为充实研究和浮现区块链的技能特点，本文将重点放在区块链的焦点技能组件及其彼此支撑干系，而不思量最上面的应用系统和最下面的通用网络系统。

以暗码算法为例，暗码算法的安详性是区块链技能面对的最严重安详威胁之一。现有的各类区块链中，多半是回收 SHA256 和 RIMPED160 算法作为哈希算法、利用椭圆曲线暗码算法作为非对称暗码算法。从现有研究资料看，这些算法今朝临时没有发明有效的进攻要领。可是，跟着暗码学、计较技能和物理学的成长，这些算法在不久的未来大概会被破解，MD5 算法、SHA-1 算法的攻下就是前车之鉴。

以下两个方面展开设计：

阐明区块链应用的布局，老是可以凭据三个部门来领略：最上面一部门是各类应用系统，如生意业务、公证和溯源等；中间是区块链的各类焦点技能，认真搭建区块链，并支持上面的应用系统运行；最下面是通用的网络和计较机系统。这三部门中，最上层和最基层自己和区块链技能无关。

2）设计和利用安详的暗码算法和暗码协议。暗码学是区块链的安详基本。区块链中常用的暗码算法包罗哈希算法、非对称暗码算法、对称暗码算法等。因此，在区块链安详技能体系中，为应用选择利用符合安详强度的上述暗码算法、正确地实现这些暗码算法以及增强密钥的安详打点长短常重要的，也是在实践中必需加以重点存眷的。同时，时间戳的提供和验证机制，对付担保各节点之间的时间同步，确保区块计较和验证的有效性起到很是重要的浸染。设计利用正确的时间戳并加以检讨，可以有效地防御基于时间的进攻。

漫衍式存储是指区块链数据的物理存储形式。和会合式系统差异，区块链是通过构建漫衍式的存储体系和开源协议，让网络中所有的区块链节点都参加数据的存储和验证。实际上，每个区块链节点都有各自独立的、完整的数据存储，从而极大地提高数据存储的靠得住性。

另外，自 2014 年以来，通过操作弱口令和数据会见裂痕而提倡的区块链进攻事件大量发作。比特币生意业务所 Mt.Gox、Gatecoin 和 bitfinex 等均蒙受过黑客进攻，导致呈现用户帐号盗用、用户代币被偷等安详事件，为生意业务所和用户带来了庞大的损失，Mt.Gox 最终还因为损失太大而公布倒闭。本年年头产生的 Binance 事件，黑客更是操作了社会工程学手段偷取了上万个用户帐号，并操作金融市场抛售拉空、投机套利的操纵来得到庞大的好处。

1）安详共鸣。按照公有链、同盟链等差异应用场景设计公道和安详的共鸣机制，在漫衍式、高效和安详之间取得适当的妥协，并有效防御常见的共鸣进攻，如 51% 进攻和恶意署理人进攻。安详共鸣机制可以选择通例的或定制修改的 PoW、PoS、DPoS、PBFT 等，也可以设计可插拔机制，便于在详细应用场景中利用更为实用的共鸣机制。

从观念上来说，区块链是一种去中心化基本架构与漫衍式计较范式，是一种漫衍式、去中心化、去信任化的存储技能，是一种凭据时间顺序将数据区块以顺序相连的方法组合成的一种链式数据布局。区块链技能具有去中心化、扩展性强、安详靠得住等特点，在无需信任的漫衍式网络中实现了安详的点到点生意业务。

2）构建安详的漫衍式存储系统，防御数据丢失、纷歧致，甚至被改动的风险。应参考漫衍式数据库的安详成果设计漫衍式账本安详机制，提供高效、安详、不变地提供数据写入及查询处事，确保区块和生意业务数据的靠得住和一致性存储。

区块链安详技能体系的目标是，通过针对性地增强要害技能的安详设计和采纳相关安详法子，提高区块链应用的安详运行本领，并使之可以或许防御和应对常见的安详风险。因此，本文在前面风险阐明的基本上，也凭据四层架构设计了一个通用的区块链安详技能体系，将区块链相关的安详机制有机地陈设在差异条理，并提出相应的安详要求和安详发起，以供区块链应用实现参考。安详技能体系如图 2 所示。

按照上述设计，区块链安详技能体系在数据与算法层主要的安详机制应包罗区块名目、链式布局、暗码算法、默克尔树和时间戳等。通过有效地实施这些安详机制，可保障区块链数据的靠得住性、完整性和不行改动性。

这些区块链条理体系是在区块链成长的差异时期提出来的，各有差异的特点，但也同时存在必然的范围性，如朱志文提出的条理体系中，险些将区块链中的所有焦点技能根基都放到协议层中，使得该条理内容太多，比其他两层显得更为拥挤；尔后两个条理体系中存在用户层，将业务成果和系统打点等纳入该条理中，而这些成果并非区块链技能的焦点和特色成果。

文章来历： 信息安详与通信保密杂志社

1）设计安详公道的区块数据名目和链式布局。公道的区块名目，包罗界说区块头、区块、随机数、区块头哈希、生意业务数据等字段寄义和巨细，有助于在区块流传、验证效率和安详之间取得均衡。按照区块链应用的规模和存眷点差异，可以设计差异的默克尔树、MPT 树布局，操作符合的树状形式和哈希算法、非对称暗码算法来组织生意业务数据的存储，可以有效提高峻量生意业务数据的验证和定位速度，同时也能在担保区块数据一致性的基本上，提高账本数据的完整性和不行改动等安详掩护本领。

暗码算法在区块链技能中处于基本性位置，通过利用适当的暗码算法，区块链担保了数据和生意业务的安详性。区块链中主要的暗码算法包罗非对称暗码算法、对称暗码算法和哈希算法。这些暗码算法主要提供数据加解密、签名验签、完整性验证、计较账号地点、掩护用户隐私等安详本领。

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