摘 要：作為數(shù)字貨幣的底層技術(shù)，區(qū)塊鏈具有去中心化、集體維護、數(shù)據(jù)不可篡改和可追溯等特性，被認為在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其安全可靠、互聯(lián)互通和隱私保護等需求，與區(qū)塊鏈的核心特性天然吻合。當前區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段，鮮有學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的集成應(yīng)用進行探討。通過系統(tǒng)闡述區(qū)塊鏈技術(shù)的基本原理，對區(qū)塊鏈技術(shù)當前在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的研究現(xiàn)狀進行了全面的總結(jié)。分析了區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中最有潛力的３ 個應(yīng)用場景，重點闡述了區(qū)塊鏈在其中所發(fā)揮的功能和優(yōu)勢。提出了區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)需面臨的挑戰(zhàn)，并給出了解決思路，以為將來區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的深入應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)；航天供應(yīng)鏈；多星任務(wù)協(xié)同；遙感數(shù)據(jù)交易；優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

中圖分類號：Ｖ１１ 文獻標志碼：Ａ 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（ＯＳＩＤ）：

文章編號：１００３－３１０６（２０２４）０４－０７９１－１３

０ 引言

衛(wèi)星系統(tǒng)可以提供遙感、通信和導(dǎo)航等多種信息服務(wù)［１－３］，在經(jīng)濟建設(shè)、國防安全和環(huán)境治理等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，是國家戰(zhàn)略科技力量的重要組部分。當前，世界各航天強國都在積極推進衛(wèi)星系統(tǒng)尤其是大規(guī)模分布式星座系統(tǒng)的建設(shè)。例如，美國的“星鏈”項目計劃搭建由１１ ９２７ 顆衛(wèi)星組成的星鏈網(wǎng)絡(luò)，為全球用戶提供低成本的互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)；英國的“一網(wǎng)”項目計劃通過３ 個階段部署約１ ９８０ 顆低軌衛(wèi)星，為全球１０ 億用戶提供快速、高帶寬的通信服務(wù)；中國的“星網(wǎng)”項目計劃發(fā)射１２ ９９２ 顆衛(wèi)星，旨在構(gòu)建一個覆蓋全球的低軌衛(wèi)星高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以提供更加穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)［４］。隨著衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在軌衛(wèi)星種類和數(shù)量急劇增長，對其制造管理技術(shù)和運行管理技術(shù)帶來了巨大挑戰(zhàn)，如在衛(wèi)星研發(fā)制造過程中的質(zhì)量管理與成本控制技術(shù)，以及在衛(wèi)星運行管控過程中的資源調(diào)度與健康管理技術(shù)等。

衛(wèi)星系統(tǒng)制造運行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)是進行衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)管理的基礎(chǔ)性條件：當前衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理主要存在兩大挑戰(zhàn)。首先，不同衛(wèi)星部門擁有獨立的管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用服務(wù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源等彼此相互獨立，導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)真正的互聯(lián)互通；由于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的特殊性，衛(wèi)星數(shù)據(jù)往往涉及國家安全等敏感信息。使用傳統(tǒng)云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理難以滿足數(shù)據(jù)保密與信息安全等方面的要求，可能存在黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露等潛在風險。因此，亟需一種安全可靠的方式整合各類分散存儲的數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的可信管理。

區(qū)塊鏈技術(shù)以去中心化、去信任為基本特征，可提供同步、安全和不可變的數(shù)據(jù)記錄，被認為在航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［５］。２０１７ 年美國航空航天局戈達德航天中心的研究報告對區(qū)塊鏈技術(shù)在分布式航天器任務(wù)控制中的應(yīng)用進行了梳理，并提出區(qū)塊鏈技術(shù)可以實時、持續(xù)地提供深度學(xué)習所需的數(shù)據(jù)，用于持續(xù)的學(xué)習和改進［６］。２０１８ 年歐空局發(fā)布的關(guān)于“區(qū)塊鏈和地球觀測”的白皮書中將區(qū)塊鏈技術(shù)視為全球數(shù)字經(jīng)濟未來增長的革命性工具［７］，并在２０１９ 年和２０２０ 年連續(xù)發(fā)表了相關(guān)研究報告，指出區(qū)塊鏈技術(shù)在對地觀測數(shù)據(jù)標準融合統(tǒng)一、數(shù)據(jù)合作共享和星上數(shù)據(jù)處理空間自主系統(tǒng)等方面具有應(yīng)用潛力［８－９］。將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)管理具有以下優(yōu)勢：首先，區(qū)塊鏈技術(shù)有助于實現(xiàn)航天數(shù)據(jù)的可信存儲管理。區(qū)塊鏈適用于打破不同衛(wèi)星部門間的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)互聯(lián)互通。區(qū)塊鏈中的聯(lián)盟鏈和私有鏈具有良好的隱私保護性，可以安全地記錄所有的空間資產(chǎn)信息、任務(wù)信息和交易信息等核心數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)泄露與篡改。其次，區(qū)塊鏈技術(shù)有助于構(gòu)建不同衛(wèi)星部門間的合作信任關(guān)系，基于區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)可實現(xiàn)衛(wèi)星在軌管理流程的自動化，有助于提高衛(wèi)星在軌管理效率和智能化水平。最后，區(qū)塊鏈技術(shù)有助于促進空間資產(chǎn)或數(shù)據(jù)的交易，適用于構(gòu)建整合航天機構(gòu)、政府部門、企業(yè)和個人買家的統(tǒng)一交易平臺。

為了促進區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，本文首先闡述了區(qū)塊鏈技術(shù)的定義、核心技術(shù)、分類及其在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，然后列舉了區(qū)塊鏈技術(shù)未來在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中３ 處可能的應(yīng)用場景，最后分析了區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用所要面臨的挑戰(zhàn)并提出了相應(yīng)的對策。

