計算機軟件在區塊鏈技術與大數據中的應用

鄭 潔

(貴陽職業技術學院,貴州 貴陽 550081)

1 相關基本概念

1.1 區塊鏈技術基本概念

區塊鏈技術是指將數據區塊根據依次相連的方式,將其排列成為一種鏈式的數據結構,且在該結構中能夠通過密碼保證數據無法被篡改,具有不可偽造性和安全性[1]。 在區塊鏈技術的典型模式中,數據保存以區塊作為基本單位,以時間作為基本順序排列成鏈式結構,該模式中所有節點中的數據都能夠參與區塊鏈系統的數據檢測、數據管理以及數據維護等服務,且所有新的區塊在參與時必須經過網絡大部分節點的統一分析,之后才能從節點發送實現數據同步,之后數據不能被私自篡改和偽造,能夠全面提高安全性[2]。 區塊鏈技術在具體應用過程中,可以分為5 個層級,分別為應用層、合約層、共識層、網絡層以及數據層。 應用層主要包括程序語言、編程接口以及用戶界面,能夠為用戶提供可編輯的交互界面,用戶能夠在界面中對操作進行自定義;合約層主要包括虛擬機、Docker 以及腳本,能夠為開發人員提供一定的智能合約編譯和服務框架,使開發人員的設計更加便利;共識層主要包括激勵機制、Pow、Pis 以及PBFT 等,通過算法和其他機制提高系統容錯能力,能夠解決系統設計不一致的問題;網絡層主要包括P2P、連接介質以及傳播機制,通過P2P 協議實現數據傳輸和交互;數據層主要包括交易結構、簽名結構等,采用對應的數據結構和數據庫對信息進行存儲。

首先,區塊鏈技術具有中心離散特點,其中所有節點都具有均等性,沒有采用中央管理模式,通過具有庇護性的節點對數據進行維護,如果其中一個節點發生故障,不會對系統整體運行造成影響,所以能夠在很大程度上降低系統發生故障的風險,能夠提高系統運行穩定性和安全性。 其次,區塊鏈技術具有開源特點,區塊鏈系統中數據的權限基本相同,區塊鏈中的數據和相應程序查詢、開發等能夠通過開放接口完成,由此可見區塊鏈技術具有高度開源性。 第三,區塊鏈技術具有安全性特點,數據在驗證成功進入系統后,數據將會被永久保存,且該數據的修改具有極高難度,任何一個數據的修改都需要大部分控制系統的節點驗證,單個節點的數據無法被篡改,且因為固定算法會對節點之間的數據交換產生限制,所以活動的有效性需要經過區塊鏈系統中的協議和規范驗證,數據交換具有極高的可靠性。

1.2 大數據技術基本概念

大數據技術是指在信息獲取、信息儲存、信息管理以及信息分析方面,能夠快速且準確地處理海量信息數據資源的現代信息技術,具有數據存儲規模海量、數據流轉速度較快、數據類型多元化以及較低的價值密度等多項特點。 大數據技術逐漸成為現代多個行業和領域中的關鍵生產、管理技術,在大數據技術應用過程中,能夠快速妥善應對和處理大量的數據信息,從大量的數據中準確識別有價值的重要數據,從而發揮出數據的最大價值;從大數據的技術層面角度來看,大數據技術在應用過程中,能夠與云計算技術相結合,從而實現對大量數據的快速準確分析,利用分布式處理功能、分布式數據庫、云存儲技術以及虛擬化技術等,快速識別并發掘具有應用價值的多項數據[3]。

2 計算機在區塊鏈技術和大數據中的作用分析

計算機軟件是指計算機系統中的應用程序,該程序是對計算任務的處理對象和處理規則描述,通過編程設計相應的計算機軟件,使得其能夠按照用戶指定執行相應的計算任務。 將計算機軟件應用在區塊鏈技術和大數據中,具有以下幾個方面的作用。

2.1 為技術實現提供載體

計算機軟件是區塊鏈技術和大數據技術的實現載體,技術必須具有相應的載體才能夠實現,為了實現區塊鏈技術和大數據技術的有效利用,需要結合技術基本特征,開發相應的軟件,使得區塊鏈技術和大數據技術能夠完成相應的功能。 由此可見,計算機軟件是區塊鏈技術和大數據技術的基礎,所以需要通過相應的編程設計、系統設計方式,開發適配區塊鏈技術和大數據技術應用的相關軟件,結合實際生產需求,對軟件功能進行調整和增加,從而能夠將技術優勢最大化發揮。

2.2 提高技術應用效果

因為區塊鏈技術和大數據技術的實現需要通過計算機軟件,所以計算機軟件的功能、性能等,能夠直接決定技術應用效果,為了發揮出區塊鏈技術和大數據技術應用的作用,則需要對其功能進行完善。 例如,將大數據技術應用在企業財務管理中,則需要計算機軟件具有錄入數據的基礎功能,將數據錄入軟件系統后,由大數據技術對其進行整理和分析,從而挖掘出財務信息的價值。 為了促進技術應用效果提高,則必須設計科學的計算機軟件。

