淺談區塊鏈技術的應用發展和安全問題

許可嘉 中南大學

淺談區塊鏈技術的應用發展和安全問題

許可嘉 中南大學

本文通過對區塊鏈技術的發展歷史，首先講了區塊鏈的概念、特點和核心技術，然后闡釋它在多個領域里面的應用發展，接著提到它現有的安全問題，最后對其未來發展依然充滿憧憬。

區塊鏈 去中心化 智能合約 應用安全

1 引言

區塊鏈概念在《比特幣：一種點對點的電子現金系統》一文中首次提出作為比特幣系統的基本設計框架。盡管比特幣經歷坎坷一波三折，但人們發現比特幣底層協議的區塊鏈技術還有很多應用空間，通過提煉和完善，形成了獨立的區塊鏈技術。并且在很多領域都逐漸成為技術和業務的熱門話題。

2 區塊鏈概念

區塊鏈是一種通過去中心化的方式集體維護分布式可靠數據庫，每個數據區塊記錄一定時間內的系統交易信息，并使用“指針”鏈接到下一個數據區塊形成一條主鏈，以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本，能夠有先后關系的、安全存儲簡單的、能在系統內進行驗證的數據。

3 特點和核心技術

3.1 特點

①去中心化：由于使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機構，對每一個節點一視同仁，擁有相同的權利和義務，各個節點之間進行數據交換時可以自動達成交易共識和信任，安全而且提升系統效率和降低成本；②去信任：表現在整個系統交易過程中的數據交換不需要監管與信任，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人公開，節點之間無法欺騙彼此；③集體維護性：系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護的；④可靠的數據庫：系統中每一個節點都擁有最新的完整數據庫拷貝，系統參與者獲得的公開數據都是經過參與者認定的數據，對單個節點作出修改并不起作用。

3.2 核心技術

智能合約：智能合約是一種可描述業務規則的數字化合約，這使得交易時可變成一種靈活智能的可編程模式，自動執行的預先定義好的規則和程序。透明腳本代碼可以使得符合條件時在各方監督下自動執行，并且無法反悔、操縱和篡改。

4 應用前景

區塊鏈技術廣泛應用到各行各業中，擁有廣闊的應用前景。在物流業上，利用區塊鏈技術來跟蹤貨物存檔交易和交貨細節，不僅隨時可以對其進行驗證，來保證貨物的安全性，而且可以壓縮中間環節來提高行業整體效益。在教育領域，通過區塊鏈技術使得對個體實現分布式學習行為和結果的記錄與存儲，并上傳云端，企業在用人招聘時就可以通過合法渠道獲取學生的相關學習證據數據，來評估應聘者簡歷是否真是并且是否適合該待招崗位。比特幣是區塊鏈技術工業化最成功也是目前最成熟的一個例子，如今各國政府和央行都明確表示要發展數字貨幣，那相應的區塊鏈技術必定也會隨之水漲船高，越來越成熟，不僅在數字貨幣領域，也會在其他領域大放光彩。

5 安全問題

區塊鏈技術目前還在起步階段，爆出的許多安全問題，例如以太坊的DAO合約漏洞和因多重簽名缺陷損失12萬個比特幣（6800萬美元）的Bitfinex等。有密碼方案安全問題，由于屬于算法高度密集工程的區塊鏈技術由于大量應用了各種密碼學技術，很難產生錯誤。即便是理論上很完備的算法，也會有各種實現上的錯誤。有隱私問題，由于沒有中心化的運營方，這也意味著數據庫是透明的，因為每一個參與者都能夠獲得完整的數據備份。雖然在比特幣系統中通過隔斷交易地址和地址持有人真實身份的關聯來實現匿名的功能。但如果應用到實名資產，具體的借款合同等其他領域，隱私保護成了難點，驗證節點很難在不知曉具體合同信息的情況下執行合同。還有51%攻擊問題，在比特幣環境下要做到一筆交易合法有效的，那么只要使半數以上的節點通過。雖然理論上幾乎不可能做到掌握分布式網絡的大多數算力，但還是可能產生非51%算力的雙花攻擊，比如某個礦池連續產出3個區塊。

6 結論

區塊鏈技術代表著一種全新的交易方式。它們引進了穩健的、智能的下一代應用程序，利用這些應用程序來登記和交換物理、虛擬、有形和無形資產。雖然目前還存在不少安全問題，但在多個領域應用前景具有極大潛力，在多方支持下，定能得到很好的發展。

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啟 事

本刊2017年第5期（總第139期），綜合欄目，《分析大數據環境下的臨床醫學學科服務》（P218——P219）一文，文章作者更正為“祖澤民”，特此聲明。