區(qū)塊鏈技術(shù)的軍事物流應(yīng)用前景

于明媛，楊澄懿，劉 俊，趙雁武 （武警后勤學(xué)院，天津 300309）

YU Mingyuan,YANG Chengyi,LIU Jun,ZHAO Yanwu (Logistics University of PAP,Tianjin 300309,China)

自2008年提出“比特幣”概念[1]后，以比特幣為代表的數(shù)字加密貨幣體系開始進(jìn)入金融領(lǐng)域，作為比特幣交易的底層技術(shù)區(qū)塊鏈也隨之興起。近年來，區(qū)塊鏈的研究不斷深入，其應(yīng)用發(fā)展也體現(xiàn)出多元化的特征，很多專家學(xué)者認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)是一個(gè)極具潛力的顛覆性技術(shù)。而“天生”擁有數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)、信息追根溯源、運(yùn)行安全可靠特性的區(qū)塊鏈技術(shù)，必將在軍事物流領(lǐng)域大展拳腳。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)的原理及概念

建立網(wǎng)絡(luò)的主要目的就是參與人員互相協(xié)作并共享資源，而如何配置不同的設(shè)備來共享資源很大程度上要依賴于網(wǎng)絡(luò)的功能和設(shè)計(jì)，根據(jù)信息資源在空間分布結(jié)構(gòu)的不同，大體上可以分為兩種架構(gòu)模式，即集中式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)[2]。圖1展示了這兩種架構(gòu)模式的對(duì)比。

信息資源體現(xiàn)為空間上集中配置的系統(tǒng)為集中式系統(tǒng)。簡(jiǎn)言之，就是一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端，終端通過網(wǎng)絡(luò)連接到主機(jī)。終端沒有數(shù)據(jù)處理能力，僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的錄入和輸出。而運(yùn)算、存儲(chǔ)、處理等全部在主機(jī)上進(jìn)行。集中式系統(tǒng)主要流行于20世紀(jì)，目前，在日常生活中常用的銀行自動(dòng)提款機(jī)（ATM）便是這種集中式系統(tǒng)。而在分布式系統(tǒng)中有許多臺(tái)不同的機(jī)器，每臺(tái)主機(jī)都有自己的數(shù)據(jù)庫、中央處理器、終端等，任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以通過通信來交換信息。它們?cè)诳臻g位置上可以隨意分布，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間沒有主、從之分，但在邏輯上屬于同一系統(tǒng)，若干計(jì)算機(jī)可以互相協(xié)作來完成一個(gè)共同的任務(wù)。

圖1 集中式系統(tǒng)與分布式系統(tǒng)架構(gòu)模式對(duì)比圖

區(qū)塊鏈便是一種分布式系統(tǒng)，不僅可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所有參與記錄的節(jié)點(diǎn)中，還可以由系統(tǒng)參與者集體記錄、共同進(jìn)行維護(hù)。區(qū)塊鏈技術(shù)中的數(shù)據(jù)可以通過電子記錄而被永久儲(chǔ)存下來，“區(qū)塊”就是存放電子記錄的文件。區(qū)塊生成時(shí)間段內(nèi)的所有交易數(shù)據(jù)被完整的記錄在區(qū)塊中，實(shí)際上區(qū)塊就是交易信息的大集合，其大體分為區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分。區(qū)塊頭用于鏈接前面的塊并為區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫提供完整性的保證，區(qū)塊體則包含了經(jīng)過驗(yàn)證的、塊創(chuàng)建過程中發(fā)生價(jià)值交換的所有記錄。區(qū)塊鏈通常不直接保存原始數(shù)據(jù)，而是保存其哈希函數(shù)值，即將原始數(shù)據(jù)編碼為特定長(zhǎng)度的由數(shù)字和字母組成的字符串后記入?yún)^(qū)塊鏈。時(shí)間戳賦予區(qū)塊鏈時(shí)間維度，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)通過加蓋時(shí)間戳的方式把交易信息的寫入時(shí)間記錄在區(qū)塊中，各區(qū)塊最終按照時(shí)間戳的時(shí)間順序連接成一條主鏈，這便形成了區(qū)塊鏈（見圖2）。

