的区块链也逐渐升温,可信认证、资产监管、数据保护等大量的应用场景出现。在国防领域,区块链应用研究也开始见诸报端,美俄等国均开始国防领域的区块链布局。

但在热度之下,区块链技术要真正在国防领域获得推广应用,从短期来看,尚存在诸多困难亟待破解。

信息管控同去中心化存在矛盾

网络规模和信息管控是区块链技术用于国防领域面临的两难选择。一方面,区块链应用需运行在去中心化的对等网络之上,一定数量的网络节点是系统运行的基本前提,通常而言,网络节点规模越大,区块链就越不容易被操控或攻破,系统也就越安全越可靠。

另一方面,大部分军事信息通常具有密级,要求在一定范围内可控,尽管可以使用非对称加密技术获得较强的信息安全性,但仍然面临信息密级与承载网络密级之间不适配的问题。

此外,在对等网络中,没有中心服务器的概念,节点之间点对点即可完成事务处理,信息流转是自主分散的,区块链应用面临着信息自由交互与集中监管控制之间的矛盾。信息管控难题的根源是区块链技术去中心化的特质,相关应用落地要符合国防领域的现行制度和政策,操作处理难度大。

工作效率难以适应国防需求

区块链技术成功解决了无信任世界里的共识形成问题,但以牺牲工作效率为代价,响应速度与容量远远无法比拟现有的中心化系统。

一般而言,达成区块共识需要经历“竞争-验证-同步-竞争”的循环过程,“竞争”即要求区块链上的节点付出成本进行自证以获取记账权,“验证”则是执行校验反馈确认信息可信,“同步”则为同步更新本地数据副本,整个过程繁琐耗时。对于信息要求实时传送的国防及军事应用,目前的区块链技术面临性能瓶颈。

处理容量方面,当前主流区块链技术每秒钟的吞吐量大概从几个到几百个,数据写入区块链,最少要等待10分钟,所有节点都同步数据,则需要更多的时间,尚无法满足高并发应用需求。以比特币系统为例,达成一次共识的循环周期约为10分钟,每秒钟最多处理7笔交易。因此,当前区块链技术的性能与现有主流中心化应用能够达到的毫秒级响应速度及每秒万级的处理容量相差甚远,难以满足国防领域的特殊战技指标要求。

竞争机制尚存在安全隐患

区块链技术通过提高竞争过程中的经济成本,使作恶所得收益小于投入来过滤不可信节点。在大多数应用场景中,这种方法被证明是有效的。但近年来,区块链安全事件的频发也不得不引发对这种竞争机制的担忧。

如2018年5月,比特币黄金(BTG)遭遇51%双花攻击,损失1860万美元。其原因为比特币只认最长的链,有不明人士掌握全网51%以上算力之后,抢先完成一个更长的、伪造交易的链。伪造的交易得到所有节点的认可,从而弄假成真。

在国防领域尤其是比较敏感的军事应用中,也可能出现不计成本代价且数量占优的恶意节点群,干扰或破坏该军事区块链应用系统的正常运转,这值得我们审慎对待和深入思考。

新体系同传统体系存在兼容难题

在现有的中心化体系下,新兴的区块链应用融入国防体系尚存在兼容问题。

开发一种区块链应用系统并挂载到现有的国防体系中,评估区块链系统是否发挥效能,主要依据两个事实:一是区块链系统与现有体系能否兼容并形成局部与整体的协作关系,如区块链系统与现有体系完成接口对接、指令响应及信息传递情况;二是区块链系统对现有国防体系的能力提升情况,如补齐现有体系的短板。

在中心化的国防体系环境中,完成去中心化区块链系统的部署,需要解决两种不同理念的互斥难题,面临的不仅是结构性上的冲突,甚至是体制性上的障碍,即便能够实现二者的兼容与协作,但体系整体性能的提升则高度依赖要素间的无缝协作,这将是一个体系重塑的蜕变过程。

当前,区块链正处于风口之中,有人认为区块链无所不能,有人进行投机炒作。我们应清醒地认识到,区块链仍处于技术发展的初期阶段,存在不少性能短板甚至缺陷,更不是什么万能技术。本文探讨区块链技术在国防领域应用中面临的难题,不是对这项前沿技术的否定,而是要以理性的态度直面难题,分析从技术到应用需要突破的障碍,在技术热度下给予一些审慎思考。

   关键词: 区块链 国防
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