区块链技术及其潜在的军事价值

摘要：区块链（Block Chain）技术是当今非常流行的概念，是对等网络的一次重大创新。 区块链使每个网络节点无需第三方权威认证即可达成可信共识，并可对形成的共识进行只读和分布式记录。 下面阐述区块、区块链及其技术原理，提出区块链技术的基础应用、升级应用和扩展应用三个层次，分析该技术在情报工作绩效激励、武器装备全生命周期管理等方面的应用和军事应用。 在物流等军事领域的潜在价值，以及未来在军事应用中可能面临的一些困难。

2009年，美籍日裔学者中本聪设计了一种加密数字货币——比特币（BitCoin）。 比特币的概念一经提出，就引起了全世界的关注，并迅速掀起了人们利用互联网平台投资交易比特币的热潮。 尽管人们对比特币的看法褒贬不一，但人们对其背后的创新技术——区块链（Block Chain）表现出了极大的兴趣。 花旗银行、瑞银等国际金融巨头也开始尝试利用区块链技术处理复杂的记账业务。 IBM宣称，区块链是解决物联网信息安全、数据存储、交互处理的核心技术。 除了上述应用，区块链技术还将在军事领域带来潜在的应用价值。

一、区块链技术的基本概念和原理

比特币是区块链技术的典型应用。 要了解区块链技术的基本概念和原理，需要从比特币系统说起。

(1) 比特币系统

比特币系统是一个分布式支付系统，支持比特币自主发行和流通，并对所有交易账户进行可信、安全和匿名备案。 这是区块链技术在电子货币领域的首次成功应用。 . 该系统具有以下特点：

（1）建立在点对点网络（Peer to Peer，P2P）上，不依赖特定机构发行货币，任何节点都可以参与造币，新货币的产生速度和总量是固定的，并且不受任何中央银行和金融机构的控制。

(2) 比特币可以在全网流通，可以自由购买、销售或赠与。 交易过程受匿名保护。 除交易双方外，其他任何人都无法获取用户身份信息。

(3) 有一个包含所有交易记录的分布式公共账本，所有参与节点都可以查看。 交易一旦完成并记入账本，不可篡改。

在比特币系统中，币的产生和交易都与区块链息息相关。 区块链的动态变化过程实际上就是新的货币产生和流通的过程，是支撑整个比特币系统安全、有序、可信运行的基础。

(2) 区块链与区块

区块链，又称区块链、账本链，实际上是一个分布式的、公开的、透明的、可信的账本，包含了自比特币系统开始运行以来比特币的完整交易记录（即账户）。 区块链的分布式特性体现在每个参与节点都可以持有一份账本，并保持与网络同步更新。 一定数量的节点损坏不会影响整个系统的正常运行； 它的宣传体现在整个网络中只有一个账户，所有的交易都必须记录在上面，并接受每个参与节点的监督； 其透明性体现在账本对所有参与节点开放，账本所有账户可随时查看； 可信度体现在，一笔交易一旦记入账本，除非有超过半数的参与节点同意（比特币系统称之为“51%攻击”，巧妙的设计使得攻击代价高昂且基本不可能），否则记账不能被篡改或删除。

区块链由多个相连的区块组成，每个区块记录一段时间内比特币在网络中的交易情况，区块可以看作账本中的账页。 第一个要构建的块称为创世块，它具有唯一的 ID 号。 除创世块外，每个后续块都包含两个ID号，一个是块本身的ID号，另一个是前一个块的ID号。 通过ID号之间的正向和反向指向关系，将所有区块依次连接起来，形成一条区块链。

（三）区块链技术原理

区块链技术是为了解决一个被称为“拜占庭将军”的计算机科学问题。 简单来说，就是在一个由缺乏互信的节点组成的对等网络中，各个节点如何达成可信共识的问题。 区块链技术通过引入“竞争-验证-同步-竞争”的动态循环来解决这个问题。

为了便于理解，先介绍一下比特币的产生和出块的关系。 比特币系统设定的基本规则之一是创建一个新块并将其加载到区块链中将触发新币的生成。 消耗的算力）奖励。 将维护区块链并获得奖励的行为形象地比作“挖矿”。 所有网络节点都可以成为“矿工”，通过挖矿获得比特币（在实际应用中，矿工通常加入一个“矿场”），基于矿场中的“矿池”实现稳定收益。比特币系统限制了比特币总量达到2100万枚，每4年以余额减半的速度产生新币，每4年发行2次1050/2=525万枚，以此类推，至2140年基本完成。之后，为了激励矿工继续维护区块链，系统规定收取少量以比特币计价的交易手续费作为其劳动报酬。