１ 區(qū)塊鏈技術(shù)概述

１． １ 區(qū)塊鏈定義

區(qū)塊鏈技術(shù)最早由中本聰于２００８ 年在論文《比特幣：一種點對點電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中提出［１０］。區(qū)塊鏈是密碼學(xué)、計算機科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的集成運用，將數(shù)據(jù)以特定方式組合、存儲與處理，具有去中心化、去信任、數(shù)據(jù)難以篡改、可追溯等特點。

１． ２ 區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

（１）加密算法

區(qū)塊鏈技術(shù)廣泛采用了現(xiàn)代信息安全和密碼學(xué)的技術(shù)成果，如哈希算法、非對稱加密算法和數(shù)字簽名等。系統(tǒng)中的交易在經(jīng)過哈希函數(shù)處理后，由交易發(fā)起者用自己的私鑰進行簽名，最終被寫入賬本。在賬本公開的情況下，最大限度地保護了數(shù)據(jù)的安全和用戶的隱私。

（２）分布式數(shù)據(jù)存儲

區(qū)塊鏈系統(tǒng)中每個全節(jié)點都有獨立完整的數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)以區(qū)塊的方式永久存儲，各區(qū)塊按照時間順序先后生成并連接成鏈。各區(qū)塊可分為區(qū)塊頭和區(qū)塊體。區(qū)塊頭記錄著有關(guān)該區(qū)塊的一些信息，并通過哈希指針與前一個區(qū)塊相連。區(qū)塊體則包含了經(jīng)過驗證的、該區(qū)塊創(chuàng)建過程中系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的所有交易數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以默克爾樹的形式存儲在區(qū)塊體中，如圖１ 所示。

（３）共識機制

一致性難題是分布式系統(tǒng)管理中的共性問題。系統(tǒng)中各節(jié)點達成一致性的過程被稱為共識，而共識機制是實現(xiàn)系統(tǒng)共識的具體方法。根據(jù)應(yīng)用場景不同，區(qū)塊鏈共識機制可分為：① 適用于公有鏈的共識機制，如工作量證明（Ｐｒｏｏｆ ｏｆＷｏｒｋ，ＰｏＷ）［１１］、權(quán)益證明（Ｐｒｏｏｆ ｏｆ Ｓｔａｋｅ，ＰｏＳ）［１２］和委托權(quán)益證明（Ｄｅｌｅｇａｔｅｄ Ｐｒｏｏｆ ｏｆ Ｓｔａｋｅ，ＤＰｏＳ）［１３］等；② 適用于聯(lián)盟鏈或私有鏈的共識機制，如實用拜占庭容錯（Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｂｙｚａｎｔｉｎｅ ＦａｕｌｔＴｏｌｅｒａｎｃｅ，ＰＢＦＴ）［１４］。上述典型共識機制間的差異如表１ 所示。

（４）智能合約

智能合約最早在１９９４ 年由美國計算機學(xué)家尼克· 薩博（Ｎｉｃｋ Ｓｚａｂｏ）提出［１５］，它本質(zhì)上是一段運行在區(qū)塊鏈上的計算機程序，由圖靈完備（Ｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）語言編寫，可以在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中自動執(zhí)行。智能合約的應(yīng)用使區(qū)塊鏈在保留原有特性的同時增加了可編程的特點，也使得區(qū)塊鏈的應(yīng)用范圍從最初的數(shù)字貨幣，拓展到社會生活的各個領(lǐng)域中。近年來以太坊、Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ 等開發(fā)平臺的相繼出現(xiàn)，為智能合約的推廣應(yīng)用提供了支撐，表２ 從多個角度對比了以上２ 種智能合約開發(fā)平臺。

１． ３ 區(qū)塊鏈的技術(shù)架構(gòu)

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，一些區(qū)塊鏈開發(fā)平臺相繼出現(xiàn)，雖然它們的體系結(jié)構(gòu)并不完全相同，但依然存在著諸多共性。通常把區(qū)塊鏈平臺技術(shù)架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、合約層和應(yīng)用層５ 個層次，如圖２ 所示。

數(shù)據(jù)層通過默克爾樹、非對稱加密算法等技術(shù)實現(xiàn)區(qū)塊數(shù)據(jù)的安全存儲；網(wǎng)絡(luò)層采用點對點協(xié)議實現(xiàn)節(jié)點間安全的數(shù)據(jù)傳輸；共識層封裝各類共識算法和驅(qū)動節(jié)點共識行為的獎懲機制，以實現(xiàn)分布式節(jié)點間的數(shù)據(jù)一致性；合約層封裝各類腳本代碼、算法以及由此生成的更為復(fù)雜的智能合約，是實現(xiàn)區(qū)塊鏈可編程特性的關(guān)鍵；應(yīng)用層封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場景和案例。

１． ４ 區(qū)塊鏈的分類

根據(jù)應(yīng)用場景和用戶權(quán)限的差異，可將區(qū)塊鏈分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈３ 類［１６］。公有鏈中各節(jié)點可以自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)，參與鏈上數(shù)據(jù)的讀寫。聯(lián)盟鏈服務(wù)于某些特定組織或機構(gòu)，節(jié)點經(jīng)授權(quán)后才能加入與退出網(wǎng)絡(luò)。私有鏈服務(wù)于特定組織或個人，數(shù)據(jù)的訪問和使用具有嚴格的權(quán)限管理，一般用于內(nèi)部審計。聯(lián)盟鏈與私有鏈的區(qū)別在于，聯(lián)盟鏈通常服務(wù)于多個組織或機構(gòu)，而私有鏈僅服務(wù)于單個組織或個人。３ 類區(qū)塊鏈的分析比較如表３所示。

