【Block Chain】多国推动区块链技术在国防领域的应用

本文在2018年度“国外国防工业与技术重大发展动向”发布稿件基础上更新而成。

近年来，区块链技术在金融、物联网等行业发展迅速，并在国防领域展现出潜在应用价值。2018年4月，美国国家制造科学中心资助美国穆格公司研究区块链技术在国防增材制造领域的应用；7月，俄罗斯国防部宣布组建区块链研究实验室，将区块链技术用于网络攻击识别与关键基础设施保护。2019年7月，美国《国防部数字现代化战略》视区块链为一种可靠技术，将利用其高透明性和安全性进一步加强网络安全。这些进展表明，美欧多国开始部署区块链技术在国防领域的应用。

区块链概念于2008年首次提出，主要应用于金融电子货币领域。区块链技术是利用计算机网络和密码学原理来编程和操作数据的创新型分布式基础架构与计算方式，是非对称加密、分布式组网、智能合约等多种技术的综合。区块链的结构设计使数据完备可追溯，每个区块按时间顺序记录已发生的所有价值交换活动，全网节点各个区块具有时间戳来记账，交易数据都可通过链式结构追本溯源，一笔一笔进行验证；区块链的对等网络技术可实现去中心化，网络资源和服务分散在所有节点，信息传输直接在节点之间进行，无需中间环节的P2P架构耐攻击、高容错，即使个别节点发生故障，整个数据库系统也不受任何影响；区块链的非对称加密和共识算法可实现去信任，在加密和解密过程中分别使用两个密码，若用公钥对数据进行加密，只有对应的私钥才能解密，若用私钥对数据进行签名，也只有对应的公钥能验证签名，因而无需第三方机构对交易进行信用背书。智能合约基于这些可信的、不可篡改的数据，在某个预设条件被触发时自动化执行相应操作。

块链式数据结构

目前，区块链技术在国防领域存在巨大的应用潜力，引起了世界各国的高度关注和探索。

区块链数据的节点验证 确保国防关键信息基础设施网络安全

确保国防关键信息基础设施网络安全。区块链技术创建了去中心化的数字账本系统，即使某个数据中心遭到打击，其余部分也不受影响，可有效抵御数据篡改和黑客攻击。2016年9月，波兰伽罗瓦公司受DARPA资助，审计验证守卫联邦公司研制的“无钥签名基础设施”（KSI）的可靠性。KSI以嵌入式状态隐藏于网络进行监测，能快速检测国防系统面临的高级持续性威胁，能及时跟踪到系统被查看或被篡改的情况。2018年7月，俄罗斯国防部宣布在阿纳帕城镇组建区块链研究实验室，探索开发基于区块链技术的智能系统，检测并抵抗对重要数据库的网络恶意攻击。DARPA近期也试图采用区块链技术创建“不可修复的代码”，收集黑客入侵数据库的情报信息。

推动国防供应链管理透明高效

区块链技术可以创建单一、安全、共享、永久的可审计记录，能够跟踪、审计各供应链和运营合作伙伴的所有交易，使国防供应链、采购和物流系统实现高效的全生命周期管理。2016年4月，美国国防部与北约盟国开始关注区块链技术在国防领域的潜在应用，自动执行智能合约，安全存储敏感文件信息，减少国防合同执行失误和中断现象。2017年6月，美国海军采用区块链技术提高增材制造系统的安全性，记录组件的设计、原型制造、试验、生产到最终处理全流程，方便用户查看任何特定数据，并在组件损坏或生命周期结束时发出警报。2018年4月，美国国家制造科学中心资助穆格公司与ST航空航天公司合作开发基于微软Azure区块链支持的VeriPart分布式交易系统，可对3D打印件进行溯源和质量控制，增强国防部工业智能化的竞争优势，通过智能数字供应链提高作战后勤准备率和杀伤力。12月，美国国土安全部（Department of Homeland Security）表示正寻求使用区块链解决方案加强防范伪造文件的能力，并将向初创公司提供至多80万美元的资助；国防后勤局（Defense Logistics Agency）部队支持改进办公室（CPI）在费城开展的研讨中，以区块链技术为波多黎各飓风玛丽亚所造成的灾害提供援助作为案例，研究该技术应用于灾害情况下的应急响应，改善原材料采购供应链交易流程和物流、驳船运输途中的可见性。

探索复杂战场环境中的弹性通信

基于区块链技术的分布式特性，可以构建广域覆盖、容灾性强、安全性高的通信系统，实现在任意时刻、任意地点的安全通信。2017年5月，美国印第安纳州技术和制造公司受DARPA资助，采用区块链技术为军方开发“不可入侵的消息传递和交易平台”，该平台将信息创建和信息传输分离，确保发送和接收的数据无法破解，实现总部与地面部队、国防部与情报官员之间的安全通信。俄罗斯量子中心和科学院成功测试首个量子区块链系统，该系统采用量子密钥分发形式取代原有私钥结构，将量子密码的防窃听防截获特性应用于区块链网络，能大幅提升区块链网络的防御功能，对现有信号截获、破译和侦收将产生颠覆性影响。2019年7月，作为推动国防部数字现代化战略的一项措施，DARPA正尝试使用区块链技术搭建更高效、更强大、更安全的通信平台，改进任何指挥、控制和通信系统的信息安全传输，并允许工作人员通过分布式账本的渠道进行交易追踪，促进未来各部队与总部之间、情报官员与国防部之间的通信安全。

区块链技术在国防领域的应用仍存在一些问题。在信息安全方面，现有加密技术尚难完全实现高度敏感数据的隐私保护需求。在平台性能方面，现有共识速度和出块效率无法达到武器平台控制的时效性标准。在战术适应方面，全球多个节点同时参与记账是资源高度耗损的过程，难以在大量无线通信终端的电能、带宽受限时进行规模性推广。区块链技术在国防领域的运用目前尚处于起步阶段，将来有可能对武器装备研发、制造、试验、保障等领域产生重要影响，推动国防工业能力大幅跃升，引发军队建设和管理模式的重大变革。

作者：中国电科发展战略研究中心  刘凌旗 彭玉婷

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