目前,区块链技术已经成为与人工智能、量子信息、物联网同等重要的新一代信息技术,并可能产生颠覆性的影响。这是一座未探明储量的金矿。随着其他新兴技术必将应用于军事领域,近年来,世界发达国家的军队都在探索区块链的军事应用,以期在新的军事革命浪潮中占得先机。
包括美国和北约在内的许多国家和国际组织一直在积极推动区块链技术在军事领域的应用。C4ISRNET的最新报告指出,美国国防部目前正在评估区块链技术在军事应用中的可行性。美国在2018年颁布的《国防授权法案》要求国防部对区块链进行全面研究,并探索如何将其应用于军事领域。国防高级研究计划局向美国两家计算机安全公司授予了价值180万美元的合同,用于构建其区块链应用程序guard time Keyless Signature infra structure KSI,以验证完整性监控系统是否有可能构建一种牢不可破的代码形式,研究区块链应用程序保护军事卫星和核武器等高度机密数据免受黑客攻击的潜力,并提高关键系统的安全性。高级研究计划局的工程师们也试图通过使用区块链技术创建一个黑客无法入侵的安全信息服务系统。
北约也对区块链的军事化应用表现出极大兴趣。北约通信与信息办公室举办区块链创新竞赛,寻求发现提高军事后勤、采购和财务效率的军用级block项目;爱沙尼亚和北约正试图利用区块链技术开发下一代系统,以实现北约网络靶场防御平台的现代化。俄罗斯国防部认为,区块链将帮助陆军追查黑客攻击的源头,并提高数据库的整体安全性,并在俄罗斯时代科技园设立相应的研究实验室,分析如何利用区块链技术减轻网络安全攻击,支持军事行动。该实验室的主要任务是开发一种智能系统,用于检测和防御对重要数据库和武器系统的网络攻击。俄罗斯国防部表示,希望建立一个安全的区块链平台,使其难以隐藏网络攻击的痕迹,并跟踪想要进入系统的网络入侵者。
一、区块链技术的内涵和本质
计算机技术的新应用模式,如块分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等。具有去中心化、去信任、集体维护、数据库可靠的特点。its技术的广泛应用,实现了分布式数据存储和数据非对称加密的有机结合,在金融、物联网、公共服务、慈善、供应链等诸多领域崭露头角。
区块链本质上是一种分布式记账技术,具有以下特点。一是去中心化。区块链采用分布式计算和存储,不依赖第三方管理机构,没有集中控制。任何参与者都是一个节点,每个节点都有平等的权利。第二是开放性。区块链技术的基础是开源。除了每个交易方的私密信息都是加密的,区块链的数据对所有人都是公开的,整个系统高度透明。第三是独立。基于约定的规范和协议,整个区块链系统不依赖于其他第三方,所有节点都可以在系统内自动安全地验证和交换数据,无需任何人为干预。第四是自动化。区块链基于约定的规范和协议,可以自动安全地验证和交换数据。第五,匿名。区块链可以在去信任的环境下运行。每个块节点的身份信息不需要公开或验证,信息可以匿名传输。第六,安全。区块链建立在一个去中心化的网络上,每一条信息都记录在一个区块上,而一个区块可以覆盖分布在多个节点上的多个副本,每个区块都通过一个唯一的代码链接到前一个区块,这个代码叫做哈希值。由于区块链中没有中央管理组织,所以它是一个没有中央故障点的系统,因此没有黑客攻击的中央点。只要不能掌握全部数据节点的51%,就不能任意操纵和修改网络数据,这使得区块链本身相对安全,避免了主观和人为的数据更改。
区块链体现的技术特点,可以很好地满足军事领域的一些特定需求。区块链的分权满足了抵抗毁灭而生存的军事需要;区块链的可追溯性和不可篡改性满足了作战指挥的信任需求;区块链的透明、公开、集体参与,满足了信息安全共享的军事需求。