在决定哪个矿工有权创建区块这个关键问题上，比特币系统引入了竞争机制，即最先解决系统设定的哈希问题的矿工有权创建新区块。 计算能力和概率是成功解决问题的两个关键因素。 解决问题需要大量的算力和硬件资源，这就是矿工工作量证明（Proof Of Work，POW）。 竞争和POW可以有效杜绝机会主义，维护比特币的价值体系。 区块链技术引入的验证机制是，当矿工成功找到满足要求的解时，会立即将其结果广播到全网，其他节点会收到新的解并验证其正确性。 验证过程是全网达成共识的过程，是对一段时间内需要记录的交易记录的认可。 验证通过后，将新区块加载到区块链中。 为了保证全网账本的一致性，区块链技术引入了同步机制，将批准的新区块广播到全网，其他参与节点接收并更新本地存储的区块链。 “竞争-验证-同步-竞争”是一个循环过程。 当前周期约为8分钟，即每8分钟产生一个新区块，新产生25个比特币作为记账成功的奖励。

区块链的技术本质是让个人无需经过权威第三方认证，就可以进行有效、可信的合作。 其基础支撑技术包括P2P数据传输技术、文件共享技术、非对称加密技术、分布式存储技术等。未来，区块链将朝着技术底层化和应用普及化的方向发展。

2. 区块链技术应用层面分析

区块链技术已成功应用于比特币系统，展示了其公开透明、安全可信、分发共享等优良特性。 区块链所嵌入的创新技术，其意义和影响力已经远远超过了加密数字货币比特币本身。 很自然地，我们会想到一个问题：区块链除了比特币还能做什么。 从技术难度和通用性两个维度，区块链技术可以分为三个层次：基础应用、升级应用和扩展应用。

▲ 区块链技术应用层面

基础应用层是基于现有或类似的比特币系统，以有价货币作为交换中介的应用层。 它是区块链技术的初级应用。 在这个层面上，有价币是应用的核心，作为价值载体在用户之间传递。 该系统侧重于货币识别、安全性、价格趋势和兑换便利性等因素。 它不太关注区块链技术本身的扩展，改进仅限于增强应用的安全性和操作的便利性。 现有应用大多集中在这一层，典型应用包括基于有价货币的网络交易，如购物、支付、转账、清算等。

升级后的应用层是区块链技术的移植、升级和改造，更加通用，是区块链技术的中间应用。 在这个层面上比特币矿场维护是干什么的，有价货币的概念被弱化，核心不再是基于有价货币的价值交换，而是充分挖掘区块链的技术优势，实现数据的安全可信存储。 目前，区块链技术的研究主要集中在这一层面。 典型应用包括可信认证、资产监管、数据保护等，如个人电子档案管理、慈善捐赠登记、数据永久固化、容灾备份等。 值得一提的是，虽然升级后的应用层货币概念被弱化，甚至可能被其他形式的载体所取代，但它仍然是达成可信共识的基础，不可或缺。

扩展应用层是区块链技术的创新、推广和推广，是区块链技术的高级应用。 在这个层面上，有价货币的概念消失了，区块链技术重构了现有的网络运行规则，成为了网络的基础协议。 核心是信用体系的建立和维护，形成良好的信用秩序。 每个网络参与者都有一个不可更改的信用评级，由整个网络认证。 良好的信用记录是参与网络活动的前提。 因此，需要通过合法规范的个人行为谨慎维护自身的声誉。 物联网就是这个层次的典型应用。 区块链技术可以从根本上解决物联网现存的身份认证、信息交互、行为约束、秩序维护等问题。

从基础应用层到扩展应用层，表面上是区块链技术的自然演化和成熟，但本质上所体现的哲学理念是从追求自由主义到崇尚自由平等的飞跃。 它是有序运行的基础，也是符合社会发展规律的。

三、区块链技术的军事应用前景

除了在网络购物、资产认证、慈善捐赠等民用领域越来越多的应用，区块链技术在军事领域也有着广阔的应用前景。 例如，它在情报人员工作绩效激励、武器装备全生命周期跟踪、军队人力资源管理、军事物资采购、军事后勤等方面具有潜在应用。

（一）情报工作绩效激励

近年来，美军看中了区块链在记录交易时的匿名性，开始将其应用扩展到情报收集领域，实现奖励金的隐蔽、定向支付。 区块链采用非对称数字加密技术。 交易双方都有一对公钥和私钥。 公钥对应比特币地址（即账号），私钥用于数字签名。 对于每笔交易，交易双方都必须使用自己的私钥进行签名，以向对方证明自己身份的合法性。 “证明”过程是匿名的，原因如下：

(1) 任何参与者都可以申请一个账号，不分国家和地区。

（2）账户的生成不需要实名认证，无法通过账户反向验证用户的真实身份。

(3) 用户可以拥有多个账户，不同账户之间没有直接关联。 很难统计用户拥有的比特币的真实数量。

区块链的这一特性考虑到了用户信息的安全和隐私，但经常遭到反对者的攻击，称其为“洗钱”、毒品交易等非法活动提供便利。 美国军方从区块链的技术特点出发，在情报领域找到了合适的应用。 众所周知，情报提供者或“线人”需要隐瞒身份和行踪，而传统的转账、现金等奖励支付方式极易被追踪甚至锁定。 但是，通过使用比特币作为支付中介，支付通道可以被巧妙地“打断”，使得情报资金的流向难以追踪，从而有效保护情报人员的安全。 基于区块链技术的网络智能绩效激励支付流程如图所示。