圖2 區(qū)塊鏈局部結(jié)構(gòu)圖

為了保證參與者的信息安全，區(qū)塊鏈技術(shù)采用加密算法。在加密過程中使用的公鑰是透明的、全網(wǎng)可見的，所有人都可以用公鑰來加密一段信息；而在解密過程中使用的私鑰只有信息擁有者才知道，被加密的信息同樣只有擁有相應(yīng)私鑰的人才能夠解密（見圖3）。因此，整個(gè)鏈上的交易信息是公開可見的，但是參與者的信息是被保護(hù)起來的，沒有經(jīng)過授權(quán)則無法對(duì)其信息進(jìn)行訪問。

基于對(duì)區(qū)塊鏈的原理分析，可以認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)是利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全的一種全新的分布式架構(gòu)與計(jì)算方式。

圖3 非對(duì)稱加密原理圖

2 區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)

在區(qū)塊鏈技術(shù)中，數(shù)據(jù)內(nèi)容通過分布式記賬得以確定，蓋上時(shí)間戳后生成了區(qū)塊數(shù)據(jù)，價(jià)值交換的信息通過分布式傳播發(fā)送給各個(gè)節(jié)點(diǎn)并實(shí)時(shí)更新及實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布存儲(chǔ)。即使部分節(jié)點(diǎn)損壞也不會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄與信息更新，系統(tǒng)具有穩(wěn)健性。

2.2 信息追根溯源

如圖2所示，區(qū)塊鏈中的每一筆交易信息與相鄰2個(gè)區(qū)塊串聯(lián)，區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)了所有歷史數(shù)據(jù)，其鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)決定了區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)只能被汲取、新增，而無法刪除、修改，因此通過區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任何一筆交易追根溯源。

2.3 運(yùn)行安全可靠

在區(qū)塊鏈中，一旦信息經(jīng)過驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會(huì)永久的存儲(chǔ)起來，除非能夠同時(shí)控制住超過51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，而非對(duì)稱加密使篡改的難度和成本大大提高，因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)擁有極高的安全性和可靠性。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)的軍事物流應(yīng)用

如今，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已經(jīng)從金融領(lǐng)域延伸到物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域。而“天生”擁有數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)、信息追根溯源、運(yùn)行安全可靠特性的區(qū)塊鏈技術(shù)，在軍事物流領(lǐng)域也擁有著廣闊的前景。

3.1 打造可視物流，實(shí)施精確保障

隨著軍事變革的推進(jìn)，軍事物流的發(fā)展和建設(shè)將面臨新的更加復(fù)雜多樣的要求。而要做好物流保障工作，就必須緊跟時(shí)代步伐，利用先進(jìn)的智慧手段和管理理念，構(gòu)建新型軍事智慧物流體系，打造實(shí)時(shí)可視物流。

當(dāng)前部隊(duì)在執(zhí)行處突任務(wù)時(shí)，供需矛盾相對(duì)突出，特別是在遂行重大自然災(zāi)害救援任務(wù)中，需求難以預(yù)測(cè)，易發(fā)生前方物資堆積成山、后方物資持續(xù)供應(yīng)或部分品種斷供缺供的現(xiàn)象，這即是“資源迷霧”問題導(dǎo)致的保障效益低下。而區(qū)塊鏈技術(shù)具有信息分布存儲(chǔ)、不可篡改等特性，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立“虛擬倉庫”，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)倉庫的物資品種、數(shù)量、質(zhì)量等信息的精準(zhǔn)掌握；同時(shí)可以及時(shí)獲取物資保障中的途中運(yùn)輸、定點(diǎn)儲(chǔ)存、裝卸搬運(yùn)、流通加工等環(huán)節(jié)的信息，使對(duì)軍事行動(dòng)中物流運(yùn)作的全過程實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控成為可能；以區(qū)塊鏈技術(shù)為支撐，可以實(shí)現(xiàn)物流與信息流的雙軌并行，有利于及時(shí)了解戰(zhàn)場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、動(dòng)態(tài)、精細(xì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，提高精確保障能力。