第二,利用区块链技术创造新的网络防御能力
网络防御是区块链技术的低成本高回报的应用。网络安全靠秘密和信任来维护安全,但两者都无法保证。区块链的运作与秘密和信任无关。斯诺登利用对其管理员身份的信任,复制了几份特权文件,然后篡改了可以监控其行为的审计日志。
区块链可以通过两种方式保护真相。首先,它将向区块链网络上的其他节点发送数字事件信息,以便数字事件可以被广泛见证。然后,区块链可以利用共识机制来确保这些事件永远不会被数据库中的敌人修改,从而确保其安全性。
区块链还可以增强网络防御的边境安全策略,不仅有助于在边境上筑起高墙,还可以监控高墙和里面的一切。随着现代系统包括武器系统的日益复杂,漏洞越来越多,可探测性越来越差。采用区块链并不是为了寻找漏洞,这无异于大海捞针,而是为了监控构成要保护的系统的每一项数字资产。如果对系统的恶意攻击是对系统配置完整性的攻击,那么通过使用区块链,系统中每个组件的配置被镜像、散列、放入数据库中以保护其安全性,然后被持续监视。对任何配置的任何计划外修改,无论多小,都会被立即检测到。
虽然网络威胁在不断发展,但相应的网络防御措施却发展缓慢。这种威胁不仅是由不断增加的恶意软件和嵌入式计算设备造成的,也是由敌人通过简单地窃取数据位和操纵数据来提供支持的策略造成的。因此,为了赢得数据战争,陆军需要开发一种能够克服当前战略和未来威胁不足的网络防御模型。区块链技术提供了这样一种模式。区块链不采用传统网络安全措施的许多有问题的假设。首先,区块链是值得信任的。假设区块链会受到内部和外部的攻击。第二,区块链有透明的安全。它不是依靠容易出问题的所谓秘密,而是依靠一种加密的数据结构作为添加额外安全协议的安全基础。最后,区块链是容错的。它们使用算法共识机制来协调诚实节点的工作,拒绝不诚实节点。这三个属性允许系统设计者重新设计网络空间系统和网络的基础设施。网络防御中区块链技术的几种主要形式包括:
2.1保护关键武器系统
接收到传感器数据后,系统通知指挥员发现威胁,指挥员引导武器系统对威胁进行攻击。这种集中的系统模式意味着外部攻击者可以攻击单个漏洞,使指挥官和自动控制者/人类控制者接收到错误或欺骗信息,导致武器系统被恶意操纵或无法对发现的威胁做出反应。
数据传输必须经过分布式系统中大多数节点的验证,这样才能确认数据来自合法的发起者。所有节点都是独立的,并且受到加密技术的保护,因此攻击者必须拥有极其强大的计算能力,才能对所有节点发起同步攻击才能成功。可见,当节点数量足够大时,系统就会变得牢不可破。这种模式的唯一缺点是,当节点数量增加时,验证数据真实性所需的处理时间也会增加。
2.2管理自动化集群系统
机器人集群技术可以在一个由大量简单物理机器人组成的系统中协调多个机器人。在机器人之间的交互以及机器人与环境的交互中,都会发生机器人集群行为,通常在人工智能集群领域,以及自然界中容易发生集群行为的昆虫、蚂蚁等生物领域。在军用机器人的使用中,多架无人机或机器人并行工作,突破敌方防御,摧毁目标。
集群中单个成员的自主性以及他们对通信和交互的依赖使他们容易受到黑客的攻击。集群中的每个组件都需要协作通信,这意味着该群体容易受到外部参与者的攻击。管理大量机器人的主要限制是所谓的全局知识,即不仅是附近代理的情况,还包括整体环境。
因此,区块链提供了一种机制来保护集群内的通信和协作。在系统中,集群中的每个组件都是区块链的一个节点。集群将在内部进行通信验证,使用通用的分散决策方法来管理系统运行,并向集群的所有组件发送全局知识。集群的每个组件都可以通过这种方式共享信息,同时保护自己免受网络攻击。