2.3 拓寬技術應用范圍

區塊鏈技術和大數據技術的具體應用,必須通過計算機軟件才能夠實現,且軟件功能能夠影響技術應用范圍,如果軟件功能較為豐富,則能夠實現技術創新和升級,對于區塊鏈技術和大數據技術發展具有重要的推動作用。 因此,在計算機軟件設計過程中,可以結合實際需求,對軟件功能進行創新,開發出能夠由于區塊鏈技術、大數據技術的功能,從而拓寬技術應用范圍,對于技術創新發展具有重要的推動作用。

3 計算機軟件在區塊鏈技術中的應用

根據上文所述區塊鏈技術的基本內涵、技術架構以及特點等,通過相應的軟件,能夠將其用于多個行業和領域中,將區塊鏈技術的優勢利用計算機軟件進行實現,本文選擇多個區塊鏈技術與計算機軟件融合應用的典型案例。

3.1 在教學中的應用

將區塊鏈技術應用于計算機軟件教學中,因為區塊鏈技術具有去中心化和協同維持的作用,所以在教學過程中,教師和學生都能夠參與到教學資源更新中,且能夠通過集體智慧實現教育資源的最大化。 此外,通過區塊鏈技術的分散網絡存儲功能,學生可以自由獲取教學資源,能夠有效拓寬學生學習渠道,改變傳統的教學模式,所有教學課程都能夠實現點對點的連接,是提高現代化計算機教學質量的重要方式。 將計算機軟件與其結合,開發設計用于計算機教學的軟件,以區塊鏈技術作為核心,學生在學習過程中,能夠將學習資源自主上傳到系統中,與傳統教學計算機軟件不同的是,區塊鏈技術能夠提高教學資源的互通性,提高教學資源分享效率,在快節奏的計算機教學中具有良好的應用效果。

3.2 在企業財務管理中的應用

通過采用區塊鏈技術與計算機軟件,能夠有效提高企業財務管理工作質量。 例如,在企業構建去中心化的財務管理模式中,企業為了提高財務管理工作質量,必須做好財務數據實時監控系統建設,從而保證系統數據更新實時性,提高財務數據價值的發揮效率。通過結合區塊鏈技術開發相應的財務管理軟件,能夠將企業運行的所有信息轉化為數據實時上傳到系統中,并將其永久儲存,企業財務部門則能夠以區塊鏈技術構建財務管理系統,通過數據傳輸接口實現與交易單位的實時連接,從而獲取交易單位的信息,保證數據傳遞準確性,降低企業財務管理活動成本[4]。 此外,業財融合是當前大型企業采用的主要財務管理模式,這種管理模式對于財務數據安全性要求較高,所以結合區塊鏈技術,開發相應的配套軟件,構建分布式記賬簿替代會計模式,能夠對當前的管理模式進行優化,使其更加符合現代化財務管理活動特點,同時滿足財務管理工作的多項需求,業財融合財務管理系統中的財務數據不可被篡改,有利于降低企業財務管理風險,滿足企業財務管理建設需要。

3.3 在數據確權中的應用

數據作為現代社會的重要資源,能夠創造極高的價值,但是數據確權一直是困擾行業的難題,傳統數據確權主要采用專家評審模式,但是這種模式受到人為因素影響較大,從而無法保證數據實際權屬人的合法權益。 因此,近些年來一些學者以區塊鏈技術為基礎,開發設計相應的數據確權軟件,該計算機軟件的應用流程為:在初始化階段,數據供應商需要將大數據進行模塊劃分,通過BLS 短簽名的方式對數據模塊進行認證,采用認證器的同態特性使數據供應商必須發送完整的原始數據,從而解決了原始數據傳輸問題;在數據權屬確定請求、證據審查和驗證等環節,應用審計中繼的模式,數據供應商和審計中心能夠在確保數據隱私的模式下對供應商所提供的數據權屬證明進行檢測,且審計中心的檢測方式為隨機抽樣,能夠保障數據檢測公平性;在評審結果方面,創新采用水印生成系統,通過水印可以確定數據權屬人為該數據的唯一標識身份信息;在審查資料和評審結果查詢階段,因為區塊鏈具有“不可篡改”的特點,可以確保大數據權屬不會被工作人員更改,從而提高了數據交易的公平性,能夠更好地保護交易雙方的合法權益和基本利益[5]。