１． ５ 區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的研究現(xiàn)狀

迄今為止，區(qū)塊鏈技術(shù)已在供應(yīng)鏈管理、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療和能源等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了良好應(yīng)用［１７ ］，在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用仍處于起步階段，且未見對于對該領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀的系統(tǒng)性梳理。表４ 總結(jié)了當前區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的研究現(xiàn)狀，并根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ溥M行了簡單分類。

盡管目前區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用仍主要為理論研究，但已有部分企業(yè)開展了積極的實踐探索。例如，由太空鏈（Ｓｐａｃｅ Ｃｈａｉｎ）公司推出的“太空鏈”計劃，旨在建立世界上第一個基于區(qū)塊鏈的開源衛(wèi)星平臺，讓全球社區(qū)都能夠無障礙地在太空進行交流、訪問和合作。２０２１ 年６ 月，該公司將首個集成商用以太坊區(qū)塊鏈的衛(wèi)星有效載荷發(fā)射升空。

２ 區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用前景

針對區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，本節(jié)從衛(wèi)星研發(fā)制造管理、在軌運行管理和應(yīng)用服務(wù)管理３ 個角度，選取了３ 個最有潛力的應(yīng)用場景，闡述區(qū)塊鏈在其中應(yīng)用的優(yōu)勢。

２． １ 航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理

航天供應(yīng)鏈是由原材料供應(yīng)商、制造商、零售商、運營商和客戶等多種利益相關(guān)者組成的多級復(fù)雜系統(tǒng)，在供應(yīng)鏈各階段產(chǎn)生的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)對于航天供應(yīng)鏈管理具有重要價值。當前航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理主要存在以下問題：① 數(shù)據(jù)透明化程度低。航天供應(yīng)鏈涉及眾多參與主體，而企業(yè)之間的數(shù)據(jù)壁壘導(dǎo)致各企業(yè)間對工作流、信息流、物流和資金流等信息情況掌握不對稱，形成信息孤島，不僅影響業(yè)務(wù)活動的效率，無形之中還提升了供應(yīng)鏈潛在的風險。② 數(shù)據(jù)難以全程追溯。航天供應(yīng)鏈中參與企業(yè)眾多，且地理位置分散，來自多方的數(shù)據(jù)相互交錯，企業(yè)間關(guān)系錯綜復(fù)雜。當供應(yīng)鏈中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時很難定位到問題所在，為責任追溯帶來困難。③ 企業(yè)間數(shù)據(jù)共享積極性低。供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)間，如同級供應(yīng)商之間存在競爭關(guān)系，企業(yè)不希望自己的一些財務(wù)信息、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)成本等隱私數(shù)據(jù)被他人獲取，這在一定程度上降低了企業(yè)間數(shù)據(jù)共享的積極性。

由于聯(lián)盟鏈具備弱中心化、數(shù)據(jù)不可篡改和可追溯的特性，同時具有完善的身份認證與授權(quán)機制，適用于解決上述航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理問題。如圖３所示，針對航天供應(yīng)鏈中生產(chǎn)原材料獲取、物流運輸、產(chǎn)品生產(chǎn)加工和銷售等環(huán)節(jié)，構(gòu)建基于聯(lián)盟鏈的航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理框架，將供應(yīng)鏈、第三方物流、經(jīng)銷商和零售商等連接至同一聯(lián)盟鏈中。聯(lián)盟鏈中上鏈的數(shù)據(jù)包括訂單、生產(chǎn)、顧客、庫存和物流等供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)。通過聯(lián)盟鏈中的分布式賬本、哈希函數(shù)和默克爾樹等技術(shù)，對這些來自各方的數(shù)據(jù)進行可信存儲管理，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動化庫存管理、生產(chǎn)管理和售后管理等功能，從而顯著提升航天供應(yīng)鏈管理的整體效率。

通過將聯(lián)盟鏈技術(shù)集成到航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理過程中，可解決當前航天供應(yīng)鏈中存在的數(shù)據(jù)共享程度低、訪問透明性差以及隱私保護等問題，有助于建立安全高效的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理體系。具體優(yōu)勢如下：

① 提高供應(yīng)鏈信息透明度，增大數(shù)據(jù)造假成本。通過點對點網(wǎng)絡(luò)和分布式賬本技術(shù)，可實現(xiàn)供應(yīng)鏈中部分數(shù)據(jù)的公開透明。數(shù)據(jù)以默克爾樹的形式被存儲在各個區(qū)塊中，并通過哈希指針依次串聯(lián)成鏈，這種結(jié)構(gòu)使得記錄在聯(lián)盟鏈中的數(shù)據(jù)難以篡改。系統(tǒng)中每個用戶都可以在本地計算機上存儲一個系統(tǒng)賬本副本，這樣的設(shè)計使得即便部分用戶偽造或篡改賬本數(shù)據(jù)，也難以讓網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶協(xié)同合作來支持其偽造數(shù)據(jù)，從而使得造假成本大幅上升。

② 實現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯性，提高責任追溯效率。數(shù)據(jù)層中所有區(qū)塊通過哈希指針相互連形成區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，這使得記錄在聯(lián)盟鏈中的數(shù)據(jù)具有可追溯的性質(zhì)。當供應(yīng)鏈中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，可以順著區(qū)塊中的相關(guān)記錄往前追溯所有相關(guān)信息，快速定位到問題所在。

