劉海亮

（91404部隊(duì)92分隊(duì)，河北 秦皇島 066000）

區(qū)塊鏈技術(shù)是近幾年產(chǎn)生的一種與人工智能、量子信息、物聯(lián)網(wǎng)同等重要的新一代信息技術(shù)，極大可能對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行模式產(chǎn)生顛覆性影響。雖然軍事領(lǐng)域有其特殊性，但并不妨礙探索區(qū)塊鏈技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，該技術(shù)同樣在軍事領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)

1.1 區(qū)塊鏈概念和原理

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。通俗的說(shuō)，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種涵蓋分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式[1]。

區(qū)塊鏈技術(shù)原理的來(lái)源可歸納為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題——拜占庭將軍問(wèn)題。拜占庭將軍問(wèn)題延伸到互聯(lián)網(wǎng)生活中來(lái)，其內(nèi)涵可概括為：在互聯(lián)網(wǎng)大背景下，當(dāng)需要與不熟悉的對(duì)手方進(jìn)行價(jià)值交換活動(dòng)時(shí)，人們?nèi)绾尾拍芊乐共粫?huì)被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而作出錯(cuò)誤的決策。進(jìn)一步將拜占庭將軍問(wèn)題延伸到技術(shù)領(lǐng)域中來(lái)，其內(nèi)涵可概括為：在缺少可信任的中央節(jié)點(diǎn)和可信任的通道的情況下，分布在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)如何達(dá)成共識(shí)。

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、不可篡改、公開透明、集體維護(hù)、可以追溯、全程留痕等特性。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)已成為與人工智能、量子信息、物聯(lián)網(wǎng)同等重要，并可能產(chǎn)生顛覆性影響的新一代信息技術(shù)。同其他新興技術(shù)產(chǎn)生后必然運(yùn)用于軍事領(lǐng)域一樣，區(qū)塊鏈技術(shù)在軍事領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景，其在軍事領(lǐng)域取得應(yīng)用突破，勢(shì)必產(chǎn)生深刻影響[2]。

但是，區(qū)塊鏈應(yīng)用于軍事領(lǐng)域還存在一些困難，原因如下：①軍隊(duì)指揮權(quán)是從上到下指定的，是中心式的、層級(jí)式的與區(qū)塊鏈的去中心化相矛盾；②軍事信息是機(jī)密的，具有等級(jí)劃分和不透明性，這與區(qū)塊鏈的透明性和全網(wǎng)共識(shí)特性矛盾；③軍事通信一般是無(wú)線、高速的，而區(qū)塊鏈要求網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，計(jì)算性能較差，影響響應(yīng)時(shí)間。

盡管區(qū)塊鏈技術(shù)在軍事應(yīng)用中存在這樣那樣的問(wèn)題，但是并不妨礙利用區(qū)塊鏈思想和技術(shù)去探索在軍事中的應(yīng)用。

本文認(rèn)為可以暫時(shí)避開區(qū)塊鏈的技術(shù)缺點(diǎn)，利用其優(yōu)點(diǎn)，在局部范圍去嘗試探索將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。當(dāng)然，也需要找到這樣一片軍事領(lǐng)域，其適合使用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)，艦艇自防御系統(tǒng)正是適合利用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)的軍事領(lǐng)域。因?yàn)榕炌П旧矸秶^小，局限于局域網(wǎng)內(nèi)；另外艦艇自防御系統(tǒng)要求的自動(dòng)化程度高，減少人工干預(yù)的特性天然與區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)重合。

2 艦艇自防御系統(tǒng)介紹

艦艇自防御系統(tǒng)的目的就是要實(shí)現(xiàn)從發(fā)現(xiàn)反艦巡航導(dǎo)彈到與其交戰(zhàn)整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化，減少人工干預(yù)，縮短反應(yīng)時(shí)間[3]。

2.1 艦艇自防御系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)

