移動互聯網時代下區塊鏈的應用研究

（海軍工程大學 信息安全系，湖北 武漢 430033）

0 引言

區塊鏈是移動互聯網時代的一種新型的應用模式，該模式使用了計算機技術中的一系列技術，包括分布式數據存儲、點對點傳輸、對稱加密算法、非對稱加密算法、數字簽名算法、共識機制等，旨在為企業和用戶在智能合約、證券交易、電子商務、物聯網、社交通訊、文件存儲、存在性證明、身份驗證、股權眾籌等領域提供高安全可靠的服務[1-2]。

眾所周知，區塊鏈技術，伴隨著比特幣的產生而誕生，至今已有10余年的歷史。但區塊鏈真正走入大眾視野，獲得認可并為普通老百姓提供服務，時間并不長。盡管區塊鏈的技術、特征、規則等都十分明確，但區塊鏈的應用并未達到預期，仍存在很大空間。結合個人對區塊鏈多年的研究與實踐，本文對區塊鏈的應用進行分析與總結。本文的目的在于，為不同層面不同身份的人員提供支撐與指導，以便在區塊鏈的應用中少走彎路。

1 基于5G網絡的區塊鏈應用

1.1 區塊鏈核心技術

區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，具有四個方面的創新：（1）分布式賬本。區塊鏈上的所有交易記賬，由分布在不同位置的多個節點共同完成，且每一個節點都完整賬目的記錄，這樣，所有記錄賬目的節點，均可以監督交易是否合法，并在必要時為交易的合法性提供證明。這樣，不同于傳統的集中式記賬方案，區塊鏈規避了單點失效的風險，避免了交易賬目被人為操控的可能。同時，由于多點記賬，規避了賬目的丟失（除非鏈上的節點均被攻擊至破壞），進而保障了交易賬目的絕對安全[3-4]。（2）對稱加密和授權技術。與傳統交易不同，存儲在區塊鏈上的交易信息，是完全公開的。然而，賬戶的身份信息處于高度加密的狀態，不可對外泄漏。只有在數據擁有者授權的情況下，才能被訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。（3）共識機制。在區塊鏈建鏈之初，必須有一個獲得認可的共識或規則，認可這樣的共識便可進鏈，反之拒絕入鏈，就像淘寶上的商家一樣，比如接受“先發貨、后收款、支付寶做中間擔保”。為此，區塊鏈使用了多種不同的共識機制，適用于不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。以比特幣為例，采用的是工作量證明，只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能。（4）智能合約。智能合約是基于這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。

1.2 區塊鏈的9大默認規則

區塊鏈之所有受到廣大企業和用戶的歡迎，是因為區塊鏈具有一系列應用規則，總結起來，即為9個“即”：（1）存儲即所有。歸屬于個人（終端用戶）的所有資產，以區塊的形式存儲在分布式的服務器上，這樣，將資產的所有權交付給個人，是一種技術的革新和時代的進步。（2）數據即資產。區塊鏈是一種特殊的價值網絡，鏈上的數據即為個體的資產，因為資產而具有價值。（3）行為即挖礦。在區塊鏈里，每個個體的行為，將以一個個挖礦的動作，記錄在案，為社區提供能量做貢獻。（4）鏈幣即獎勵。鏈幣是流通在區塊鏈中用于標識個體財富或貢獻的衡量工具，比特幣、UFO等虛擬貨幣是鏈幣的具體體現形式，這是一種碎片化和無縫隙化的獎勵機制，是社會價值的一種體現。（5）通證即信用。通證（token）即為用戶的信用憑證，這是每個用戶的個體身份，用戶持token可在鏈上自由通行。（6）代碼即合約。在區塊鏈上，使用代碼來取代文本，代碼成了合約的一種新的呈現形式。（7）節點即渠道。在區塊鏈上，節點包括采集點和流通點，均是數據處理的重要渠道。（8）社區即組織。區塊鏈對組織邊界進行了重新定義，用戶所在的社區，決定著用戶的組織身份。（9）共識即法律。規范社區成員行為的是所有用戶妥協而成的共識，認可即生效，反對即出局，擁護即獎勵，違反即懲罰。

