区块链和知识地图技术在智能战争中的应用

摘要：在智能战争背景下，区块链和知识地图技术在军事智能战争和保障领域的应用能够满足现代战争对数据安全性和一致性的需求。首先介绍了区块链和知识地图技术的特点，分析了基于区块链和知识地图的融合技术，重点研究了战役战术指挥控制、多源异构信息融合、动态信息后装支持、严格监管和精确训练四个方面。其次，提出了基于区块链和知识地图技术的军事情报系统的体系结构，最后，展望了当前建设和应用中存在的困难以及该领域的发展趋势。

内容目录：

1区块链和知识地图技术概述

2区块链和知识地图技术的军事智能应用

3基于区块链和知识地图技术的军事情报系统架构

4结束语

未来智能战争是多领域、全方位、精确化的战争，网络电磁环境复杂、装备特点多样、数据模式和数据源不可控，对指挥控制的精确实施、侦察信息的动态共享、后勤保障的精确化、训练训练的严格监管等提出了很高的要求。分散作业、通信网络中断、无人设备认证等。都是复杂战场环境下的现实问题，导致指挥员在指挥决策中面临的风险大幅增加。难以实现跨时空的信息流通和精确保障，如装备保障、后勤补给投送、伤病员医疗救护等，难以跨越信息鸿沟。情报是以数据为基础的，如何保证复杂动态环境下作战数据的安全性和一致性，是完成作战任务的基础。其中，安全性需要解决从识别、认证到入库全过程的安全问题。

当面对未知来源的信息时，需要保证数据是安全有效的，不会对整个系统的安全造成威胁。在复杂的动态环境中，数据来源广泛，模式多样。有来自不同方向和领域的数据库或情报侦察数据，也有指挥控制系统传输的指令信息，包括图像、文字、数据、文档、信号等多模态数据。识别和统一这些数据的流程和标准非常复杂，这就是数据一致性的问题。区块链和知识图谱技术是解决数据一致性和安全性问题的有效技术保障。其中，区块链技术解决了复杂作战环境下的数据安全认证和有效信息共享问题。区块链的应用模式，如分布式存储、点对点传输、加密算法等。很好地满足了军事领域对数据采集、安全传输和精确保障的需求。通过记录每个目标节点的账本，确定节点的身份信息和历史。知识地图通过对多源异构数据进行清洗和消歧，解决了数据一致性问题。知识地图中的实体和关系由全球唯一的统一资源标识符(URI)标识，其他异构信息可以作为该标识符下的信息添加。随着知识地图的不断完善，基于知识地图的应用逐渐建立起来。区块链负责解决认证安全问题，知识图谱负责处理数据质量和支持上层应用。两者相辅相成，共同支撑军事智能应用场景。

1区块链和知识地图技术概述

随着区块链在经济社会中的普及和推广，其应用潜力在越来越多的领域不断展现，成为举世瞩目的战略性技术。区块链解决了数据主导、隐私保护、数据确认、激励机制等问题。随着区块链扩展技术的不断发展，高速数据操作逐渐成为可能。

上诉

区块链的本质是一系列分布式数据手册，这些数据手册由加密技术连接和保护。区块链通过全网广播记录数据的方式，完成分散的、不可信的账本记录交易。随着技术的不断发展，区块链技术的应用领域也逐渐从以比特币为代表的数字货币发展到各种需要分布式记账和自动处理合同的场景，主要是智能合同和分布式社交应用。区块链集成了点对点网络分布式数据存储技术、以哈希算法和非对称加密为代表的加密算法、自动执行脚本代码组成的可编程智能契约、以工作量证明和拜占庭容错为代表的共识机制等关键技术。并具有去中心化、独立性、自动化、匿名性和安全性的特点。在实践中，组织对不同的用户开放不同的权限，进而发展出公链、联盟链、私链三种架构。军事应用更多采用联盟链和私有链。区块链可以应用在复杂不可信的多主体环境中。使用时间戳、数字签名、密码学、链式数据结构和分布式存储技术可以保证系统的历史和结果是可信的。通过清除和合并软分支，多智能体之间的数据可以保持一致。理论上，区块链应用程序可以在任何需要使用书籍或数据库的领域进行探索。区块链的去中心化方式类似于军事领域扁平化指挥、反破坏、重组的应用需求；防篡改、防丢失、信息完整、准确、可追溯等区块链特性，与军事系统信息安全可靠的要求趋同；区块链的集体维护和信息共享模式类似于集群作战中的自组织组网、群体感知和分布式决策控制。基于智能契约的自动运行机制类似于军事系统中自动化和智能化的要求。区块链的自主性与军事系统中无人集群作战的自主协调是一致的。因此，军用数据上行在智能战争背景下的指控通信、情报监视、网络安全、增材制造、军用后装保障、后勤等领域具有巨大的应用潜力。

