為什么3D打印需要區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈有可能在3D打印成為主要問題之前解決其固有的安全風(fēng)險(xiǎn)。如果3D打印技術(shù)想要超越其固有的安全問題，最好的方法是采用區(qū)塊鏈。3D打印咨詢公司3D Tech Talks總裁Jack Heslin在2019年太平洋設(shè)計(jì)與制造展上發(fā)表講話稱，隨著3D打印變得更便宜，更容易，更快速，更普遍，該技術(shù)的本質(zhì)將要求區(qū)塊鏈提供的安全保障。這就是Heslin所謂的增材制造數(shù)字線程(DTAM)，“從最初的設(shè)計(jì)延伸到完成的3D打印部分的單一無(wú)縫數(shù)據(jù)鏈。”

自動(dòng)化技術(shù)東部是東海岸領(lǐng)先的自動(dòng)化/機(jī)器人貿(mào)易展，提供微軟，IBM洛克希德馬丁等數(shù)百種最新的組件，控制器和取放器。如果你從來沒有聽過3D打印這樣的事情，那就好了，因?yàn)镠eslin說這樣的事情確實(shí)不存在。“[3D打印]過程是線性的，但它不是單一的或無(wú)縫的，”他說。

3D打印經(jīng)歷了幾個(gè)階段：從概念到CAD文件，再到生成設(shè)計(jì)(如果可用)，再到實(shí)際的3D打印。然后是后期打印過程，最后支持是否需要。所有這些步驟都代表了一個(gè)漏洞，3D打印可能會(huì)被破壞甚至被盜，從而使公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)處于危險(xiǎn)之中。“制造業(yè)的數(shù)字化線索存在漏洞。設(shè)計(jì)文件可能被盜，“Heslin說。最讓我害怕的是，設(shè)計(jì)文件可能被黑客攻擊故意放入一個(gè)漏洞......我不是說它現(xiàn)在正在發(fā)生，或者它很容易做到，但這是一個(gè)問題。“

研究表明，3D打印對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的需求日益增長(zhǎng)。例如，紐約大學(xué)Tandon工程學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)3D打印存在嚴(yán)重的安全問題，由于假冒零件和產(chǎn)品，或者產(chǎn)品被故意印刷有隱藏的缺陷和內(nèi)置故障，可能會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。

2016年，加利福尼亞大學(xué)歐文分校的研究人員展示了一種新穎的3D打印機(jī)黑客攻擊方法，他們發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)3D打印部件的源代碼可以通過記錄打印機(jī)發(fā)出的聲音來竊取。

所有這些都會(huì)導(dǎo)致赫斯林指出的一些問題。除了打印機(jī)被惡意實(shí)體脫機(jī)以及被盜IP的問題之外，還有更大的問題，特別是槍支安全問題。幾年來，關(guān)于3D打印槍的爭(zhēng)論已經(jīng)激烈。最近，德克薩斯州一名潛在的國(guó)內(nèi)恐怖分子在被發(fā)現(xiàn)擁有非法AR-15突擊步槍后被逮捕并被判刑，他可以借助使用互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)提供的文件創(chuàng)建的3D打印部件進(jìn)行組裝。

赫斯林指出，除此之外的一步，將是非法和未經(jīng)授權(quán)的軍用機(jī)器零件和武器的打印，或者黑客攻擊3D打印機(jī)文件，以便對(duì)敏感設(shè)備或機(jī)器進(jìn)行故意損壞。在2016年的一篇論文中，“dr-wned - 帶有附加制造的網(wǎng)絡(luò)物理攻擊”一組研究人員能夠破解連接到3D打印機(jī)的PC，并從那里對(duì)1000美元的無(wú)人機(jī)進(jìn)行3D打印文件的秘密更改，從而導(dǎo)致其推進(jìn)器在飛行途中失敗。