③ 保護企業(yè)隱私數(shù)據(jù)，提高企業(yè)信息共享積極性。聯(lián)盟鏈通過權(quán)限控制和身份驗證確保只有授權(quán)的節(jié)點能夠訪問特定的數(shù)據(jù)，從而保護隱私信息。此外，零知識證明技術(shù)也常被用來驗證節(jié)點對某些數(shù)據(jù)的所有權(quán)，而不需要透露實際的數(shù)據(jù)內(nèi)容，從而保護隱私。

２． ２ 多星協(xié)同任務(wù)管理

隨著衛(wèi)星裝備技術(shù)的不斷發(fā)展和觀測需求的快速涌現(xiàn)，人們?nèi)找孚呄蛴谕ㄟ^多顆衛(wèi)星的星間協(xié)作來完成復(fù)雜觀測任務(wù)［３６］。然而不同衛(wèi)星的業(yè)務(wù)模式和管控體系均存在較大差異，難以進行集中管理和統(tǒng)籌調(diào)度［３７］。目前多星協(xié)同任務(wù)管理主要存在以下問題：① 資源間信任關(guān)系難以達成。衛(wèi)星資源隸屬于不同管理部門，沒有唯一權(quán)威的中心管控節(jié)點，彼此之間互不信任，導(dǎo)致任務(wù)管理效率低且任務(wù)執(zhí)行過程中信息不夠公開透明。② 數(shù)據(jù)共享與傳輸安全性低。多星協(xié)同任務(wù)規(guī)劃過程中常需與相鄰衛(wèi)星進行通信以交換信息，然而星間鏈路具有高度開放特性，使其容易受到對手的攻擊，如中間人攻擊、拒絕服務(wù)攻擊和重放攻擊等，給正常節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸安全帶來威脅。③ 針對突發(fā)事件的響應(yīng)時效性低。太空環(huán)境復(fù)雜未知，多星協(xié)同運行過程中經(jīng)常會發(fā)生突發(fā)事件，而應(yīng)對突發(fā)事件制定的應(yīng)對方案往往需要等待下一次衛(wèi)星過境測控站才能上注并執(zhí)行，這極大限制了衛(wèi)星系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。

聯(lián)盟鏈中的分布式賬本、共識算法和密碼學(xué)等技術(shù)對解決上述問題具有很好的契合性。圖４ 描述了基于聯(lián)盟鏈的多星協(xié)同任務(wù)管理架構(gòu)，可分為數(shù)據(jù)層、區(qū)塊鏈服務(wù)層和應(yīng)用層３ 個層次。其中，數(shù)據(jù)層主要用于存儲任務(wù)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)和環(huán)境態(tài)勢數(shù)據(jù)等。區(qū)塊鏈服務(wù)層介于數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)層之間，通過分布式賬本、共識算法和智能合約等技術(shù)為系統(tǒng)業(yè)務(wù)用戶提供基于區(qū)塊鏈的服務(wù)。應(yīng)用層則實現(xiàn)多星協(xié)同任務(wù)管理的核心業(yè)務(wù)功能，如航跡預(yù)測、目標搜索和緊急救援等。

基于上述架構(gòu)將來自不同國家或組織的衛(wèi)星連接至同一聯(lián)盟鏈中，可在太空中建立星間數(shù)據(jù)傳輸共享的可信通道，保障各參與方的信息利益、提高多星協(xié)同任務(wù)管理效率。具體優(yōu)勢如下：

① 協(xié)作與同步。聯(lián)盟鏈具有弱中心化和去信任的特性，可以在沒有中心管控單位的情況下建立起不同部門衛(wèi)星間的合作信任。系統(tǒng)中所有衛(wèi)星節(jié)點從同一賬本中共享數(shù)據(jù)信息，通過共識機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，利用密碼學(xué)原理保證數(shù)據(jù)訪問與共享的安全。

② 安全與信任。利用公鑰密碼體制和數(shù)字簽名技術(shù)，可實現(xiàn)星間數(shù)據(jù)的可靠傳輸。通過分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少核心衛(wèi)星節(jié)點故障或受攻擊時帶來的損失，當某個衛(wèi)星節(jié)點被攻擊時，聯(lián)盟鏈的驗證功能可幫助快速定位入侵的節(jié)點位置。此外，通過公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＰＫＩ）對網(wǎng)絡(luò)中衛(wèi)星節(jié)點的身份進行管理，可實現(xiàn)去中心化的星間身份認證，防范惡意攻擊。

③ 自動與高效。智能合約具有可編程特性，可根據(jù)實際需要編寫并安裝在用戶節(jié)點中，一旦觸發(fā)預(yù)定事件，合約將自動執(zhí)行。針對多星協(xié)同任務(wù)中的突發(fā)或應(yīng)急事件，可事先基于歷史數(shù)據(jù)及專家經(jīng)驗預(yù)判可能會面臨的突發(fā)或應(yīng)急事件，然后針對這些事件制定一系列應(yīng)對方案，并將這些方案以智能合約的形式部署在聯(lián)盟鏈上的衛(wèi)星節(jié)點中。一旦衛(wèi)星運行過程中遭遇突發(fā)情況，將自動觸發(fā)相關(guān)合約，實現(xiàn)對事件的快速響應(yīng)和處理。此外，在多星協(xié)同運行過程中，還可結(jié)合具體業(yè)務(wù)模式構(gòu)建自動化處理合約庫，在此基礎(chǔ)上設(shè)計“工作模式識別－流程自組織”的智能匹配機制，實現(xiàn)跨組織、跨資源的業(yè)務(wù)流程的自動化執(zhí)行和監(jiān)控，提高多星協(xié)同任務(wù)管理效率。

