文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
DOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.09.012
引用格式：李美鵬，郭兆中，李宴明，等.基于區(qū)塊鏈的高可靠軍事信息隱蔽傳輸協(xié)議［J］.網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理，2023，42（9）：80-87.
0 引言
網(wǎng)絡(luò)空間作為繼陸海空天之后的第五大主權(quán)領(lǐng)域空間，是國際戰(zhàn)略在軍事領(lǐng)域的演進(jìn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟和網(wǎng)電對抗信息化進(jìn)程的不斷加速，誰能將情報、指令、信息等安全、穩(wěn)定、及時、隱蔽的在網(wǎng)絡(luò)空間傳遞，誰就能在網(wǎng)絡(luò)空間博弈中把握信息主導(dǎo)權(quán)。這對網(wǎng)絡(luò)空間中軍事通信的安全性、穩(wěn)定性提出了更高的要求，因此建設(shè)有一套安全可靠的軍事通信系統(tǒng)在這場博弈中至關(guān)重要。
隱蔽通信技術(shù)被用于隱藏秘密通信發(fā)生的事實，以達(dá)到保護(hù)發(fā)送者和接收者之間關(guān)系的目的。傳統(tǒng)隱蔽通信系統(tǒng)依賴于信息隱藏技術(shù)，主要集中在基于傳統(tǒng)通信理論、信息論等來研究信息隱藏的理論模型，以及采用圖像、音頻、文本等靜態(tài)文件為載體，依托音、視頻流媒體以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實現(xiàn)隱蔽通信能力。這種隱蔽通信系統(tǒng)在當(dāng)前智能戰(zhàn)場環(huán)境下存在諸多問題，如消息收發(fā)指向性明確、消息傳遞路徑可偵測、系統(tǒng)易遭受集中打擊和信息隱藏性不足等。因此，現(xiàn)有的隱蔽通信系統(tǒng)已無法滿足未來“智能戰(zhàn)場”需求。
區(qū)塊鏈是一種新型的信息技術(shù)，具有去中心化、分布式存儲、防篡改、用戶匿名和消息廣播等技術(shù)特征，與隱蔽通信需求具有很高的契合度，是實現(xiàn)隱蔽通信系統(tǒng)的絕佳平臺。因此探究區(qū)塊鏈技術(shù)在軍事隱蔽通信系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要現(xiàn)實意義。目前，學(xué)術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了一系列基于區(qū)塊鏈的隱蔽通信研究成果，例如基于比特幣構(gòu)建區(qū)塊鏈隱蔽信道BLOCCE［1］、基于區(qū)塊鏈交易數(shù)字簽名的信息傳輸協(xié)議［2-3］、基于星際文件系統(tǒng)IPFS和區(qū)塊鏈的雙隱寫隱蔽通信模型［4］、基于屬性基加密與基于生成式對抗網(wǎng)絡(luò)的可隱藏敏感文檔和發(fā)送者身份的區(qū)塊鏈隱蔽通信模型［5］、無需改變區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)的隱蔽通信模型［6］、基于以太坊與哈希消息認(rèn)證碼的信息嵌入方法［7］、基于以太坊Whispers協(xié)議的安全通信方法［8］以及基于區(qū)塊鏈投票智能合約的信息隱蔽傳輸方法［9］等。然而，以上協(xié)議存在通信容量小、通信效率低下和隱蔽程度有限的缺陷。
為解決以上問題，本文以未來高對抗和高智能戰(zhàn)場需求為出發(fā)點，以當(dāng)前區(qū)塊鏈和密碼學(xué)技術(shù)最新研究成果為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種基于零知識證明混幣合約［10-11］的高可靠軍事信息隱蔽傳輸協(xié)議（Highly Reliable Blockchain-based Covert Communication Model，HRBCCM）。主要貢獻(xiàn)如下：
（1）設(shè)計了具有高隱蔽性和可靠性的軍事信息隱蔽傳輸協(xié)議HRBCCM。HRBCCM基于零知識證明混幣合約函數(shù)參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和合法性驗證邏輯，設(shè)計了寄生交易的構(gòu)造和識別算法，將信息的嵌入和提取過程與混幣合約運(yùn)行原理進(jìn)行完美融合，實現(xiàn)了高隱蔽性和安全性的信息傳輸。
（2）對HRBCCM進(jìn)行了詳細(xì)的安全性分析。從魯棒性、可靠性、不可追蹤性及不可探測性四方面進(jìn)行安全性分析，證明HRBCCM在敵手攻擊、智能算法分析揭示等干擾條件下仍然能夠保證通信的安全、隱蔽和可靠。
（3）對HRBCCM進(jìn)行了試驗驗證與評估。在AMD Ryzen 5 2600X六核處理器，3.60 GHz，100 Mb/s網(wǎng)絡(luò)帶寬的測試環(huán)境下搭建了仿真環(huán)境，對HRCCM的傳輸時間和隱蔽率進(jìn)行了測試和評估，實驗結(jié)果顯示該協(xié)議相對傳統(tǒng)隱蔽通信協(xié)議CCMUB，安全性和通信效率方面優(yōu)勢明顯。
（4）分析HRBCCM的典型應(yīng)用場景。根據(jù)HRBCCM的協(xié)議優(yōu)勢，結(jié)合未來戰(zhàn)場對抗強(qiáng)和智能化程度高的特點，分析了HRBCCM在平時公網(wǎng)條件下全球情報信息傳輸和戰(zhàn)時緊急狀態(tài)下可靠通信能力保障兩個典型應(yīng)用場景，以凸顯HRBCCM技術(shù)的先進(jìn)性和場景的適配性。
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作者信息：
李美鵬1，郭兆中2，李宴明1，趙譽(yù)華1，張鵬1
（1.中國人民解放軍96941部隊，北京100085;2.湖南天河國云科技有限公司，湖南長沙410000）