1.2知识地图技术

知识图谱是指用图模型表示概念及其关系，是大数据背景下的结构化语义知识库。知识图谱侧重于刻画对象及其关系，适应大数据时代信息互联、多维的特点。它将现代统计方法融入知识发现、融合、关联和计算，显著增强了知识的可理解性、健壮性、实时性、可重用性和进化性，提高了知识表示、计算和存储的性能。与以往的数据形式不同，atlas强调数据在规模大、结构友好、质量优的条件下的语义关系信息，使得有知识的机器学习成为可以解释人工智能的发展路径。军事情报要求数据必须转换成计算机可理解的表示结构。知识图谱在军事智能化过程中发挥着基础性作用，实现知识的一致性，为智能规划决策、情报关联分析推理、人员信息管理等场景提供高质量的数据保障。总之，知识是比数据更好的信息资产，是强人工智能的强大动力源。知识图谱承载了这一使命。在军事行动规划过程中，能够准确、快速、有效、便捷、智能地为指挥员规划战略战役，确定其作战决心，提供与作战任务目标相关的战场环境、兵力组织、后装保障、态势情报等关键信息，从而大大提高联合作战的自动化和智能化水平。

2区块链和知识地图技术的军事智能应用

现代战争正在向无人化、智能化发展，数据安全是成功完成作战任务的基本保障。数据和知识的质量已经成为战斗力生成的重要组成部分。由情报数据、作战知识、辅助决策和后勤保障组成的信息流是打赢战争的重要信息链。区块链和atlas技术在数据准确性和安全性层面搭建了数据共享的通道，以安全准确的智能技术支撑数据突破壁垒，高效流动。

2.1战役战术指挥和控制

在军事行动中，准确、安全、便捷的通信非常重要。作为底层的去信任技术和安全机制，区块链可以大大提高指挥控制情报系统的安全性，在未来网络空间成为激烈的第五战场的战争中，确保指挥系统的稳定性。区块链技术强大的加密技术，可以确保军事通信数据不可篡改和追踪，从而建立安全可信的通信环境。作战指令的发布和传输都附有时间戳信息，数据的完整性、真实性和安全性由哈希值充分保证。

随着“马赛克战争”等新作战理念的不断变革，现代战争的局部特征逐渐显现，模块化成为陆军重要的作战力量形成模式。在模块化作战环境中，区块链能够实现作战指挥协调、目标协调、行动协调和资源协调，以构建安全的分布式协同指挥关系数据网络。每个武器节点或应用可以同时处于不同的区块链，支持多个区块链的跨域、跨级别认证，满足多级、扁平化指挥结构的需求。

基于区块链的数据授权粒度细，可信度高。零知识证明可以使验证者确信一个断言的正确性，而不向验证者提供任何有用的信息。当设备节点丢失时，使用零知识证明策略。重新连接后，对丢失的节点ID、公钥、证书等信息进行确认，并通过哈希值对数据变化进行对比分析，就可以知道丢失阶段的原因、过程和数据变化，如图1所示。

图1区块链和知识图谱整合到命令环节

作战数据经过筛选认证后，进入一体化军事知识地图，成为地图的元数据和主数据。基于知识图谱，综合考虑军事规划应用场景、历史案例、经验规则、理性知识、战场态势、后装保障、协同保障等方面。目的是协助官兵在作战规划过程中掌握最快最准确的战场信息，进行全面高效的总体设计。军事知识地图反映了指挥控制辅助系统的核心数据结构。知识地图在军事作战规划辅助决策过程中的应用，可以准确、快速、有效、便捷、智能地为指挥员规划战略战役和做出作战决策，提供战场环境、兵力编组、后装保障、态势情报等与作战任务目标相关的关键信息。从而为指挥艺术提供支撑，提高联合作战筹划的信息化、智能化水平。军事知识地图包括概念模型、战场环境模型、武器系统模型、指挥与编制系统模型、事件与规则模型。基于作战情报深度问答的知识图谱系统有助于自然语言查询的理解和反馈，实现了智能参谋助手的功能。根据目标在战场环境中的长期活动规律，进行相关性分析，标绘目标轨迹，推测意图。在形成作战计划的过程中，知识地图技术通过形成不同文档的结构化模板来完成和校对文档。在为不同文档构建词向量模型时，可以推荐相似的方案，辅助指挥员参考和对比分析。

