【智库声音】外军区块链军事化应用研究

来源:知远战略与防务研究所

【导读】区块链是一项可能产生颠覆性影响的新一代信息技术。近年来,随着对区块链技术认知的不断加强,美国、俄罗斯、北约、韩国等世界主要军事强国与组织纷纷对区块链军事化应用加紧研究,并开始在通信、网络、装备、后勤、信息管理、技术融合等领域着手构建实验性区块链网络,以期积累经验,在新一轮军事变革中占据先发优势。

本文原题《区块链技术的军事化应用前景》,为知远所内部交流文章,文章综合大量外文资料,对区块链的基本涵义、功能特性、军事应用潜在价值进行简要论述,对外军区块链军事化应用现状进行要情梳理,同时对区块链的发展前景进行了初步思考。

【智库声音】外军区块链军事化应用研究

区块链(BlockChain)被称之为第五次技术革命,是一种可能具有颠覆性影响的新一代信息技术,从其产生便决定了其必将应用于军事领域。近年来,随着对区块链的认知不断深入,美国、俄罗斯、北约、韩国等国家和组织的防务部门纷纷加速区块链军事化应用研究和开发实验。其中美军早在2016年就开始研究区块链的潜力,对将其融合到一些军事行动中特别感兴趣。1在美国政府问责办公室发布的《 2018-2023年战略计划》中,美国官方将区块链列为有潜力改变社会的五种新兴技术之一,2并着手研究如何利用这项新技术保持美军的军事优势。毋庸讳言,未来区块链将在军事领域发挥更大的作用,甚至可能成为标准化军事行动的组成部分。

区块链的基本涵义

关于区块链的涵义,美国陆军网站在文章中这样表述:区块链技术是一种经数字签名和时间标记的数据集,这些数据以链式结构进行发布和链接,允许多个用户在多个网络位置通过设定的安全算法,可以同时发布多个数据,避免数据伪造风险。在区块链上发布的数据只有一种版本,所有用户都拥有一个相同的副本,可以单独查看并确认交易的真实性,而不能更改此前经过验证的数据。3

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根据基本涵义,对区块链的基本解析就是它是按照预先定义的逻辑、历史、安全和不可变方式,对信息进行组和存储,所记录和存储的数据并非存在中央服务器的数据库中,而是经过加密后在相关网络的每个节点产生一个副本,形成一个体量巨大、分散记账、数据信任、可对等共享的分布式数据库。因此,区块链可以被看作是一个“巨大的文件”4,能够存储数据,所存储的数据通过加密后进行分类记账,确保数据的机密性和完整性。此外,它也可以被定义为一种技术协议,允许在分散的网络环境中与基于信任的用户进行数据共享,而不需要中央部门的批准或控制,其被设计成注册表的形式来保存数字数据或所有操作,一旦数据被注册到区块链内,就很难进行更改。5

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基于区块链去中心化分散控制的关键武器系统

区块链军事化应用研究的主要领域

由于区块链所具有的技术特性和构架优势,国外军事防务专家认为基于区块链开发的代码不易受到攻击,安全可靠,最适合在军事领域应用。6目前,美、俄、欧盟等已着手对区块链军事化应用进行研究,通信、网络、装备、后勤、新型作战等多个领域进行探讨和实验。美国更是将区块链作为保持军事优势的一个重要选项,国防部计划利用区块链对美军的作战平台、通信、网络、关键装备进行保护,对军事装备和物资进行高效的全流程管理。

军事通信与情报安全

通信与情报安全是执行任何军事行动的核心,任何军事组织,特别是在战争时期,最基本的要求之一是能够安全地在各单位之间进行通信。7为了保证通信和情报安全,至少从2019年起,美国国防部就一直在探索区块链技术,原因之一就是区块链去中心化、不可伪造、分布式、加密的技术特点为解决军事领域内存在的问题提供了办法,降低了通信和情报被窃取的可能,敌方和黑客窃取信息不得不花费更多的资源。