那么區(qū)塊鏈如何解決所有這些問題呢?區(qū)塊鏈的工作原理是在任意數(shù)量的方上創(chuàng)建分布式加密分類賬，不僅可以驗(yàn)證身份，還可以驗(yàn)證任何特定工作的狀態(tài)。這意味著參與3D打印任何階段的每個(gè)實(shí)體都能夠以安全可靠的方式隨時(shí)了解所有其他實(shí)體正在做的事情。由于區(qū)塊鏈?zhǔn)欠稚⒌?，意味著沒有任何一個(gè)實(shí)體擁有它，從區(qū)塊鏈竊取或改變3D打印文件不是欺騙單個(gè)計(jì)算機(jī)或打印機(jī) - 你必須破解屬于該特定鏈的每個(gè)實(shí)體，如果不是有時(shí)甚至不可能的話，這種指數(shù)會(huì)更加困難。

“當(dāng)你在這個(gè)過程中有多個(gè)利益相關(guān)者時(shí)，你必須要求各利益相關(guān)方達(dá)成共識(shí)，”赫斯林說。在這方面，區(qū)塊鏈可以提供打印和授權(quán)以發(fā)送要打印的文件的權(quán)限。

他還指出了審計(jì)線索的好處。“我們都知道六西格瑪和ISO - 很多都是關(guān)于審計(jì)跟蹤的，”赫斯林說。“區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一條審計(jì)線索。它顯示了流程中的每個(gè)編輯和迭代。“此外，因?yàn)閷徲?jì)跟蹤是分散的，所以它變得不可變并且不能被刪除。

即使在概念層面的早期，也有好處。“如果你是一名設(shè)計(jì)工程師并且你將部件送到服務(wù)局進(jìn)行3D打印，你就不知道是否有其他人打印過那部分，”赫斯林說。“看看像Thingiverse這樣的網(wǎng)站。您可以看到文件已下載了多少次，但您不知道已經(jīng)打印了多少次......或者未經(jīng)您的許可將其出售。“

已經(jīng)有公司正在研究這個(gè)問題。2017年，GE為增材制造(AM)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利，該系統(tǒng)是“配置為實(shí)現(xiàn)分布式分類帳系統(tǒng)的AM設(shè)備......其中分布式分類帳是區(qū)塊鏈分類帳。”系統(tǒng)的基本前提是使用區(qū)塊鏈，用于在AM系統(tǒng)中識(shí)別和驗(yàn)證構(gòu)建，以及這些構(gòu)建的作者。

總部位于印度的IT咨詢公司W(wǎng)ipro正在開發(fā)一種針對(duì)AM的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，專門用于打擊IP盜竊。正如該公司的網(wǎng)站所述：

“3D打印使小型制造商能夠在任何地方創(chuàng)造新產(chǎn)品。創(chuàng)作者可以將文件共享到隱蔽的打印設(shè)施。區(qū)塊鏈可以幫助建立如此小的獨(dú)立價(jià)值鏈，使生產(chǎn)過程更加靈活。智能合約應(yīng)用程序可以簡(jiǎn)化交易，以確保產(chǎn)品歷史，生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)，所有權(quán)等的完整性。它還將有助于找到最可行的印刷設(shè)施，并減少有關(guān)價(jià)格，可用日期的談判時(shí)間等。最后，區(qū)塊鏈將捕獲產(chǎn)品的數(shù)字化痕跡，詳細(xì)信息包括所用原材料的類型，來源原材料，生產(chǎn)參數(shù)，技術(shù)規(guī)格，制造地點(diǎn)，儲(chǔ)存和維護(hù)方式等。“

在區(qū)塊鏈通常在軟件端更多地看待，就像比特幣和其它使其如此受歡迎的加密貨幣一樣，Heslin說3D打印有一個(gè)“有趣的額外層，因?yàn)樗幚砦锢懋a(chǎn)品”。

雖然針對(duì)3D打印機(jī)的網(wǎng)絡(luò)攻擊主要局限于研究實(shí)驗(yàn)室，但隨著越來越多的打印機(jī)通過物聯(lián)網(wǎng)連接，3D打印機(jī)只會(huì)成為黑客更具吸引力的目標(biāo)，越來越多的公司信任3D打印機(jī)的敏感文件和信息。