２． ３ 遙感數(shù)據(jù)交易管理

隨著衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。遙感數(shù)據(jù)作為遙感應(yīng)用的基礎(chǔ)，在很多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，各行各業(yè)對遙感數(shù)據(jù)的需求也越來越大。然而，當前遙感數(shù)據(jù)交易市場卻不夠活躍，限制了遙感應(yīng)用的普及以及遙感數(shù)據(jù)的商業(yè)化發(fā)展。遙感數(shù)據(jù)交易面臨著兩大問題：① 遙感數(shù)據(jù)供給方與需求方之間缺乏一個公開且安全可信的交易平臺，傳統(tǒng)交易平臺大多為中心化的Ｂ２Ｃ 交易模式，交易需要依賴可信第三方，而缺乏一個直接連接遙感數(shù)據(jù)供需方的去中心化Ｃ２Ｃ 交易平臺，限制了遙感數(shù)據(jù)的商業(yè)化發(fā)展；② 遙感數(shù)據(jù)的稀缺性和機密性對交易系統(tǒng)的安全可靠性提出了很高的要求，傳統(tǒng)中心化交易系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障或受到攻擊，可能會存在數(shù)據(jù)泄露的風險，不適用于遙感數(shù)據(jù)交易。

公有鏈的去中心化、安全透明和不可篡改等特性，與遙感數(shù)據(jù)交易平臺的信息開放對等、系統(tǒng)安全可靠等需求具有很高的契合度，可為遙感數(shù)據(jù)的在線交易提供一個良好的技術(shù)平臺。圖５ 展示了基于公有鏈的遙感數(shù)據(jù)交易平臺的整體架構(gòu)。平臺中的用戶可分為圖像供應(yīng)商和圖像購買者兩大類。圖像供應(yīng)商作為平臺的核心數(shù)據(jù)提供者，通過出售遙感數(shù)據(jù)來獲取經(jīng)濟收益。而購買者則能夠根據(jù)自己的實際需求，在平臺上檢索并購買所需的遙感數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈技術(shù)作為該平臺的底層支撐，通過點對點網(wǎng)絡(luò)、分布式賬本和哈希函數(shù)等技術(shù)，為用戶提供一個去中心化、互聯(lián)互通、安全開放的網(wǎng)絡(luò)交易環(huán)境。

利用公有鏈平臺來管理遙感數(shù)據(jù)交易可以解決遙感數(shù)據(jù)交易安全和網(wǎng)絡(luò)交易信任等問題，保護交易雙方利益，拓展遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍。具體優(yōu)勢如下：

①提供可信數(shù)據(jù)交易平臺，促進遙感數(shù)據(jù)商業(yè)化發(fā)展。通過數(shù)據(jù)層的哈希算法、數(shù)字簽名等技術(shù)，可以確保存儲在系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全性，通過點對點網(wǎng)絡(luò)、共識算法可以實現(xiàn)所有用戶的數(shù)據(jù)共享與同步，從而打破不同機構(gòu)部門間的數(shù)據(jù)壁壘，為行業(yè)的經(jīng)營和管理提供可信平臺。

② 提高遙感數(shù)據(jù)交易效率，降低交易成本。智能合約技術(shù)具有可編程和由事件自動觸發(fā)的特性，將數(shù)據(jù)交易過程中的一些通用（機械化）流程通過智能合約編寫成程序部署在用戶節(jié)點中，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交易過程中的脫媒和去中介化。用戶可以通過點對點直接交易的方式，在沒有第三方的情況下，通過預(yù)置的合約，實現(xiàn)交易過程中相關(guān)流程的自動化，縮短結(jié)算時間，降低交易成本。

③ 保護交易信息，提高系統(tǒng)安全性。傳統(tǒng)中心化交易機構(gòu)在受到攻擊或發(fā)生數(shù)據(jù)損壞后會造成整個系統(tǒng)的崩潰，并且存在交易信息泄露或篡改的風險。利用分布式區(qū)塊鏈技術(shù)，即使系統(tǒng)中一小部分節(jié)點受到攻擊，系統(tǒng)仍可正常運行，并且由于區(qū)塊鏈的分布式特性，攻擊者無法篡改存儲在區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)具有較高的安全性和穩(wěn)健性。

３ 區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的潛在挑戰(zhàn)

將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)可帶來諸多優(yōu)勢，但當前區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段。存儲冗余、低吞吐量和智能合約漏洞等問題，制約了其在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的深度應(yīng)用。為促進區(qū)塊鏈與衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的深度融合，亟需突破關(guān)鍵技術(shù)，消除制約因素。本節(jié)分別從存儲、吞吐量和智能合約３ 個角度列舉潛在挑戰(zhàn)并給出相應(yīng)的解決思路。

３． １ 存儲冗余

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，每個全節(jié)點都需要同步自創(chuàng)世區(qū)塊以來的所有數(shù)據(jù)，以高存儲冗余來保證系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的可靠性［３８］。系統(tǒng)的存儲能力并不會隨著節(jié)點數(shù)量的增多而增強，而是受限于系統(tǒng)中的瓶頸節(jié)點。這種存儲冗余不僅增加了存儲能力有限的普通節(jié)點加入系統(tǒng)的難度，也制約了區(qū)塊鏈的發(fā)展和應(yīng)用［３９］。以比特幣系統(tǒng)為例，截至２０２４ 年１ 月１ 日，比特幣區(qū)塊鏈中存儲的數(shù)據(jù)量已達到５２３． ４３ ＧＢ［４０］，這意味著系統(tǒng)中的全節(jié)點需浪費５００ ＧＢ 以上的存儲空間來記錄所有交易數(shù)據(jù)。對于衛(wèi)星數(shù)據(jù)而言，其種類繁多、數(shù)量龐大，而星上存儲空間極為珍貴且有限，數(shù)據(jù)同步會給衛(wèi)星系統(tǒng)中的設(shè)備帶來巨大的存儲壓力。因此，有必要采取一系列優(yōu)化措施以降低系統(tǒng)中節(jié)點的存儲壓力?？煽紤]分別使用鏈上存儲和鏈下存儲的方法來降低區(qū)塊鏈中節(jié)點的存儲冗余。