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2019年7月美国国防部发布了《国防部数字现代化战略》报告,将其列为国防部优先发展的技术之一,探讨了美国如何努力“推进数字环境,以在现代战场为联合部队提供竞争优势”8。国防高级研究计划局(DARPA)希望用区块链技术创建一个“更高效、更健康和更安全的多功能通信应用平台”,允许信息进行安全传输,既可以保障国防部与情报官员之间的通信,也可以保障作战部队与上级司令部之间的安全通信。

2020年2月,美国空军与Fluree区块链公司签订了一份合同,该公司将利用区块链技术,为空军开发指挥与控制通信系统。9根据合同,美国空军将与Fluree公司共同合作,利用开发的平台,为美国国防部及全球盟友伙伴提供多域指挥与控制(MCC 2)作战能力。10同年2月,美国海军将一份价值950万美元的合同授予Simba区块链公司,委托该公司为海军信息战系统司令部部署一个基于区块链的、安全的信息传输与交换平台,目的是使舰船和飞机能够更好地进行通信,最终实现数据共享和信息溯源,确保信息来源正确且没有被篡改。11而在此前,Simba区块链公司已经与美国国防部在相关领域进行了合作。

北约对区块链的军事应用也在加紧筹划。2016年北约通信与信息局(NCI)举办创新竞赛,将“区块链军事应用”列为其中之一,希望借助区块链解决跨国通信等问题,促进北约29个成员国更好地进行合作。122018年4月,北约宣布当年为创新解决方案年,“目的是加快利用现代化转型技术,满足北约在C4ISR和网络方面的需求”,13为此北约正寻找可以推进区块链军事应用方面的初创企业。

此外,据塔斯社报道,俄罗斯国防部正在开发基于分散技术的加密算法,它们将用于部队之间的情报交流。

网络安全与数据管理

随着网络的迅速普及和新兴技术(诸如人工智能、机器学习、机器人、无人体系等)的迅速发展,各国军队越来越依赖及时准确的网络数据和安全稳定的网络环境。然而,技术发展也使各国的军事网络在数字空间受到严峻挑战。

2013年,五角大楼国防科学委员会对美国国防网络抵御攻击能力进行重要研究,认为军方的网络系统是脆弱的。美国在其国家安全战略中也认为,美国的军事网络正不断遭受敌对国家和黑客组织的攻击威胁。因此,美国军界、政界和商界希望利用区块链技术,保护美国军事网络和数据安全。

美国价值技术基金会创始人杰森・布雷特称:“网络战可能已成为美国国家安全的最大的威胁,当前美国比以往任何时候都需要进行物质投入,对防御技术进行研究开发,比如区块链技术。”14作为对《2018年国防授权法案》补充解释,美国国防部曾向国会提交了一份关于区块链研究的概要性报告,论述了区块链在军事网络安全中的意义和价值。2020年3月,包括IBM、亚马逊、Accenture、Deloitte和CGI Federal在内的众多美国国防部承包商联合撰写了一份长篇报告--《美国国防部对区块链的潜在利用》,重点探讨了区块链未来的影响力,同时指出中国和俄罗斯正在快速发展区块链技术,建议美国国防部利用区块链技术保护军事数据免受网络攻击。15

2020年5月,美国国防部授予了Simba区块链公司一份价值20万美元的合同,要求该公司基于区块链技术,对国防部450万份研究文件报告和4000名用户进行管理,以提高其安全性、融合性和可审计性。美国国防部还表示,如果Simba成功开发了该系统,将继续授予其100万美元的第二阶段合同。

俄罗斯也非常重视区块链军事应用方面的研究。2018年俄罗斯国防部宣布,俄罗斯军事技术促进机构--ERA建立了一个防范网络威胁实验室,研究区块链能否识别和防止网络攻击行为,并对关键基础设施进行保护。16该实验室的首要任务之一,是建立一个基于区块链技术的安全平台,发现隐蔽的网络入侵者,追踪网络攻击的痕迹,防止黑客对其重要数据库和武器系统进行网络攻击,同时利用区块链技术使网络攻击行为变得更加困难。

此外,爱沙尼亚虽然是一个综合实力较弱的国家,但在2007年遭受大规模的网络攻击后,从2012年开始,就一直基于区块链,对数字安全技术进行持续投资和研究,以确保其网络系统安全。