自防御系統(tǒng)由軟件和商用成品硬件組成，并將探測(cè)、控制和交戰(zhàn)系統(tǒng)集成起來(lái)。它主要包括局域網(wǎng)、局域網(wǎng)存取裝置、計(jì)算機(jī)程序和操作顯控臺(tái)等部分，在面對(duì)反艦巡航導(dǎo)彈威脅時(shí)，具有自動(dòng)、快速反應(yīng)、多目標(biāo)交戰(zhàn)能力。艦艇自防御系統(tǒng)的前端與探測(cè)部分接口主要有雷達(dá)、電子支援設(shè)備、紅外搜索與跟蹤設(shè)備以及集中式敵我識(shí)別器，其后端與交戰(zhàn)部分接口主要有滾動(dòng)彈體導(dǎo)彈、“密集陣”近程武器系統(tǒng)以及誘餌發(fā)射系統(tǒng)[3]。

艦艇自防御系統(tǒng)內(nèi)有三種顯控臺(tái)：在傳感器顯控臺(tái)上，傳感器監(jiān)控人員可以操作、控制并協(xié)調(diào)自動(dòng)化準(zhǔn)則，根據(jù)自然環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)，指揮傳感器的運(yùn)行；戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)顯控臺(tái)顯示戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃和系統(tǒng)狀態(tài)控制，可指令所有艦艇自防御系統(tǒng)的自動(dòng)性能；在探測(cè)和交戰(zhàn)過(guò)程中，戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)系統(tǒng)可鍵入并使用戰(zhàn)術(shù)準(zhǔn)則，這些準(zhǔn)則包括航跡評(píng)估參數(shù)、武器交戰(zhàn)參數(shù)和電子戰(zhàn)非交戰(zhàn)區(qū)域；武器監(jiān)控顯控臺(tái)能連續(xù)觀察武器狀態(tài)，控制所有電子干擾、導(dǎo)彈和艦炮，武器監(jiān)控在戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)的指令下，能控制威脅選擇和交戰(zhàn)決策過(guò)程[3]。

除了在協(xié)同交戰(zhàn)能力中的多傳感器數(shù)據(jù)融合、復(fù)合航跡形成等問(wèn)題，艦艇自防御系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在武器分配過(guò)程中，其中的難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)武器調(diào)度。艦艇自防御系統(tǒng)中涉及多種高速輸入以及不同射程、不同效率的多種硬、軟殺傷（如箔條）武器，同時(shí)目標(biāo)類型和殺傷概率曲線都存在不確定性。另外，由于傳感器的局限性和及時(shí)性要求，系統(tǒng)有時(shí)很難對(duì)面臨的威脅作出完全確定的決策。更為困難的是，各種自防御資源都存在各自的局限和制約，不可能總是以最優(yōu)的方式來(lái)使用它們。經(jīng)常出現(xiàn)的沖突是：某個(gè)武器系統(tǒng)不能按照理想的計(jì)劃，對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同目標(biāo)進(jìn)行發(fā)射，自防御系統(tǒng)需要系統(tǒng)地解決這些沖突，克服自防御資源的物理限制[3]。

圖1展示了當(dāng)前傳統(tǒng)艦艇防御系統(tǒng)的防御流程。這種集中式的防御系統(tǒng)首先需要收到防空和導(dǎo)彈防御雷達(dá)系統(tǒng)和集成光監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)威脅的信息，然后將信息傳送到系統(tǒng)狀態(tài)顯示控制臺(tái)和戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)顯控臺(tái)，艦艇人員根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)和上級(jí)命令操作戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)控制臺(tái)，下發(fā)指令進(jìn)行防御或進(jìn)行遠(yuǎn)近距離攻擊。

圖1 傳統(tǒng)艦艇防御系統(tǒng)示意圖

2.2 艦艇自防御系統(tǒng)存在的問(wèn)題

通過(guò)前文敘述可知，當(dāng)前艦艇防御系統(tǒng)存在一些問(wèn)題：①當(dāng)前艦艇防御系統(tǒng)為半自動(dòng)化的防御系統(tǒng)，需要有人員干預(yù)；②當(dāng)前艦艇防御系統(tǒng)還是集中式控制，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)傳感監(jiān)視系統(tǒng)與系統(tǒng)狀態(tài)顯示，操作武器進(jìn)行防御，從而進(jìn)行很好的自動(dòng)協(xié)調(diào)操作；③現(xiàn)在艦艇防御系統(tǒng)容易遭受外部攻擊者對(duì)單個(gè)漏洞進(jìn)行攻擊，使指揮失效或者被誘騙執(zhí)行錯(cuò)誤的操作，無(wú)法及時(shí)響應(yīng)發(fā)現(xiàn)的威脅。