（１）鏈上存儲

鏈上存儲的主要思想是通過優(yōu)化區(qū)塊鏈中的存儲方式來提升其存儲性能。目前常用的鏈上存儲方案主要有狀態(tài)分片、網(wǎng)絡(luò)編碼和輕節(jié)點存儲。

分片技術(shù)最初應(yīng)用于分布式數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫被劃分為多個部分并分別存儲在不同的服務(wù)器中［４１］。在區(qū)塊鏈中，分片指將整個網(wǎng)絡(luò)分割成多個子網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)絡(luò)中包含若干節(jié)點。根據(jù)分片對象的不同，區(qū)塊鏈中主要有３ 種分片方法：網(wǎng)絡(luò)分片、交易分片和狀態(tài)分片［４２］。其中，狀態(tài)分片將不同數(shù)據(jù)存儲于不同分片，每個分片內(nèi)節(jié)點只存儲部分賬本數(shù)據(jù)，降低了節(jié)點的存儲壓力。目前常用的區(qū)塊鏈分片協(xié)議有Ｅｌａｓｔｉｃｏ 協(xié)議［４３］、ＯｍｎｉＬｅｄｇｅｒ 協(xié)議［４４］和ＲａｐｉｄＣｈａｉｎ 協(xié)議［４５］等。

網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)最早是在２０００ 年由Ａｈｌｓｗｅｄｅ 提出［４６］。區(qū)塊鏈中的網(wǎng)絡(luò)編碼指將多個交易數(shù)據(jù)編碼成一個編碼向量，然后分散存儲在多個節(jié)點上。這樣，即使某些節(jié)點丟失或損壞，其他節(jié)點上的編碼向量也可以通過解碼操作恢復(fù)原始交易數(shù)據(jù)。這種方式不僅提高了數(shù)據(jù)的可靠性，也降低了節(jié)點的存儲壓力。當前應(yīng)用較多的一種區(qū)塊鏈編碼方法是糾刪碼［４７］。

輕節(jié)點存儲即節(jié)點只存儲每個區(qū)塊的區(qū)塊頭數(shù)據(jù)而非全部區(qū)塊數(shù)據(jù)。這種方法可以有效降低節(jié)點因數(shù)據(jù)同步帶來的存儲負擔［４８］。ＳＰＶ 協(xié)議是最早被提出的輕節(jié)點協(xié)議。ＳＰＶ 協(xié)議中規(guī)定，輕節(jié)點只需存儲各區(qū)塊的區(qū)塊頭數(shù)據(jù)即可，但在驗證交易時，輕節(jié)點必須依賴于全節(jié)點，通過與全節(jié)點進行信息交互來驗證交易。因此，采用這種方法節(jié)約存儲空間的代價是會增加全節(jié)點的計算成本和節(jié)點間的通信成本［４９］。針對ＳＰＶ 協(xié)議的不足，很多研究對其進行了改進，如后來提出的ＦｌｙＣｌｉｅｎｔ 協(xié)議［５０］、ＥＰＢＣ協(xié)議［５１］和ＳＣＣ 協(xié)議［５２］等。

（２）鏈下存儲

鏈下存儲指將區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到非區(qū)塊鏈系統(tǒng)中存儲，區(qū)塊鏈中僅存儲這些數(shù)據(jù)的“指針”。當需要獲取完整數(shù)據(jù)時，通過該數(shù)據(jù)的“指針”在非區(qū)塊鏈系統(tǒng)中檢索原始數(shù)據(jù)即可［５３］。目前常用的鏈下存儲方案有基于分布式哈希表（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＨａｓｈ Ｔａｂｌｅ，ＤＨＴ）的鏈下存儲、基于星際文件系統(tǒng)（Ｉｎｔｅｒ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＩＰＦＳ）的鏈下存儲和基于云的鏈下存儲。

ＤＨＴ 是一種分布式存儲方法［５４］。ＤＨＴ 將數(shù)據(jù)分散存儲在多個節(jié)點上，并使用哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換為節(jié)點標識符，以便于數(shù)據(jù)的檢索和管理。ＤＨＴ 具有可擴展性和可靠性，能夠適應(yīng)大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲和訪問，常用于構(gòu)建去中心化應(yīng)用［５５］。

ＩＰＦＳ 是一種基于內(nèi)容尋址的分布式文件存儲系統(tǒng)［５６］。文件存儲到ＩＰＦＳ 中后，將會生成一個ＩＰＦＳ 哈希值，作為用戶在ＩＰＦＳ 中訪問文件的索引。ＩＰＦＳ 將文件分散存儲到多個服務(wù)器中，可以有效避免單臺服務(wù)器故障造成的數(shù)據(jù)丟失［５７］。

云存儲是一種將數(shù)據(jù)存儲在云端的服務(wù)，它利用由第三方運營的多臺虛擬服務(wù)器來保存數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)自身的數(shù)據(jù)存儲需求，向該第三方機構(gòu)租賃或購買存儲空間［５８］。第三方機構(gòu)會根據(jù)用戶的實際需求，為其提供一個存儲資源池，以便用戶將數(shù)據(jù)存儲在其中。用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)隨時訪問和管理這些數(shù)據(jù)［５９］。