军事装备与后勤物资指挥管理

目前,相对于其它军事领域,装备与后勤在区块链军事化应用中处于领先位置。在这两个领域,区块链的优势是可以全面及时掌握装备与物资的数量、质量、分配、部署等情况,提高交付速度、安全性,可追溯性、并能够降低管理成本。未来,基于区块链技术构建的“综合保障资源链”,能够嵌入整个作战指挥链,各作战部队、装备、后勤等部位在各个网络节点及时对装备和物资信息进行采集、上传、管理、更新,指挥员可以同步掌握保障物资的动态变化情况,及时对装备和后勤物资进行采购、补给、调配,能够更加科学迅捷地制订和调整作战计划,满足作战需求。

早在2015年,美国就发布了一份报告,指出了美国军队现有后勤体系的所有弱点,认为利用区块链可以消除这些漏洞。尤其在美军的主要战略方向――亚太地区,认为“高效率的后勤链将是作战任务成功的一个关键组成部分”。因此, 2018年美国国防后勤局(DLA)就区块链如何提高快速增援能力和人员、装备的流动效率进行了研究。17同时,美军也探讨战场上食品安全和医疗健康问题,希望利用区块链技术,建立军人健康数据共享平台,掌握官兵健康状况,提高治愈效率;希望对食品供应链进行跟踪,预防爆发与食物有关的疾病;同时希望对重要的和对温度敏感作战物资进行跟踪,比如药品、食品,可以进行更加有效的管理。

在武器系统和军事装备制造领域,美军认为区块链可以密切跟踪单个零部件的来源,确保所有军事装备的零部件和子系统真实可信并能满足美军要求。而且尤为重要的是,通过区块链,美军能够防止其国防供应链被篡改或者被破坏,发现和禁止不合规的供应商以某种方式进入该供应链。2018年美国海军航空系统司令部(NAVAIR)与印第安纳科技制造公司(ITAMCO)开展了数据链合作研发协议,该项目的重要目的是对F-18“大黄蜂”多功能战斗机的零部件进行全寿命周期追溯,改变传统的数据信息人工记录模式,采取自动化流程,进行合同验证、装备采购、物流跟踪、质量管理、智能分配等全流程管理,同时通过智能化底层协议,对材料和物流进行管理,确保外国制造商没有参与制造任何材料,避免敌对国家进入供应链。182019年,美国空军与Simba公司签订合同,为其开发可追溯飞机零部件的区块链技术,帮助验证战场中飞机零部件的3D打印数据。与此同时,美国国防部也正在进行区块链项目,以保护其芯片不被篡改。此外,美国空军正在与Xage公司合作,以保护空军物联网和其他军事设备。

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北约认为,将区块链应用于后勤和采购领域,能够对物资与供给情况进行管理和记录,核查登记所有的财务往来,提高北约的作战与保障效能。2016年,北约通信与信息局在举办创新竞赛时即呼吁在后勤、采购、财务以及“军方感兴趣的其他应用”方面使用区块链。20近年来,北约开始在军事后勤、采购和财务管理方面更广泛地使用区块链,据称Maersk和BlockFreight两家公司已经在为北约开发后勤区块链。

2019年7月,韩国国防采购计划管理局(DAPA) 宣布与国防科学研究所、国防技术质量局、韩国国防工业促进会等机构进行合作,为武器部门建立一个可互操作的区块链系统。

韩国武器采购部门希望通过区块链分布式分类账技术(DLT),跟踪装备物资的整个招投标过程,为军事管理创造一个更加透明和公平的平台;同时,武器采购部门也计划将涉及弹药运输和交付的敏感文件一起由区块链技术进行管理,防止国防业务数据受到黑客非法入侵,同时可以为采购计划管理局提供真实可信的数据。

