基于區(qū)塊鏈技術的動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全機制

文/彭海峰 鄢濤

時代在發(fā)展，人類在進步，信息技術自從誕生之初就顯現(xiàn)出了與其他技術種別的不同，而將其在社會中的各項工作中進行應用之后，不論是工作的效率還是工作的質(zhì)量，都有了非常顯著的提升。而在這種大量應用信息技術的發(fā)展情況之下，也產(chǎn)生了大量的動態(tài)數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)雖然是伴隨著一次成功的交易而產(chǎn)生的，其安全性對于社會以及對于交易的雙方來說，都是十分的重要的。所以，在接下來的文章當中，將對基于區(qū)塊鏈技術的動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全機制進行一定的研究，其主要的目的就是為了提升這項技術對于動態(tài)數(shù)據(jù)的安全性，使其能夠在社會未來的發(fā)展過程中依舊處于主要的使用位置。

1 動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全問題建模

在動態(tài)數(shù)據(jù)儲存的安全問題中，比較重要的一點就是問題的建模過程。眾所周知，在實際的系統(tǒng)交易過程當中，往往會遇到多種即將到來的安全威脅性質(zhì)的問題，在這種情況之下，就需要對安全威脅性的問題進行假設，在這一建模過程當中，整體的過程需要大致兩步才能完成。

1.1 安全問題的科學分析

安全問題的科學分析，可以簡單地按照系統(tǒng)的角度進行。按照系統(tǒng)的角度進行分析的話，世界是由大小不同、性質(zhì)不同的各種系統(tǒng)綜合在一起而形成的，從這一角度分析可以得出，如果在實際的系統(tǒng)交易過程當中，如果出現(xiàn)了一定的問題，很多可能都是系統(tǒng)方面的問題。所以，在安全問題建模的這一過程當中，相關的工作人員不僅需要考慮問題的攻擊源，還需要考慮各種問題的攻擊源單獨出現(xiàn)的情況以及一起出現(xiàn)的情況。也就是說，只有進行安全問題建模過程的科學分析，才能保證這項工作的有效性。

1.2 安全問題的系統(tǒng)目標

在目前已知的各種系統(tǒng)當中，任何一個系統(tǒng)都具有某種具象化的目標，但是在對這些安全問題進行調(diào)查之后，可以發(fā)現(xiàn)非常明顯的一點是：安全問題糾纏在一起之后，導致之后的系統(tǒng)的目標也變得混亂不堪。所以，在動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全問題的建模過程當中，相關的工作人員一定要注重安全問題的層次性，這樣才能使得安全問題的系統(tǒng)目標不是混亂的，方便相關各種工作的進行。

圖1：實體通信示意圖

2 動態(tài)數(shù)據(jù)儲存機制優(yōu)化措施

2.1 改進共識機制

根據(jù)對相關文獻的調(diào)查和相關的新聞報道來看，區(qū)塊鏈技術的一種非常重要的優(yōu)勢就是能夠在系統(tǒng)中采用一種激勵機制，以便各個節(jié)點能夠根據(jù)有效性這一性質(zhì)達成必要的共識。區(qū)塊鏈技術廣泛的運用范圍，與其超預期的激勵作用是分不開的。但是現(xiàn)如今的區(qū)塊鏈技術在共識機制上的應用以及表現(xiàn)都存在著明顯的不足，所以對于現(xiàn)階段的區(qū)塊鏈技術來說，首要的一點就是將共識機制進行必要的改進。而改進后的共識機制必須解決兩個主要問題：

（1）哪個角色有權(quán)力寫入數(shù)據(jù)；

（2）其他角色如何去同步其寫入的數(shù)據(jù)。

為解決這兩個問題，共識機制需要實現(xiàn)四個主要目標：

（1）驗證者必須輸入令牌；

（2）接受區(qū)塊鏈的及時廣播；

（3）接受驗證者到達區(qū)塊的廣播信息；

（4）添加自身結(jié)點到全局系統(tǒng)的驗證者列表當中。

改進共識機制的關鍵代碼如下：

2.2 所有權(quán)狀態(tài)表示和狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)

在區(qū)塊鏈技術的應用中，最核心的即是狀態(tài)轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(State Transition System)，這一過程類似于市面上的加密系統(tǒng)的貨幣交易過程，也就是說，諸如此類的交易過程，從相關的技術層面進行分析的話，都可以將其理解為是一種所有權(quán)的狀態(tài)表示和狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)。這樣理解之后，動態(tài)數(shù)據(jù)儲存機制也就隨著理解的加深而變得更加的系統(tǒng)化。如圖1所示。

而實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)，僅需要增加一些如初始化及分發(fā)的單位，以實現(xiàn)查詢地址的函數(shù)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)會將當期的狀態(tài)以及新的交易作為輸入，將新的狀態(tài)作為輸出。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)的示例思路如下：

[從 X 中減去$Z 單位，并把$Z 單位添加到 Y 上，前提條件是(a) ，X 在交易之前有至少$Z 單位，(b) 交易被 X 批準]。

另外，在這種動態(tài)數(shù)據(jù)的儲存技術變得更加系統(tǒng)化之后，是有利于這項技術自身的未來的發(fā)展的。

3 基于區(qū)塊鏈的動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全機制的意義

區(qū)塊鏈其實就是一個分布式的數(shù)據(jù)庫的管理、控制系統(tǒng)，這一機制完全可以充當一個開放式的信息技術賬本，在這一“賬本”當中可以記錄多種動態(tài)數(shù)據(jù)，其中就包括一些重要的交易記錄等等。而且，區(qū)塊鏈的每一條記錄下來的動態(tài)數(shù)據(jù)都可以被稱作是一個“塊”，在這樣的一種“塊”中，不僅包含著需要的動態(tài)數(shù)據(jù)，還會包含著這項數(shù)據(jù)的來源以及與前一個塊的連接點，這樣相關的工作人員在需要一些數(shù)據(jù)的時候，就能迅速地找到需要的數(shù)據(jù)。

另外，由于多個“塊”中都記錄著相同的動態(tài)信息的內(nèi)容，使得任何人都不能單一的改變其中一個“塊”中的信息來達到目的，可以說，這項機制以及這項技術其實是非常的安全有效的。

4 結(jié)論

綜上所述，就是迄今為止基于區(qū)塊鏈的動態(tài)數(shù)據(jù)儲存安全機制的研究。總體來說，這項技術和機制在我國以及世界的應用范圍都是十分的廣泛的，因此其具有一定的公認性質(zhì)。希望這項技術以及機制能夠在未來的發(fā)展過程當中不斷完善自身，使得動態(tài)數(shù)據(jù)的儲存工作變得更加的安全和便捷，這對于我國自身的發(fā)展，乃至于世界的各種工作的發(fā)展都是具有非常大的裨益的。