2.3核实战场命令和信息
战场上收到的信息的有效性和准确性对战斗人员来说是非常重要的。数字通信的集中管理容易受到网络攻击,这将导致战斗人员收到欺骗性的命令或关于作战计划进展的虚假信息。此外,如果数据网络的某些部分突然发生故障,集中式系统无法保持系统的完整性。
区块链为上述问题提供了解决方案。通过横向扩展数据分发范围,创建了一个安全的环境,其中任何节点的故障都不会影响网络的整体生存能力。此外,通过内置的分散验证系统,基于区块链的本地安全系统可以确保所有通信和数据传输都受到保护。战场上的作战人员可以肯定接受命令的有效性。通过这种方式,区块链可以创建一个有弹性的、防黑客的系统,支持数字化战争所需的机动性和协调性。
2.4管理军事物流和供应链
现代军事物流和供应链涉及数百个不同的军事和私人机构。由于参与人数多,容易产生摩擦,导致失败,成本高,不准确,描述错误。区块链可以通过提供单一信息源和智能自动化来应对这些挑战。区块链在军事物流方面的优势包括提高交付速度、可追溯性、安全性和降低成本。因此,作战人员可以放心,他们收到的物资可以满足他们的需求,他们不必担心供应链的入侵。
第三,构建独立、安全的指控体系。
区块链技术有助于构建自主安全的任务指挥控制系统。将区块链与人工智能和军事物联网相结合,将改变未来的军事指挥控制模式,即从集中的作战控制模式转变为分散的控制,至少在部队层面是如此。在未来战场上,一群军用无人机将以去中心化的方式持续共享作战数据和决策,作为一个统一的组织运作,不依赖于单一的决策中心,在任何伤亡情况下都不能丧失作战能力。另一个适合分散指挥的领域是复杂的消防系统。过去,北约海军舰艇一直依赖于一个名为“宙斯盾作战系统”的集中式武器控制系统,这是一个聪明而集中的大脑,可以收集几十个传感器的数据,同时协调几个致命武器的火力。虽然它已经过时,但仍然运行良好,如果决策中心被拆除,其集中化的特征将使其变得脆弱。由区块链协调的一套自治系统可以提供更可行的设计,既能保留协调的优势,又能消除中央控制的固有漏洞。
四。灵活沟通
采用区块链技术可以在高度竞争的环境中提供灵活的通信。在高端冲突中,军方必须做好应对敌方争夺电磁频谱的准备,尤其是关键通信系统,如卫星、水下电缆和战术数据链。此外,敌人会试图操纵用来完成杀戮链的数据。为了应对这种威胁,必须能够安全地生成、保护和共享数据,使其不受敌人行动的影响。区块链网络可以提供这些能力。
动词(verb的缩写)区块链技术在军事领域应用面临的问题
区块链的分布式存储有效降低了集中式数据管理的风险,大大提高了数据安全水平,在军事领域具有广阔的应用前景。但应该看到,区块链技术在军事领域的应用不可避免地存在一些问题,必须引起高度重视。
区块链在军事应用过程中也面临安全问题。像任何技术一样,安全问题发生在区块链开发人员将其需求转化为成品和服务的过程中。代码行、共识机制、通信协议等。可能都会带来可能被恶意利用的漏洞。区块链目前仍然是一项充满差异化的技术:多种协议和编程语言正在并行开发不同的区块链。因此,区块链的开发人员很难获得保护代码所需的经验。区块链很大程度上依赖于密码学,即安全通信的有效实践。它建立在需要保护的通信网络和设备上。传统的信息安全挑战也影响着区块链。另外,密码学也是一个不断变化的技术领域。比如量子计算机的发展,有望突破各种加密算法。区块链不是在真空中运行的。密钥管理、钱包托管、节点补丁等与人相关的安全实践不完善,也会带来很多军事应用中的安全问题。部署安全的区块链解决方案并将其集成到更广泛的安全生态系统中需要时间,这需要包括由传统网络设备组成的传统信息安全平台。因此,有必要将区块链纳入事件管理计划和流程,并开始考虑分散业务模式对安全领域的影响。