3.4 在跨境交易支付中的應用

近些年來我國國際貿易增長速度較快,在國際貿易進行過程中,跨境支付具有重要作用,必須確保跨境支付安全性,而區塊鏈技術能夠有效保障交易雙方的安全性,防止交易雙方隱私泄露,從而解決當前跨境交易方式中存在的多項漏洞。 跨境支付安全性的影響因素包括信息抗干擾能力、數據可靠性程度、信息可追溯程度以及密碼信息抗破解能力。 在以區塊鏈技術為基礎的跨境支付計算機軟件設計中,需要從信息可追溯性、可靠性以及抗干擾能力方面入手,不斷提高區塊鏈技術與企業跨境支付手段的融合性,從而將區塊鏈技術的安全性優勢最大化發揮,完善當前跨境交易軟件中存在的多項漏洞。 在軟件應用過程中,需要提高區塊鏈技術中的密碼安全程度,對密碼系統進行創新升級,不斷降低數據和信息被攻擊的可能性,提高軟件密碼系統可靠性。 同時,計算機軟件需要加強對非對稱加密算法中的密鑰安全性保護,因為私鑰簽名大都應用在交易主體的個人信息保護中,所以為了保護客戶信息安全,需要不斷提高私鑰加密算法水平,以安全、穩定的計算機軟件為區塊鏈技術在跨境支付中應用提高基礎[6]。

4 計算機軟件在大數據技術中的應用

數據與物質、能源并稱為三大戰略資源,在信息高速發展的當今時代,數據的重要性不言而喻,掌握關鍵數據等同于掌握核心資源。 近些年來,在國家政策以及信息技術發展的推動下,數據資源共享開放程度不斷提高,數據在社會發展中的重要性不斷體現。 因此,大數據技術的應用方式不斷創新,通過采用大數據技術,能夠為工業生產、企業管理等多行業、多領域提供技術解決方案。

4.1 在計算機云技術軟件開發中的應用

在大數據時代下,計算機軟件正在不斷向高標準、高性能、高穩定性發展,對于硬件標準提出更高要求,計算機軟件技術與硬件的適配,已經成為計算機領域的重要內容。 在一些專家研究過程中,因為計算機運行會產生大量的數據,傳統的數據保存方式需要通過硬件設備實現,但是在大數據技術、云計算技術的推動下,數據存儲可以通過云技術實現,通過開發相應的云技術軟件,能夠擺脫計算機運行數據存儲對硬件設備的依賴,同時能夠提高數據存儲、數據調取以及數據管理效率,其中大數據技術具有關鍵性作用,不僅能夠促進大數據技術自身發展,同時能夠提高計算機軟件運行性能,使得計算機軟件不需要承擔大量的數據存儲負擔,當需要調用數據時,通過云技術實時獲取所需的數據,能夠有效拓寬計算機軟件應用范圍,從而支持數據存儲量較大的生產模式開展。 將大數據技術與計算機軟件技術相結合,有利于軟件開發設計,解決許多計算機軟件存在的問題。

4.2 在虛擬技術中應用

虛擬技術需要利用虛擬資源實現,且需要對大數據內部資源配置進行優化,從而提高信息處理效率,滿足用戶對虛擬技術的多項需求。 虛擬技術近些年來發展速度較快,主要得益于大數據技術的支持,將計算機軟件的虛擬技術移植到大數據中,能夠有效提高虛擬技術運行效果,以海量的數據作為支持,能夠增加虛擬技術的真實性,在虛擬軟件開發中具有良好的應用效果。 虛擬軟件的實現方式實際上是大量數據的快速整合,為了促進計算機虛擬軟件研發,同時拓寬大數據技術應用范圍,則必須做好計算機虛擬技術軟件與大數據技術的深入融合,構建長效軟件開發體系,是提高虛擬技術、大數據技術應用效果的重要方式。

4.3 大數據技術在管理軟件開發中的應用

當前大部分企業都會采用適用于企業管理的計算機軟件,從而提高企業管理信息化建設水平,但是傳統的管理軟件綜合運行效率較差,對于數據的挖掘深度不足,難以形成以數據為核心的管理方式。 為此,在企業管理軟件開發過程中,通過利用大數據技術,建立以數據為核心的管理模式,能夠提高企業管理工作可靠性和實效性,通過對實時數據的分析,能夠明確企業一段時間的經營管理狀況,通過大數據軟件對其進行分析和挖掘,能夠對企業未來可能發生的風險進行預測,是提高管理軟件應用效果的重要方式。 將計算機軟件開發與大數據技術相結合,能夠為管理人員開發設計提供更多的可行路徑,創新計算機軟件開發理念,實現大數據技術與計算機軟件有機結合的發展目標。

5 結語

綜上所述,本文全面闡述了大數據技術、區塊鏈技術的基本內涵和特點,同時分析了計算機軟件在這兩項技術中的應用優勢和具體應用方式。 從具體應用實踐分析可以看出,大數據技術、區塊鏈技術與計算機軟件的結合,對于多個行業和領域具有重要作用,是促進技術創新的關鍵措施。 本文希望能夠對我國計算機軟件開發設計行業起到一定的借鑒和幫助作用,不斷促進計算機軟件與其他技術的融合,從而提升軟件運行性能。