▲ 基于区块链技术的网络智能激励支付流程示意图

情报需求方和情报人员注册一个比特币账户，然后情报需求方使用法币在比特币交易平台上购买一定数量的比特币，在平台上与情报人员完成交易。 情报人员收到比特币后，可以将其兑换成市场上常用的法定货币，完成激励资金的定向支付。

从上图可以看出，比特币交易平台在整个支付过程中扮演着一个“黑匣子”的角色，其中“购买-交易-兑换”三个关键环节都可以匿名完成，实现了隐藏交易双方的关键信息。 在这个应用中，比特币作为交易中介，属于区块链技术的基础应用层。

（二）武器装备全生命周期管理

从立项论证、研制生产、交付服役到装备报废，需要全生命周期对设计方案、试验结果、作战技能状态等大量数据进行记录归档。 目前，通常使用纸质或电子介质作为存储介质。 这种传统方式存在以下缺陷：

(1)安全性难以保障。 纸质或电子文件通常集中存储，没有灾难恢复和备份机制。 一旦发生不可预见的重大灾难，数据很容易永久丢失。

（二）转移交接困难。 设备转移时，需要一并移交大量档案，极易损坏或丢失。

（三）缺乏有效监管。 除设备使用方相关人员外，其他人无法监督文件的封存情况，难以避免篡改、删除等非法操作。

如果引入区块链技术，上级部门、装备管理部门、装备使用者，甚至装备制造商都可以参与装备作战技术状态的更新维护，形成一个分布式、有监督的档案登记网络。 各方保存一份完整的档案副本，可以有效解决上述问题，提高档案的安全性、便利性和可信性。

类似的军事应用还有军队人力资源管理，通过区块链记录每个干部的任职经历，形成不可篡改的个人电子档案，从技术上彻底解决了传统干部管理系统存在的问题和长期弊端。 武器装备的全生命周期管理和军队人力资源管理，都属于区块链技术的升级应用。 系统的重点是基于区块链实现数据的安全存储和只读保护。 有价货币被削弱甚至被其他形式的载体所取代。 代替。

（三）军事后勤

现代军事物流正在走向智能化时代，整个过程包括智能仓储、智能包装、智能运输和智能配送。 真正实现智能化，离不开物流部门、仓库、物资、工具（包括包装、装卸、运输和拆解等）等参与方和物资需求方的智能化（或手段智能化）。 这样一个人与物相连的网络，实际上就构成了一个小型的物联网。 使用集中管理策略来实现系统的运行是不可行的。 主要原因是：

(1)物流链形成一个动态系统，时时刻刻发生地域变化。 难以在固定地点建立信息服务中心。 建设移动信息服务中心不仅需要大量投资，而且还存在系统维护、数据交换等问题。

（二）过度依赖信息服务中心的可靠性。 信息服务中心一旦出现故障，将影响整个后勤系统的正常运行，而军事应用则更看重系统的健壮性和战时抗破坏能力。

扩展应用层的区块链技术，可以有效解决智能军事后勤面临的网络通信、数据存储和系统维护等问题。 系统中的人和物动态自主组网比特币矿场维护是干什么的，形成一个去中心化的对等网络，无需中央服务器，分布式结构提高了系统的生存能力； 接入网络的节点可以直接连接，也可以通过中继进行通信，实现自由的信息交互； 物流链中的重要数据信息，如用户需求、仓储货物、装车运输、配送中转等，统一存储在各个区块； 区块链的维护必须受到全网节点的监督，个别节点的违规操作不仅会被大多数节点拒绝和抵制，还​​会降低自身的信誉度，保证系统有序高效运行。

智能军事物流是区块链技术的延伸应用。 当然，除了区块链技术之外，这一应用涉及的关键技术还包括电子商务、供应链管理、智能交通、RFID和无线传感器等，这些技术的综合融合将为未来的智能军事物流乃至IoT 提供完整的解决方案。

4。结论

区块链的技术革新，是从信息的自由传输到自由公证的质变。 它极有可能成为未来网络基础协议和信用范式的“颠覆性”技术，创造信息时代新的应用价值。 本文分析了区块链在军事领域的技术原理、应用水平和潜在应用。 但该技术要在军事领域得到推广应用，还需解决以下问题：

一是保密问题。 军事信息属于高度机密，需要在一定范围内可控。 虽然采用非对称加密技术可以获得更强的信息安全性，但仍然面临着信息安全级别与承载网安全级别不对等的问题。

二是网络建设问题。 区块链技术的应用需要运行在去中心化的点对点网络上。 参与者的数量和兴趣是系统正常可靠运行的基本前提。 建立具有一定规模的点对点网络仍然存在困难。

三是监管控制问题。 在点对点网络中，用户可以点对点完成交易处理，绕过中央服务器，信息流动是自治和去中心化的，因此应用面临信息自由交互和集中监管的矛盾，控制。