2.2多源异构情报融合

准确的情报、监视和侦察数据对科学指挥和决策至关重要。随着大量战场传感器的部署和战争进程的超快节奏，全球作战产生的海量数据来源多样、格式各异，指挥员的数据分析负荷已经严重超载。高质量的数据是实现智能化的重要基础，从数据到信息再到知识的提炼过程就是一个筛选、清洗、去伪存真的过程。由于通信环境复杂、数据源不确定、数据结构多样、系统接口不一致，将“大数据”转化为高价值、高密度、良好表示的知识数据是军事情报处理的重要需求。区块链技术搭建了不同区块之间信息传递、传输和交换的桥梁，优化了信息链接的操作流程，解决了信息共享安全的痛点。通过区块链的情报数据加强了其来源的可靠性，并通过知识地图进一步实现数据整合和顶层应用。知识图谱清理了大量低密度信息，在强语义环境下处理知识，支持指挥员和参谋人员对情报信息进行深度问答、智能推荐相关信息、搜索主题和任务信息等。通过知识推理、可视化和数据挖掘等手段，从而完成战场态势变化分析、敌我能力分析、战损评估等。通过可视化和语言问答人交互，实现智能从感知到辅助决策的过程。

2.3动态信息的安装后保证

在供应链方面，军用供应链管理通过对供应商、供应管理部门、仓储机构、需求单位的数据流管理，以最小的流通成本将物资准确地送达所需单位[3]。目前，军事供应链的水平与现代战争要求的标准还有差距。数据传输渠道和渠道容易被堵塞，存在环节复杂、可信度低、信息分散、监管困难等一系列问题。区块链技术可以保证从需求端到供给端的扁平化和互信，数据可查可信，避免物质积累和虚假需求。缩短了整个信息流时间，减少了上下游之间的数据传输延迟，节省了中间多层部门的流转时间和可能的累积误差，提高了效率。供应保障可以通过智能合同设置自动发货流程，对审批级别较低的保障物资进行智能支持，减少人工环节。在供应链中，供需方、物料品种、数量和质量、交货情况等信息。都记录在账本上，确保监管部门可以从公开透明的渠道获取。区块链强大的可追溯性可以消除国防采购中军事供应链的漏洞，并建立资产所有者设备传输的永久记录。知识地图可以构建一个完整的供应链信息网络，存储供应链中各个节点的相关信息，形成一个庞大的知识库，在任何节点需要检索和查询时，提供完整的信息供用户查询。在战时，如果一些地区面临供应不足，基于一套完整的实时供应链知识地图，可以清楚地看到战场上物流装备和物资的分布情况。同时，区块链记录了各单位的物资变更台账，通过查阅了解协同力量的情况，方便就近调整。

在设备制造管理方面，设备从立项论证到报废阶段都需要智能化、标准化。区块链技术的引入直接取代了传统的纸质档案，装备制造上中下游实现了装备R&D的全流程参与和状态更新。还可以完善“军民融合技术”中的军民安全对接机制，完成身份隐私和数据共享技术的协同研究。目前，随着

在医疗服务和救援方面，由于战场医疗救援信息系统的医疗数据量巨大，将区块链技术应用于该系统，可以实现医疗相关的元数据可以存储在区块链中，相应的庞大知识图谱可以存储在数据平台上。在不同地理区块访问彼此的数据时，完成接口的标准化对接。数据链接后，医院通过源数据库和知识图谱的URI创建协议。士兵使用他们的私钥签署协议，在区块链上访问协议的内容，并检索医疗地图中的数据。只有具有患者认证私钥的相关主医院才能获得相关信息。医疗数据上传可以履行智能合约，如上报阵亡士兵信息、疑难杂症转院治疗等。并且在诊断信息生成时，会自动履行相关处理规定，极大地方便了医疗诊断沟通的全过程。