上述鏈下存儲方案通過將數(shù)據(jù)存儲非區(qū)塊鏈系統(tǒng)中以降低節(jié)點的存儲壓力，但這種方法并不適用于所有場景。例如，對于部署在星上的區(qū)塊鏈，采用鏈下存儲的方式即將星上區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)全部存儲到地面系統(tǒng)。然而，由于衛(wèi)星與地面的信息交互高度依賴于星地時間窗口，鏈下存儲的方式可能會導(dǎo)致衛(wèi)星在多數(shù)時間內(nèi)無法直接訪問存儲在地面系統(tǒng)中的完整數(shù)據(jù)。因此，在星上區(qū)塊鏈中采用鏈下存儲模式可能并不適用。在實際應(yīng)用中，用戶可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景和實際情況選取合適的存儲優(yōu)化方案。

３． ２ 低吞吐量

系統(tǒng)的吞吐量是指系統(tǒng)每秒可以處理的業(yè)務(wù)數(shù)量，是衡量區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能的重要指標［６０］。很多區(qū)塊鏈系統(tǒng)都有吞吐量過低的問題。例如，比特幣系統(tǒng)每秒僅能處理７ 筆交易，并且每筆交易需要６０ ｍｉｎ 以上才能確認，而傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)如Ｖｉｓａ 每秒可以處理近３０ ０００ 筆交易［６１］?，F(xiàn)有區(qū)塊鏈的低吞吐量限制了其在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的大規(guī)模使用。面向衛(wèi)星業(yè)務(wù)系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、綜合業(yè)務(wù)需求和大規(guī)模交易的挑戰(zhàn)，有必要采取一系列優(yōu)化措施以提高衛(wèi)星區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量。當前較常用的提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)吞吐量的方法主要有鏈下交易、有向無環(huán)圖（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ，ＤＡＧ）、交易分片和改進共識算法等。

（１）鏈下交易

鏈下交易指將大部分交易轉(zhuǎn)移至鏈下處理，并在出現(xiàn)分歧時利用區(qū)塊鏈作為仲裁平臺。這種方式間接地提高了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量［６２］。比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)（Ｂｉｔｃｏｉｎ Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＢＬＮ）［６３］和以太坊的雷電網(wǎng)絡(luò)（Ｅｔｈｅｒｅｕｍ Ｒａｉｄｅｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＥＲＮ）［６４］是鏈下交易的典型應(yīng)用。在ＢＬＮ 和ＥＲＮ 中，用戶都需提前支付押金，然后通過鏈下通道與他人交易，每次交易需得到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的驗證。在基于聯(lián)盟鏈的遙感數(shù)據(jù)交易平臺中，可以考慮參考ＢＬＮ 和ＥＲＮ，采用鏈下交易的方法來提高吞吐量。

（２）ＤＡＧ

在傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈中，各區(qū)塊按時間順序生成并通過哈希指針串聯(lián)成鏈。當出現(xiàn)分叉時，系統(tǒng)只承認最長合法鏈。而基于ＤＡＧ 的區(qū)塊鏈則打破了這種鏈式結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出網(wǎng)狀形態(tài)［６５］。這種設(shè)計主要從２ 個方面提升了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量：允許系統(tǒng)出現(xiàn)分叉，從而提高了出塊速度；ＤＡＧ 區(qū)塊鏈中包含所有的合法區(qū)塊，從某種意義上來說實現(xiàn)了并行出塊。但目前基于ＤＡＧ 的區(qū)塊鏈系統(tǒng)僅支持ＰｏＷ算法。

（３）交易分片

與前文提到的狀態(tài)分片類似，交易分片通過將整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)分割成多個子網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)絡(luò)并行處理整個區(qū)塊鏈中的一部分交易［６６］。各分片處理的交易完全不同，從而同時完成多比交易的認證。在實際應(yīng)用中，這種分片技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求和特性進行靈活調(diào)整，以更好地適應(yīng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)系統(tǒng)的復(fù)雜性。

（４）改進的共識算法

共識算法是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)，其性能直接決定了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易處理速度和吞吐量［６７－６８］。為提升區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量，可考慮對現(xiàn)有共識算法進行優(yōu)化。例如，在基于公有鏈的遙感數(shù)據(jù)交易平臺中，可考慮改進ＰｏＷ 或ＰｏＳ 算法，確保系統(tǒng)安全性的同時提升吞吐量。在基于聯(lián)盟鏈的航天供應(yīng)鏈系統(tǒng)和多星協(xié)同系統(tǒng)中，可考慮對ＰＢＦＴ 或ＲＡＦＴ算法進行優(yōu)化。與證明類算法相比，這２ 種算法運行效率較高且在聯(lián)盟鏈和私有鏈中應(yīng)用較多。此外，也可針對衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的實際特征，設(shè)計一種高效、專用的共識算法。

除上述優(yōu)化方案外，還可考慮適當增大每個區(qū)塊的大小，使單個區(qū)塊中能夠記錄更多的交易數(shù)據(jù)，從而提高每秒處理的交易數(shù)量。這種調(diào)整需要綜合考慮衛(wèi)星系統(tǒng)的安全性和效率，確保在增大區(qū)塊大小的同時不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

３． ３ 智能合約漏洞

雖然智能合約與區(qū)塊鏈的結(jié)合可以實現(xiàn)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)管理中相關(guān)流程的自動化，提高衛(wèi)星系統(tǒng)管理效率，但當前智能合約的應(yīng)用尚處于起步階段，編程語言和工具（如Ｓｏｌｉｄｉｔｙ）還不夠成熟，開發(fā)人員可能一時之間無法完全理解新穎的智能合約編程語言和工具的基本執(zhí)行邏輯，因此無法預(yù)見合約在將來遇到的所有可能狀態(tài)和環(huán)境，導(dǎo)致了可能會編寫出存在漏洞或易受攻擊的合約，并且智能合約部署在區(qū)塊鏈中后就無法修改，一旦出現(xiàn)漏洞就可能會造成嚴重損失。針對衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的高安全性要求，一方面，可以通過加強對開發(fā)人員的培訓(xùn)來減少合約編寫漏洞，另一方面，在智能合約部署到衛(wèi)星區(qū)塊鏈中之前，可以考慮采用多種方法來檢測智能合約的漏洞。目前常用的檢測方法有模糊檢測法、符號執(zhí)行法、形式化驗證法和深度學(xué)習法等。

