基于區塊鏈的數字虛擬資產安全管理系統設計

周小軍 譚薇

摘 要：為提高數字虛擬資產管理的安全性，防止出現資產大量泄露問題，引入區塊鏈技術，開展對其管理系統的設計研究。分別從客戶端服務器選型、數據庫服務器選型等硬件方面和基于區塊鏈技術的數字虛擬資產安全認證、數字虛擬資產的安全導入與存儲等軟件方面實現對管理系統的設計，并結合對比實驗及實驗結果證明新管理系統的應用可以有效降低資產泄露量，保障數字虛擬資產安全，維護用戶個人利益。

關鍵詞：區塊鏈技術;數字虛擬資產;安全管理系統;比特幣;金融科技

引言

目前，虛擬化資產已成為了社會財富資源的主要構成，但我國針對此方面的研究尚處于探索階段，大部分現有的資產管理模式均面向固定資產，而虛擬資產管理的實踐研究成果與理論支撐依據仍略顯不足[1]。為了更加有效地應對虛擬資產投資與虛擬貨幣存儲中的風險問題，下文將綜合金融科技領域內，多種類型數字虛擬資產的安全隱患，基于硬件與軟件兩個方面，對基于區塊鏈技術的數字虛擬資產安全管理系統展開設計。

1硬件設計

為實現對比特幣等數字虛擬資產的安全管理，在基于區塊鏈技術的基礎上，對管理系統的硬件結構組成進行設計，并得到如圖1所示的管理系統硬件框架結構圖。

根據圖1所示的管理系統硬件框架結構，明確系統共包含客戶端、服務器端以及多個管理節點等結構以后，分別從客戶端和服務器端對其硬件設備進行選型設計。在管理系統運行過程中，系統用戶可以通過訪問代理向服務器發送連接請求[2]。考慮到請求的通信傳輸，引入帶有HTTP傳輸協議的Precision7740 型號服務器。該型號服務器的顯卡為RTX5000 16G;CPU為E-2286M;內存大小為128G;硬盤為6TB固態。同時，在本文管理系統運行過程中，通過該服務器可實現對用戶各類數字虛擬資源的存儲和管理以外，還能夠實現對用戶ID以及密碼的存儲和驗證。當用戶輸入正確的ID和密碼時，服務器可自動根據用戶訪問權限為其提供存儲在內部的數字虛擬資產信息。

2軟件設計

2.1基于區塊鏈技術的數字虛擬資產安全認證

在完成對系統硬件的設計后，引進區塊鏈技術，進行數字虛擬資產安全認證的研究。為了確保數字虛擬資產在傳輸和通訊過程中的安全性，首先，引入非對稱加密的方式實現對資產的動態加密，公鑰和私鑰對信息進行加密和解密。針對進行非對稱加密的資產僅向Server提供公開公鑰，并將私鑰交由系統用戶保管。為了方便實現對資產的安全認證，在發送端和接收端之間引入區塊鏈技術。發送端使用公鑰對資產加密，并對資產的摘要進行簽名。其次，發送端用戶將簽名和加密資產信息一同發送給接收端的用戶。當接收端用戶接收到消息后，將數字簽名取出，并得到資產摘要，以此按照上述方式完成對數字虛擬資產安全認證。

2.2數字虛擬資產的安全導入與存儲

傳統管理系統通常采用中心化的導入和存儲方式，但這種方式中管理的主體具備對在資產數據進行修改的權利[3]。因此，針對這一問題，引入區塊鏈，提出一種共同記賬的可行方案完成對資產信息的導入和存儲。首先，在導入過程中對資產信息進行去中心化處理，并獲取特定區塊當中的導入權。其次，同步分布式網絡環境的其他節點，避免出現資產數據丟失和泄露的問題。在對資產信息進行存儲時，應當將元數據、交易信息、賬戶信息等一同導入到區塊當中，實現對其相關信息的存儲，以此方便后續對資產信息和數據的使用。

3對比實驗

按照上述論述內容完成對本文管理系統軟件和硬件的設計后，對其是否能夠實現對數字虛擬資產的安全管理進行判斷，選擇將基于數據權的管理系統作為對照組，以對比實驗的方式實現驗證。選擇以某數字虛擬資產安全管理中心作為依托，針對該管理中心現有虛擬資產資源，對其分別應用兩種系統對其進行管理，同時為了不影響管理中心的正常運行，選擇的資源信息均為不具備較高利用價值的數據信息，將其作為研究對象。在兩種系統運行的過程中，人為引入對資產數據信息的攻擊節點，并將數字虛擬資產數據泄露量作為評價指標，驗證兩種管理系統的安全性能。將實驗結果記錄如表1所示。

從表1中記錄數據得出，本文管理系統的泄露量明顯小于基于數據權的管理系統泄露量。同時，隨著資產量的不斷增加，本文管理系統泄露量并沒有隨之出現增加的趨勢，始終將泄露量控制在1.50Mbit以下，而基于數據權的管理系統泄露量呈現出明顯的隨資產量增加而增加的趨勢。因此，通過上述實驗進一步證明，本文提出的管理系統在實際應用中能夠進一步保障數字虛擬資產的安全，避免在管理過程中出現資產泄露的問題，維護用戶利益。

4結束語

當前各個企業都在從實體經濟轉向數字化經濟，并在這一過程中產生大量的數字虛擬資產，為了提高數字虛擬資產的安全，本文結合區塊鏈技術，對其安全管理系統進行設計研究。通過對比實驗的方式證明本提出的管理系統安全性能更高，但由于當前區塊鏈技術并沒有得到完全發展，將其應用到對數字虛擬資產的安全管理當中仍然存在許多挑戰。因此，在今后的研究中，還將針對區塊鏈的應用性能進行更加深入的研究，從而不斷提高本文管理系統的應用性能，促進其在各個行業領域的發展。

參考文獻：

[1] 李文紅. 虛擬資產的國際監管思路及其對建立防范互聯網金融風險長效機制的啟示[J]. 金融監管研究，2020（08）：1-15.

[2] 宋立豐，宋遠方，國瀟丹. 基于數據權的現實與虛擬閑置資產共享——區塊鏈視角下的共享經濟發展研究[J]. 經濟學家，2019（08）：39-47.

作者簡介：

周小軍（1982.1），男，漢族，甘肅天水人，副教授，碩士，研究方向：機器

學習、人工智能、區塊鏈

譚薇（1984.8），女，漢族，河南平頂山人，講師，研究方向：圖像處理

1、天水市科技支撐計劃天水市自然科學基金項目《基于人工免疫圖像分割技術的集成電路芯片表面缺陷檢測技術研究》（項目編號：2020-FZJHK-6912）

2.甘肅省教育廳甘肅省高等學校創新基金項目《人工免疫技術在集成電路芯片表面缺陷檢測中的應用研究》（項目編號：2020A-201）

3.甘肅工業職業技術學院項目《高職EDA課程POL實踐教學模式改革探索與實踐》