2.4严格监督和精确培训

知识图谱可以提供海量的学习资源，辅助部队训练。区块链技术可以实现对训练过程的严格控制和对训练质量的准确评估。关联学习是人们认识世界的有效方式。知识图谱通过积累海量数据，提供大量相互关联的军事知识，以及政治、经济、地理、人文等信息。通过平时对军事知识的结构化、可视化的呈现，可以使军事训练更加多样化、系统化，在平时的多维可视化学习中增强训练效果。学员设定学习主题，学员基于特定主题进行深入研究，传递和概括相关领域的知识，拓宽知识面，提升理解深度。针对具体的装备等问题，还可以深入研究战术和作战效能，加深对装备的研究和理解。个人训练数据通过区块链网络连接，军事训练数据真实性由区块链掌控，将军事训练数据在线链接，避免造假，完善监管渠道，保证军事训练的科学性和真实性。

3基于区块链和知识地图技术的军事情报系统架构

基于区块链和知识地图技术的军事情报系统架构分为基础平台、知识中心和应用平台，如图2所示。

图2基于区块链和知识地图技术的军事情报系统架构

平台奠定了基础环境、数据源和安全认证机制。未来的军事云平台是私有云与公有云并存的混合云平台。它构建一个上下贯通的数据环境，实现数据的分类、归类和分布式存储。混合云平台可以存储高质量的信息，并根据不同的数据安全级别给予数据申请者不同的阅读和订阅权限。快速的5G网络实现了数据传输的高效率。内生和外生数据进行整合融合，统一进入数据池进行清洗。系统基础层配置了区块链的共识算法、激励机制、网络传输机制、验证机制、跨链机制和智能合约技术，为控制数据质量和构建上层应用提供支持。

知识中心和区块链集成，实现战场数据的全生命周期管理。数据操作系统是将数据作为一种新资产进行管理的系统。数据聚合是对多源异构数据进行收集整理，在线或离线存储在数据网络中，形成数据视图的过程。数据开发提炼数据的价值，是对数据的一系列深度整理，包括内部数据和开源信息进入图集。数据系统将数据进行分层，制定建设规范、方法和模型，构建数据仓库进行统一的数据管理，并将数据的特征以易于解读的方式进行分类展示，这就是数据资产管理的过程。以整个战场的原始数据为基础，对数据系统进行标准定义和分层建模。数据系统建设的最终结果是一个完整、规范、准确的数据系统，能够方便地支持数据应用。数据资产管理是指规划、控制和提供数据和信息资产，为实现数据价值提供服务。知识图谱贯穿于数据聚合、开发、系统、资产管理和数据服务的全过程。在运行过程中，通过操作系统安全健康运行，支撑上层决策的诸多应用服务，成为决策的坚实基石。

应用平台基于基础平台库和知识中心，实现战场环境下的数据一致性和安全交换。人机交互功能为查询问答、智能推荐和可视化，开拓了决策辅助在各种场景下的应用途径。应用场景包括战术战斗层面的指挥决策、效能评估、方案制定，多源异构情报融合领域的态势感知与情报集成，训练层面的训练监督与评估，研训一体化，装备与作战领域的后装保障、增材制造、卫勤救援等。多场景集成应用系统是实现战、训、研一体化的目标驱动力。

4结束语

在未来智能战争中，用机器控制战场态势，基于基本常识做出快速反应，由指挥员修正确认，形成人在回路中的快速决策，以敏捷实现情报控制，将成为未来作战指挥的重要模式。由区块链技术实现的数据链路和分布式存储的安全性使得应用高质量的数据成为可能。以区块链和知识图谱为支撑技术，可以融合人工智能、云计算、物联网等新一代信息技术，构建从数据到决策、装备制造的链接。纵观全球，当前军事领域的区块链和知识地图技术在实践中仍存在基础设施不足、运行效率低、转化成本高等问题。轻量级区块链应用是实现突破性应用的方向，尤其是目前的军事通信网络稳定性差，alliance link架构的适用性没有得到检验。如何在复杂的通信环境中构建信息认证系统和分布式知识地图是该领域最有可能的应用场景。随着军事信息化和智能化进程的加快，区块链知识地图技术可以满足军事领域对数据安全性、一致性、韧性和可靠性的要求，支持海量数据容量的智能应用，在保障通信数据系统安全的基础上，为军事竞争环境提供分布式智能柔性指挥控制，拓展智能辅助决策系统、增材制造、国防供应链、监督管理等领域的一系列智能应用场景。将在未来智能战争中发挥大脑中枢的重要作用。

引用格式：郝瑞哲，张。区块链和知识地图技术在智能战争中的应用[J].信息安全与通信保密，2022(9):101-108。

作者简介

郝瑞哲，男，硕士，助理工程师，主要研究方向为知识地图、数据管理和区块链；

叶君，男，硕士，大四