重要武器系统的保护完善

2018年,美国政府问责局(GAO)操作测试发现,美国国防部(DOD)在86个处于开发状态的重要武器系统中发现漏洞。2018年1月伦敦皇家国际事务研究所在一份报告中警告称,美国、英国和其他国家的核武器系统越来越容易受到攻击。22此外,美国、日本、西班牙等国战舰配备的“宙斯盾”战斗系统也引起了美军的担忧,认为该系统虽然融合集成了导弹发射器、鱼雷发射器、防空发射器、侦察传感器等各种平台与技术,能够利用复杂的雷达系统和强大的计算机瞬间做出打击决策,但该系统过于集成化和中心化,战时如果发生故障或遭到打击将是非常致命的。

鉴于以上这些威胁,美军认为需要采取一种全新的方法解决重要武器平台存在的弱点,并相信区块链可以弥补这些不足,能够为美国国防武器系统管理提供一个新的范例。因此,美军正考虑利用区块链技术,通过将加密计算能力分散到多个节点,优化核武器、“宙斯盾”等重要武器平台的控制系统,为其提供一个安全的、分散的数据环境和自动化智能协议,消除存在的潜在威胁。众所周知的是,2016年美国国防部高级研究计划局即开始研究区块链,以保护其各种武器数据,其中包括可以发射核弹头的洲际弹道导弹的代码。23

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无人机、智能防空作战等领域

近几年来,无人机已逐渐成为军事发展的主流之一,美国、俄罗斯、以色列等国都在大力发展军用无人机,用于执行侦察、预警、空袭等多样化任务,同时保护军事人员不必进入充满威胁的战场。然而,到目前为止,无人机仍然需要人工进行远程操作,无人机蜂群作战更是众多国家面对的重要课题。

但是,人工智能和区块链与无人机技术的融合,为区块链军事应用创造了巨大的可能性。24美军研究认为,区块链技术可以为无人机蜂群提供一种安全机制,对群内通信与协调进行保护。在这个集体而又分散式的作战管理系统中,每个无人机都是一个独立的节点,不间断地记录所收集的数据,实时记录无人机的飞行状态,并将这些信息安全地同步存储于各个网络节点上。虽然每架无人机仅是一个独立执行任务的分散网络节点,但由于嵌入了区块链技术,即使被摧毁,其收集的数据仍然被记录在其它无人机节点上,可以供军事指挥人员和情报分析人员共享和决策使用。同时,借助区块链共识机制,还可以杜绝恶意节点进行身份伪装或发动欺骗式网电攻击。更具发展潜力的是,美军认为将区块链和人工智能技术一起用于无人机作战,既能对电子数据、实物影像、飞行状态进行实时分析和报告外,还可以自主为无人机提供动力,使其能够完全独立飞行,不需要进行任何人工干预或控制。

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区块链模式下的无人机蜂群作战

区块链技术军事化应用的另一个领域是综合防空系统。美军认为,利用区块链技术可以识别敌人伪造的虚假弹道轨迹,防止美军的防空系统遭到攻击,而且在区块链网络中使用智能协议,防空系统可以自主决定在什么情况下、用什么武器进行反击。这样,虽然没有人为干预,但防空系统可以自动选择最佳的时间进行最精确的防御。

区块链作为一项新兴技术,目前人们对其认知、开发和利用尚处于初期阶段。但是,由于区块链去中心化、不可伪造、全程留痕、安全共享的技术特性与潜在优势,被看作是一种颠覆性的信息技术,被认为是互联网运作方式的一场可能性革命,并开启了无限的可能。25因此,各国军队对其军事化应用寄予很高期望,希望籍此弥补网络中心化的局限和不足,为本国军事变革带来突破性成效。虽然区块链永远不应该被视作解决一切问题的良方,但是有理由相信,区块链军事化应用潜力巨大,今后和未来,包括军事通信、网络安全、装备保障、后勤物资管理、重要武器系统防护、新型作战方式在内的方方面面,均将从区块链技术中受益,其在改变和优化军事指挥链、军事供应链、军事情报链、军事管理链的同时,也可能促使作战样式发生新的变化。因此,可以预见,区块链技术广阔的军事化应用前景将吸引越来越多的国家进行筹划、研究、开发和实战化应用,一场新的前沿军事技术竞争或许已经开始。

注:原文来源网络,文中观点不代表本公众号立场,相关建议仅供参考。

 

(责任编辑:张潮 HZ0011)

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