（１）模糊測試法

模糊測試是一種利用非預(yù)期輸入來檢測智能合約漏洞的方法。其核心思想是將半自動或自動生成的隨機數(shù)據(jù)輸入到目標程序中，并監(jiān)測異常結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)潛在的程序錯誤［６９］。模糊測試中使用隨機的“壞”數(shù)據(jù)攻擊程序，并觀察出現(xiàn)問題的點。由于這些隨機生成的數(shù)據(jù)不符合邏輯，因此這種方法能夠揭示出那些常規(guī)測試難以發(fā)現(xiàn)的漏洞。當前常用的基于模糊測試法的漏洞檢測工具有ＣｏｎｔｒａｃｔＦｕｚｚｅｒ［７０］、ＳｏｌｉＡｕｄｉｔ［７１］和ＧａｓＦｕｚｚｅｒ［７２］等。

（２）符號執(zhí)行法

符號執(zhí)行法的核心思想是將合約代碼中的變量符號化［７３］。通過符號化合約中的變量值，并逐條解釋程序執(zhí)行過程中的指令，在執(zhí)行過程中逐條更新執(zhí)行狀態(tài)并搜索路徑約束，從而遍歷程序中所有可能的執(zhí)行路徑并發(fā)現(xiàn)潛在的問題。當前常用的基于符號執(zhí)行法的合約漏洞檢測工具有Ｏｙｅｎｔｅ［７４］、Ｍｙｔｈｒｉ［７５］和ＭｙｔｈＸ［７６］等。

（３）形式化驗證法

形式化驗證法利用形式化語言將智能合約中的概率、推理和判斷等轉(zhuǎn)換成形式化模型，旨在消除合約中的歧義，并配合嚴謹?shù)淖C明驗證合約中函數(shù)的正確性和安全性。通過采用形式化的方法檢測智能合約漏洞，可以規(guī)范約束智能合約的生成和執(zhí)行，保證合約的可靠性和可信性［７７］。當前常用的基于形式化驗證的智能合約漏洞檢測工具有ＺＥＵＳ［７８］、Ｉｓａｂｅｌｌｅ ／ ＨＯＬ［７９］和ＣＰＮ （Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｐｅｔｒｉ Ｎｅｔ）［８０］等。此外，也有學(xué)者專門設(shè)計了應(yīng)用于航天領(lǐng)域的形式化漏洞驗證工具Ｆｆｒａｍｅｗｏｒｋ［８１］。

（４）深度學(xué)習法

傳統(tǒng)的合約代碼檢測工具高度依賴于專家定義的固定檢測規(guī)則，但專家規(guī)則容易出錯且難以覆蓋復(fù)雜的衛(wèi)星系統(tǒng)及其多樣化的需求?？梢钥紤]使用基于深度學(xué)習的漏洞檢測方法。通過對不同形式的合約代碼進行自動化的特征提取和恰當?shù)哪Ｐ陀?xùn)練，檢測效率較高且具有良好的泛化能力，適用于更多的應(yīng)用場景，并且相比其他方法在一定程度上提高了對常見漏洞的檢測準確率［８２］。

４ 結(jié)束語

區(qū)塊鏈作為一種新興技術(shù)，具有去中心化、去信任、數(shù)據(jù)不可篡改和可追溯的特性，目前已經(jīng)在金融、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中，區(qū)塊鏈技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

本文填補了衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中區(qū)塊鏈應(yīng)用前景方面的研究空白?？偨Y(jié)了區(qū)塊鏈技術(shù)當前在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的研究現(xiàn)狀，分別從航天供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)管理、多星協(xié)同任務(wù)管理和遙感數(shù)據(jù)交易管理３ 個角度分析了區(qū)塊鏈技術(shù)在其中的應(yīng)用前景，并分別提出了相應(yīng)的架構(gòu)，這些新穎的架構(gòu)可以為解決衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中相應(yīng)領(lǐng)域的管理問題提供新思路和解決方案。

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)近年來在諸多領(lǐng)域取得了較好應(yīng)用，但其在實際應(yīng)用過程中也遇到了很多問題，如存儲冗余、吞吐量過低和智能合約漏洞等。本文對區(qū)塊鏈在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用可能面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)進行了分析，并嘗試提出了相應(yīng)的解決思路。這些挑戰(zhàn)和相應(yīng)的建議，有助于指導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)未來在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展。

應(yīng)當注意到，區(qū)塊鏈不是一種單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)整合的結(jié)果。在實際應(yīng)用中，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)該隨著衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的具體特性做出相應(yīng)的改進。盡管當前區(qū)塊鏈技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，但伴隨著相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)突破，其勢必成為推動衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要力量。

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作者簡介

朱旭彤 女，（１９９８—），博士研究生。主要研究方向：區(qū)塊鏈與分布式多星協(xié)同任務(wù)規(guī)劃。

馬華偉 男，（１９７７—），博士，副教授。主要研究方向：物流與供應(yīng)鏈管理、管理信息系統(tǒng)。

胡笑旋 男，（１９７８—），博士，教授。主要研究方向：空間信息網(wǎng)絡(luò)任務(wù)規(guī)劃與資源調(diào)度。

基金項目：國家自然科學(xué)基金（７２０７１０６４）