1.3 區塊鏈的未來應用探索

無論是技術使然，還是政策賦能，區塊鏈勢必會顛覆傳統行業、進軍諸多領域的各行各業。未來，區塊鏈會在如下方面快速發展。（1）金融：體現核心價值，審查顧客身份和交易記錄，促進反洗錢的應用落地，保障國家金融安全。（2）游戲：區塊鏈技能去中心化、智能合約、資產買賣等技能特點，能很好地解決現在游戲職業游戲數據和用戶數據隱私走漏的問題，促進游戲中虛擬數字錢銀的保值，完成用戶與游戲開發渠道公正的價值同享。（3）社交：自己控制自己的數據，保障個人隱私。當前，不論用戶做什么社交，個人隱私或多或少都會被泄漏或販賣，比如，在淘寶上購物后，相關產品的廣告鋪天蓋地推送給用戶；小孩參加了培訓，家長就會收到大量培訓機構的電話。社交區塊鏈后，用戶隱私會得到高度保護，用戶不再會被騷擾。（4）教育：全程記錄學生的學習過程，從源頭杜絕作假，保障教育的公平性。今年的“仝卓事件”，讓高考替考、身份調包、學籍作假等社會問題，得到了社會大眾的關注。教育區塊鏈后，所有人員的學習過程會得到完完全全的記錄，沒有任何作假的可能，所有的社會不公問題都可以完全暴露在陽光下。（5）保險：協助用戶購買合適的保險，協助保險行業識別“騙保”。當前，保險行業亂象橫生，保險員只管推銷保險，完全不在乎用戶的真實需求。在保險公司運營過程中，由于各種原因導致的風險時有發生，監管機構只能采取事前審核或者事后約束的措施，投機倒把者利用保險的漏洞，從中騙保。保險上區塊鏈后，這些問題都可以迎刃而解。（6）醫療：記錄患者的所有就醫記錄，明確患者健康狀態與走向，適時進行提前干預與用藥指導。（7）車路協同與自動駕駛：保障車輛行駛過程的絕對安全，避免攻擊者進入V2X網絡，對行駛的車輛下發干擾甚至是“自殺”的命令。（8）慈善行業與社會公益：實現所有數據公開透明。對于慈善捐助（如捐贈的財物、血液等），以無償獻血為例，區塊鏈可以讓獻血者準確跟蹤到血液的流向，如在哪家醫院給哪一位患者使用等。這樣，區塊鏈可以慈善機構“清清白白做公益”。（9）菜籃子：保障老百姓的國計民生，讓普通大眾吃得放心。對于老百姓的菜籃子工程，區塊鏈可以從源頭跟蹤食品的每一環節，讓老白菜明明白白消費，放心大膽吃菜。

2 區塊鏈防偽：一種新型的區塊鏈實踐

區塊鏈防偽溯源，是指在互聯網產品溯源方面引入區塊鏈技術，借助移動通信5G網絡、區塊鏈技術、物聯網技術，打通互聯網產品在整個生命周期的每一環節，在各個環節里錄入關鍵信息，從而實現互聯網產品在源頭上可溯源、在生產方面可以復現、在流通環節可以定位、在交易方面可跟蹤、在使用方面可查詢，進而做到售前過程可追溯、售中信息可查詢、售后責任可定位。在區塊鏈防偽溯源的應用過程中，主要涉及如下工作：（1）區塊鏈建立。即建立防偽溯源的區塊鏈。在建立時，要充分考慮可能出現的環節，盡量避免后期的擴鏈操作。（2）區塊鏈發布。面向物品全生命周期的每一環節發布區塊鏈，讓關鍵節點可以接入到防偽溯源的區塊鏈。（3）信息上鏈。即在每一個環節，將關鍵信息錄入區塊鏈，這樣，任何一個節點都無法通過篡改商品信息來造假。（4）信息查詢。供全生命流程里的所有用戶查詢，檢驗數據的真偽。

3 結語

作為一種新型技術，區塊鏈受到了前所未有的歡迎和熱捧。本文回顧了區塊鏈的常識，歸納了區塊鏈的應用規則，探索了區塊鏈的未來應用領域。后期，主要從兩個方面開展工作：一方面，在理論上上，研究不同的算法（特別是加密算法和簽名算法）對區塊鏈的建鏈、數據傳播、鏈幣發行等方面的影響。另一方面，有針對性選擇某一應用場景，如基于5G+北斗的自動駕駛、船岸協同等，使用區塊鏈技術進行實踐與應用落地。