区块链仍需在技术层面实现重大突破。目前区块链应用还处于初级开发阶段,没有直观可用的成熟产品。相对于互联网技术,没有直观可用的成熟产品。相对于互联网技术,人们可以通过使用浏览器、app等特定应用来浏览、传递、交换和应用信息。然而,区块链仍然缺乏这种突破性的应用,并面临着高技术门槛的障碍。此外,还有块容量的问题。由于区块链需要携带复制前产生的所有信息,下一个块的信息量远远大于前一个块的信息量。如果这样传下去,块中写入的信息量会无限增加,产生军事信息存储、验证、容量等问题,亟待解决。
区块链应用面临竞争技术的挑战。目前,世界军事强国都非常看好区块链技术在军事领域的应用。但也要看到,推动军事转型发展的技术有很多种,如果更方便、更高效,人们就会应用这种技术。举个例子,如果把区块链技术应用在军事通信领域,发送信息的方式就是每次都发送给全网所有人,但只有拥有私钥的人才能解密开信,这样信息传输的安全性就会大大增加。同样,量子通信技术也可以做到。量子通信利用量子纠缠效应传输信息,还具有高效、安全的特点,对于区块链技术的军事应用具有很强的竞争优势。
区块链应用面临着网络规模和信息控制的困境。区块链应用需要运行在去中心化的对等网络上,一定数量的网络节点是系统运行的基本前提。网络节点越大,区块链就越不容易被操纵或破坏,系统就越安全可靠。大部分军事信息通信通常是保密的,要求在一定范围内可控。虽然非对称加密技术可以用来实现强信息安全,但它仍然面临着信息安全与承载网络安全不匹配的问题。另外,在对等网络中,没有中心服务器的概念,交易可以点对点完成,信息流是独立的、去中心化的。区块链的军事应用面临着自由信息交互和集中控制的矛盾。集中式信息管理和控制问题的根源在于区块链技术的分散性。相关的应用程序必须符合军事领域的现行制度和政策以及操作
区块链应用可能会带来工作效率低的问题。区块链技术成功解决了在没有信任的世界中形成共识的问题,但以工作效率为代价,响应速度和容量远低于现有的集中式系统。要达成区块共识,需要经历竞争-验证-同步-竞争的循环。竞争意味着区块链中的节点必须支付成本进行自我认证以获得记账权,验证意味着检查和反馈以确认信息是可信的。更新本地数据副本的整个过程相当繁琐和耗时。对于信息传输时效性要求极高的军事领域,目前的区块链技术面临着性能瓶颈。目前,主流区块链技术的吞测量是从每秒几个到几百个。数据写入区块链至少需要10分钟,所有节点同步数据需要更多时间。目前的区块链技术的性能远远达不到现有主流集中式应用所能达到的毫秒级响应速度和每秒数万次的处理能力,难以满足军事领域的特战指标要求。
区块链应用面临新旧系统兼容的问题。在现有的中央集权体制下,区块链技术融入军事系统仍存在兼容性问题。开发一个区块链应用系统,挂载到现有军事系统中,区块链系统能否发挥作用取决于两个因素:一是看区块链系统是否与现有军事系统兼容,是否形成局部和整体的协作关系,如区块链系统与现有军事系统的接口对接、命令响应、信息传递等;第二,区块链系统改善现有军事系统的能力,比如填补现有系统的不足。在集权军事体制下,要完成分权区块链体制的部署,就必须解决两种不同理念的相互排斥问题,并且面临着结构性矛盾和体制性障碍。即使能够实现两者的兼容与协同,军事系统整体性能的提升仍有赖于各要素之间的无缝链接和紧密配合。
不及物动词摘要
区块链技术向军事领域的全面渗透,将在一定程度上改变未来的战争形态和作战样式,甚至影响战争的胜负。目前,区块链技术在军事领域的应用仍处于探索阶段,重大项目尚未落地。但一旦成功应用于军事领域,必将超越传统的军事管理体制,引起军队建设和作战方式的革命性变革。