杜浩

區(qū)塊鏈與其他新信息技術之間的關系

目前來看，區(qū)塊鏈技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一個階段稱為區(qū)塊鏈1.0，以比特幣為代表，主要應用方向為脫離現(xiàn)有法幣體系的加密貨幣;第二個階段稱為區(qū)塊鏈2.0，以以太坊及其標志性技術智能合約為代表，主要應用方向為decentralizedapplication，簡稱Dapp，即去中心化的應用。在第三個階段即區(qū)塊鏈3.0中，分片、跨鏈等技術逐漸成熟，這些技術將進一步提升區(qū)塊鏈的性能和系統(tǒng)承載能力，解決跨鏈數(shù)據(jù)、資產(chǎn)交互流通等問題，為其在業(yè)界應用奠定堅實基礎。

區(qū)塊鏈的技術特點使其在改善社會信任體系，賦能數(shù)據(jù)化智能化社會、增強國防軍工智能制造水平和系統(tǒng)安全等方面有非常大的潛力，各國紛紛出臺了相應的鼓勵引導政策措施。

區(qū)塊鏈不同發(fā)展階段中典型代表及其技術特點

2019年10月，習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時強調，把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2019年9月，德國聯(lián)邦政府發(fā)布了區(qū)塊鏈戰(zhàn)略，希望利用區(qū)塊鏈技術帶來的機遇挖掘其促進經(jīng)濟社會數(shù)字化轉型的潛力。英國也將區(qū)塊鏈列為國家級戰(zhàn)略，由政府部門大力推動區(qū)塊鏈在更廣闊領域落地發(fā)展。

2018年4月，美國國家制造科學中心資助美國穆格公司研究區(qū)塊鏈技術在國防增材制造領域的應用。2019年7月美國發(fā)布《國防數(shù)字化現(xiàn)代戰(zhàn)略》，積極探索區(qū)塊鏈技術在網(wǎng)絡安全領域的應用。2019年1月，英國《簡氏防務周刊》網(wǎng)站報道稱，韓國國防采辦計劃管理局已啟動一項計劃，鼓勵本國企業(yè)為軍事應用研發(fā)區(qū)塊鏈技術。

區(qū)塊鏈技術結合業(yè)界應用的主要特點為：數(shù)據(jù)不可篡改、可追溯性好、系統(tǒng)拓展性好、支持分布式接入?yún)f(xié)作和管理。這些特點結合軍工智能制造的應用主要體現(xiàn)在以下三個方面：軍工產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理、軍工智能制造供應鏈管理和軍工智能制造物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備管理。

軍工產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理

一般而言，軍工產(chǎn)品會依據(jù)產(chǎn)品在生命周期中的不同發(fā)展階段而產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)，這些軍工產(chǎn)品數(shù)據(jù)也相應地存儲在不同單位、不同地域、不同介質上。軍工產(chǎn)品數(shù)據(jù)的零散存儲和管理會導致諸多問題。首先是多方協(xié)同時軍工數(shù)據(jù)共享的效率較低;其次是多方共同存儲的數(shù)據(jù)也會因為現(xiàn)實條件和客觀限制等原因存在數(shù)據(jù)版本不一致、不同的管理水平帶來數(shù)據(jù)質量不一致等問題;最后，數(shù)據(jù)的單點存儲和管理，使得數(shù)據(jù)的安全性和完整性也面臨很大的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的中心化軍工產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享管理系統(tǒng)會在一定程度上緩解共享效率的問題，但還沒有將軍工產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)都納入管理之中。同時，中心化的系統(tǒng)也存在彈性較差，應對復雜場景難以動態(tài)拓展的局限。

軍工產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構

我們設想這樣一個場景，軍工產(chǎn)品從立項、設計到制造、使用、維護保養(yǎng)、退役報廢，所有產(chǎn)品全生命周期相關數(shù)據(jù)都在一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡分布式賬本中，同一產(chǎn)品不同生命周期的相關參與方作為一個節(jié)點參與到軍工分布式網(wǎng)絡中，根據(jù)業(yè)務需要分配相應的權限來分享或訪問相關的產(chǎn)品原始數(shù)據(jù)或脫敏后的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)中心化的軍工信息系統(tǒng)因其拓展性不佳，難以解決信任、數(shù)據(jù)安全和單點故障等問題，使得這種連接多個參與方的系統(tǒng)難以實現(xiàn)或實現(xiàn)成本較高，而以區(qū)塊鏈作為底層技術搭建的軍工產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將能很好地規(guī)避這些問題，從而滿足需要。