3.2 構(gòu)建信息平臺(tái)，確保信息安全

物流信息平臺(tái)是軍事物流體系的核心，因此必須將信息安全上升到戰(zhàn)略高度來加以重視。當(dāng)前，部隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)兩方面的發(fā)展程度都很慢，且存在大量技術(shù)漏洞，較易發(fā)生失泄密問題。國(guó)內(nèi)外敵對(duì)勢(shì)力容易利用網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)漏洞竊取軍事秘密，破壞部隊(duì)建設(shè)。而擁有信息完整性特性的區(qū)塊鏈技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)加密的有機(jī)結(jié)合，并保護(hù)高度敏感數(shù)據(jù)，在一定程度上有助于提升軍事物流信息的安全性。

在平時(shí)狀態(tài)下，軍事物流信息存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)，很容易被搜集而造成泄密，且在傳輸過程中由于要經(jīng)過許多難以查證的節(jié)點(diǎn)，在任何節(jié)點(diǎn)均可能被讀取或惡意修改，信息可靠性較低。區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息追根溯源，使進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈的信息不可篡改，可以有效提升軍事物流信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃裕煌瑫r(shí)利用非對(duì)稱加密，使涉密信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸更具安全性。在戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)下，傳統(tǒng)的物流指揮機(jī)構(gòu)過度依賴于指揮中心，一旦指揮中心受到攻擊或出現(xiàn)故障，將使指揮體系處于癱瘓狀態(tài)，在一定程度上加大了風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈擁有去中心化的特性，將其應(yīng)用到軍事物流平臺(tái)建設(shè)，將使物流指揮系統(tǒng)更加穩(wěn)健，并提升戰(zhàn)時(shí)抗毀傷能力。目前，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DAPPA）正通過區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)安全的物流信息平臺(tái)，研究區(qū)塊鏈能否在保護(hù)高度敏感數(shù)據(jù)上提供幫助，并研究其在軍用衛(wèi)星、核武器中的應(yīng)用潛力，試圖創(chuàng)造出一個(gè)更加安全的信息平臺(tái)。

3.3 促進(jìn)軍民融合，共享軍地資源

當(dāng)前，面對(duì)復(fù)雜多變的新態(tài)勢(shì)，軍隊(duì)遂行任務(wù)時(shí)的不確定性、突發(fā)性特征愈加突出，強(qiáng)度和規(guī)模都空前增大，僅僅依靠軍隊(duì)自身也很難完成,這就需要發(fā)揮地方力量，加快完善軍民融合物流保障體系。盡管在一系列軍事行動(dòng)中我國(guó)的軍事物流體系和民用物流體系均發(fā)揮了重要的作用，但是在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)情報(bào)共享以及軍地物流指揮體系融合方面仍然存在著明顯的不足，這些問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了體系發(fā)揮更好的作用，而區(qū)塊鏈技術(shù)恰好可以彌補(bǔ)這些漏洞。

區(qū)塊鏈的分布式架構(gòu)利于信息的高效傳遞，利用非對(duì)稱加密能夠在軍事保密的前提下實(shí)現(xiàn)軍地網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，充分共享軍地信息資源，從而建立信息情報(bào)共享、行動(dòng)監(jiān)控、協(xié)同指揮等軍地合作機(jī)制，為行動(dòng)決策提供可靠依據(jù)，將大大提高后勤保障的軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益。基于區(qū)塊鏈的軍民融合物流保障體系可參見圖4。

圖4 基于區(qū)塊鏈的軍民融合物流保障體系圖