3 利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建艦艇自防御系統(tǒng)

3.1 構(gòu)建方法

針對(duì)艦艇防御系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出利用區(qū)塊鏈思想及技術(shù)構(gòu)建艦艇自防御系統(tǒng)，以便能夠解決這些問(wèn)題。針對(duì)問(wèn)題①，可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。而對(duì)于問(wèn)題②和問(wèn)題③，區(qū)塊鏈本身的去中心化和不可篡改特性可以解決?？梢詫⒄麄€(gè)艦艇網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測(cè)偵察系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)系統(tǒng)和系統(tǒng)狀態(tài)顯示系統(tǒng)都存在于這個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)共識(shí)算法彼此驗(yàn)證彼此信任。利用區(qū)塊鏈構(gòu)建的艦艇自防御系統(tǒng)假想圖如圖2所示。

圖2 利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的艦艇自動(dòng)防御系統(tǒng)

如圖2所示，整個(gè)艦艇網(wǎng)絡(luò)處于一個(gè)私有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，這樣能夠保證偵測(cè)系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和武器系統(tǒng)能夠通過(guò)共識(shí)算法相互信任，同時(shí)使間諜活動(dòng)不易攻破區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。由于偵測(cè)系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和武器系統(tǒng)處于同一私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，能夠協(xié)調(diào)運(yùn)作，這時(shí)只需要一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)顯控臺(tái)即可，當(dāng)然這里也提供手動(dòng)操作接口，以便必要時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)操作。

3.2 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

首先，防空和導(dǎo)彈防御雷達(dá)系統(tǒng)和集成光監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)傳感器偵測(cè)到敵情信息，并在整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，決策系統(tǒng)通過(guò)共識(shí)算法判別敵情信息正確性，并進(jìn)行自主決策，同時(shí)對(duì)決策信息進(jìn)行告警，以便系統(tǒng)狀態(tài)控制臺(tái)監(jiān)控人員可進(jìn)行人工干預(yù)操作，進(jìn)行決策糾偏。在沒(méi)有人工干預(yù)情況下，武器系統(tǒng)通過(guò)共識(shí)算法識(shí)別，并驗(yàn)證決策信息正確性，并利用智能合約技術(shù)自動(dòng)協(xié)調(diào)近程和遠(yuǎn)程武器系統(tǒng)進(jìn)行防御。在整個(gè)過(guò)程中，只有在決策系統(tǒng)會(huì)有人機(jī)接口以供人工干預(yù)決策，其他過(guò)程全部通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)識(shí)別驗(yàn)證并自動(dòng)完成，增強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化及響應(yīng)速度，提高艦艇自防御系統(tǒng)的性能。

4 結(jié)論與展望

綜上，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以構(gòu)建艦艇自防御系統(tǒng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度及響應(yīng)速度，提高間諜活動(dòng)攻破私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的難度，甚至不能被攻破。

當(dāng)然，利用區(qū)塊鏈構(gòu)建艦艇自防御系統(tǒng)也存在一些問(wèn)題。比如，在決策系統(tǒng)告警時(shí)，存在人機(jī)接口以糾偏自動(dòng)決策系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，這個(gè)人機(jī)接口的設(shè)計(jì)會(huì)影響自動(dòng)決策機(jī)制以及響應(yīng)速度，要設(shè)計(jì)合理的接口等待時(shí)間。同時(shí)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立的艦艇自防御系統(tǒng)缺少與上級(jí)指揮系統(tǒng)的聯(lián)系，這樣的自防御系統(tǒng)只能自作戰(zhàn)，還需要有與上級(jí)指揮系統(tǒng)的接口，但是這個(gè)接口如何設(shè)計(jì)也有待進(jìn)一步研究。

實(shí)際上，區(qū)塊鏈技術(shù)在民用和軍事領(lǐng)域應(yīng)用都處于起步探索階段。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步成熟，會(huì)加速區(qū)塊鏈對(duì)軍事領(lǐng)域的革命，進(jìn)而能夠解決區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建艦艇自防御系統(tǒng)存在的缺陷和問(wèn)題。