應用非對稱加密和同態(tài)加密技術，通過基于屬性的加密方式，在保證軍工數(shù)據(jù)加密安全性的同時提升訪問控制的顆粒度，從一對一的共享方式轉換成一對多的數(shù)據(jù)共享，能很好地平衡數(shù)據(jù)共享效率和安全性。應用基于智能合約的權限控制管理將能保證權限控制的透明性和穩(wěn)定性，同時智能合約的全局一致性可以確保權限管理的統(tǒng)一性。

軍工產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)管理將顯著提升產(chǎn)品數(shù)據(jù)的流轉和使用效率，解決傳統(tǒng)紙質檔案管理數(shù)據(jù)完整性難以保證、軍工產(chǎn)品不同生命周期數(shù)據(jù)存于各方難以整合共享、傳統(tǒng)軍工電子信息數(shù)據(jù)管理難以可信防篡等問題。得益于區(qū)塊鏈系統(tǒng)本身分布式所帶來的拓展性，監(jiān)管部門也可以較為便捷地成為軍工產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)中的一個節(jié)點，從而共享數(shù)據(jù)，實現(xiàn)透明柔性監(jiān)管。

基于區(qū)塊鏈的軍工智能制造供應鏈管理

軍工智能制造供應鏈管理

軍工制造業(yè)供應鏈具有參與方較多、信息流轉周期長等特點，長期以來均是由上游供應鏈核心軍工企業(yè)進行供應鏈管理。軍工供應鏈管理的目標是通過相互業(yè)務關系建立信任協(xié)作，將行業(yè)上下游企業(yè)串聯(lián)起來，將松散的關系搭建成一個能支撐商品流、物流、信息流、資金流等信息復合流轉的網(wǎng)絡，從而帶來相關軍工供應鏈企業(yè)整體效率的提升和優(yōu)化。

但是在傳統(tǒng)的軍工智能制造供應鏈管理中，供應商、制造商、分銷商等都與核心企業(yè)進行交互和信息流轉，隨著軍工產(chǎn)品市場的不斷發(fā)展，國防軍事環(huán)境愈發(fā)復雜，軍工制造流程愈發(fā)精細，這一方面會加大核心軍工企業(yè)管理難度，同時也因為各企業(yè)信息化建設水平不一致、數(shù)據(jù)信息分散存儲等問題，使得各企業(yè)間的交互難以順利高效開展?？偟膩碚f，中心化的軍工智能制造供應鏈管控會導致協(xié)同能力不佳、企業(yè)間容易形成信息孤島、供應鏈彈性和擴展性不足等問題。

基于區(qū)塊鏈技術的軍工制造供應鏈管理，利用區(qū)塊鏈中聯(lián)盟鏈高拓展性的分布式架構，將軍工智能制造供應鏈中每一個企業(yè)均看成一個平等的節(jié)點統(tǒng)一組織起來，使其在聯(lián)盟鏈中實現(xiàn)高效交互和信息數(shù)據(jù)流轉，這將降低供應鏈上下游企業(yè)接入難度，同時提升不同企業(yè)間數(shù)據(jù)共享的效率。

每一個節(jié)點都儲存有一份完整的加密后的軍事供應鏈相關數(shù)據(jù)，通過權限控制其可訪問的數(shù)據(jù)內容，即使單一節(jié)點的數(shù)據(jù)損壞，也不影響整個軍工供應鏈網(wǎng)絡的有序運轉。軍工聯(lián)盟鏈多節(jié)點驗證的機制能最大程度保證軍工業(yè)務數(shù)據(jù)的真實可信，并結合每筆交易的哈希數(shù)據(jù)特征，使用數(shù)字簽名確保交易權責清晰。鏈式的數(shù)據(jù)存儲機制使得每一份數(shù)據(jù)都是在之前數(shù)據(jù)基礎之上被記錄，篡改當前數(shù)據(jù)就需要修改過往所有數(shù)據(jù)，這大大提高了篡改數(shù)據(jù)的門檻，保證供應鏈數(shù)據(jù)不可篡改特性的同時，也保證了數(shù)據(jù)的歷史可追溯性。

多方共享真實可信的軍工供應鏈數(shù)據(jù)也為軍工供應鏈金融的開展提供了有效支撐，解決了以往供應鏈金融各參與主體之間多方難以信任，信用無法二級傳遞的問題，包括倉單質押融資、應收賬款融資等業(yè)務能夠在軍工產(chǎn)品供應鏈的上下多級中展開。

基于區(qū)塊鏈的軍工智能制造供應鏈管理將能優(yōu)化供應鏈共享協(xié)同能力，降低供應鏈金融融資成本，減少數(shù)據(jù)孤島帶來的管理低效，提高供應鏈管理效率。

軍工智能制造物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備管理系統(tǒng)圖

軍工智能制造物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備管理

隨著軍工智能制造和軍工制造物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)中邊緣設備也越來越多。邊緣軍工制造設備的計算存儲等能力普遍較弱，需要依賴云端提供的計算存儲資源。這就要求軍工制造網(wǎng)絡的云端有很強的對邊緣設備的管理能力。傳統(tǒng)軍工物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備的管理有基于身份角色，有基于權限等多種模式，這些管理模式都是中心化的。

當前軍工物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備的指數(shù)級增長、邊緣設備與中心的交互越來越頻繁，這帶來巨大的帶寬通信要求，同時物聯(lián)網(wǎng)設備分散在多個分布式節(jié)點，這些導致軍工云端中心化的管理模式越來越難以滿足邊緣設備管理需要?？偟膩碚f，軍工智能制造物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備的管理中存在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)模式下中心服務器計算和通信壓力過大、物聯(lián)網(wǎng)設備種類越來越多，各種設備通信管理交互協(xié)議難以兼容和高效協(xié)同、中心化的數(shù)據(jù)存儲容易導致數(shù)據(jù)泄露和丟失等問題。

基于區(qū)塊鏈技術的軍工物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備管理系統(tǒng)具有去中心化和分布式管理的特點，能夠針對性地解決上述問題。首先針對邊緣設備較多、通信壓力大的問題，系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)設備按照實際軍工制造業(yè)務場景劃分邊緣層、管理層，并對超過一定數(shù)量之后的設備進行分區(qū)分片管理，同時在邊緣設備的上層，設置擁有較多計算資源的邊緣管理層，使用智能合約自動化對最終端設備進行管理，以降低大量終端與中心的通信需求，將大量管理行為下放，從而降低與軍工云端中心的通信管理壓力。其次，針對通信協(xié)議兼容性問題，在軍工物聯(lián)網(wǎng)邊緣管理層的智能合約中，增加邏輯兼容底層協(xié)議，對外提供統(tǒng)一訪問接口，同時利用區(qū)塊鏈分布式同步數(shù)據(jù)等機制保證不同邊緣管理層數(shù)據(jù)和行為的一致性，從而有效降低兼容難度，提升協(xié)同效率。最后，針對軍工數(shù)據(jù)中心化的存儲問題，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的分布式賬本，天然支持多中心的分布式數(shù)據(jù)存儲，能有效及時地同步備份數(shù)據(jù)。結合訪問權限控制和加密體系也能保證軍工數(shù)據(jù)的安全性。

以上是區(qū)塊鏈技術與軍工智能制造可能結合的三個方面。除這幾方面以外，區(qū)塊鏈還可以應用在軍工智能制造分布式協(xié)同、軍工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可信組網(wǎng)等方面。業(yè)界預判，5G時代下的物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將走向“云計算+邊緣計算+區(qū)塊鏈+AIOT”的混合架構，在軍事智能裝備、軍工智能制造領域，區(qū)塊鏈技術應用將會不斷拓展和深入，為推動軍事制造業(yè)的轉型升級提供更多助力。

2016年以來，美國、英國、日本等發(fā)達國家相繼將區(qū)塊鏈技術上升到國家戰(zhàn)略層面，成立了區(qū)塊鏈發(fā)展聯(lián)盟。當前，要學習應用區(qū)塊鏈技術，把握區(qū)塊鏈發(fā)展帶來的重要戰(zhàn)略機遇期，以搶占新一輪科技革命和軍工智能制造變革戰(zhàn)略制高點。