區(qū)塊鏈技術，如何提升網(wǎng)絡安全？
發(fā)布時間：2017-12-26眼下，區(qū)塊鏈已經(jīng)成為科技界的熱門技術，甚至被稱為顛覆性技術。那么，在網(wǎng)絡安全領域，區(qū)塊鏈能否發(fā)揮作用呢？答案是肯定的。——編者
當著名咨詢公司Gartner在預測2018年對大部分企業(yè)公司影響顯著的十大戰(zhàn)略技術時，區(qū)塊鏈技術位列其中。而最近普華永道國際會計事務所（PwC）發(fā)布的全球金融科技調研結果也顯示，區(qū)塊鏈技術正在快速地從實驗階段邁向企業(yè)應用階段。區(qū)塊鏈技術融合了分布式架構、P2P網(wǎng)絡協(xié)議、加密算法、數(shù)據(jù)驗證、共識算法、身份認證、智能合約等技術，利用基于時間順序的區(qū)塊形成鏈進行數(shù)據(jù)存儲，利用共識機制實現(xiàn)各節(jié)點之間數(shù)據(jù)的一致性，利用密碼學體制保證數(shù)據(jù)的存儲和傳輸安全，利用自動化的腳本建立智能合約而實現(xiàn)交易的自動判斷和處理，解決了中心化模式存在的安全性低、可靠性差、成本高等問題。值得注意的是，除了上述優(yōu)點以外，區(qū)塊鏈技術本身還具有優(yōu)越的安全特性，人們可以應用區(qū)塊鏈技術來提升網(wǎng)絡安全。
在不可靠的網(wǎng)絡上
進行可靠的傳輸
區(qū)塊鏈解決了在不可靠網(wǎng)絡上可靠的傳輸信息的難題，由于不依賴與中心節(jié)點的認證和管理，因此防止了中心節(jié)點被攻擊造成的數(shù)據(jù)泄露和認證失敗的風險。
區(qū)塊鏈的基本工作過程如圖所示，當節(jié)點A向節(jié)點B轉賬時，產(chǎn)生的交易信息會以區(qū)塊的形式以P2P的方式廣播到網(wǎng)絡中所有有效節(jié)點，節(jié)點通過共識機制對該區(qū)塊進行認證，當該區(qū)塊的正確性和有效性被認可后，該區(qū)塊按順序被添加到網(wǎng)絡現(xiàn)有區(qū)塊鏈中，A向B的轉賬即完成。由于區(qū)塊鏈中的信息得到了網(wǎng)絡中大部分節(jié)點的一致性認同，因此該信息是無法擦除和篡改的，且所有節(jié)點都可以讀取和查詢交易信息。顯然，區(qū)塊鏈具備優(yōu)越的安全特性。
區(qū)塊鏈基于其數(shù)學算法和數(shù)據(jù)結構，相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護具有三大特點。
第一，共識機制代替中心認證機制。傳統(tǒng)網(wǎng)絡的用戶認證采用中央認證中心（CA）方式，整個系統(tǒng)的安全性完全依賴于集中部署的 CA 認證中心和相應的內部管理人員身上。如果CA被攻擊，則所有用戶的數(shù)據(jù)可能被竊取或者修改。而在區(qū)塊鏈節(jié)點共識機制下，無需第三方信任平臺，寫入的數(shù)據(jù)需要網(wǎng)絡大部分節(jié)點的認可才可以被記錄，因此，攻擊者需要至少控制全網(wǎng)絡51%的節(jié)點才能夠偽造或者篡改數(shù)據(jù)，這將大大增加攻擊的成本和難度。
第二，數(shù)據(jù)篡改“一發(fā)動全身”。區(qū)塊鏈采用了帶有時間戳的鏈式區(qū)塊結構存儲數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)的記錄增加了時間維度，具有可驗證性和可追溯性。當改變其中一個區(qū)塊中的任何一個信息，都會導致從該區(qū)塊往后所有區(qū)塊數(shù)據(jù)的內容修改，從而極大增加數(shù)據(jù)篡改的難度。
第三，抵抗分布式拒絕服務（DDoS）。區(qū)塊鏈的節(jié)點分散，每個節(jié)點都具備完整的區(qū)塊鏈信息，而且可以對其他節(jié)點的數(shù)據(jù)有效性進行驗證，因此針對區(qū)塊鏈的DDoS攻擊將會更難展開。即便攻擊者攻破某個節(jié)點，剩余節(jié)點也可以正常維持整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)。
網(wǎng)絡安全領域
區(qū)塊鏈大有可為
區(qū)塊鏈技術可用于網(wǎng)絡安全領域。區(qū)塊鏈技術憑借其去中心化結構而帶來的安全特性，目前已被國外金融、醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)等領域各大公司用來提升網(wǎng)絡安全。具體來看，區(qū)塊鏈技術可以在管理和保護用戶認證數(shù)據(jù)、提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全、有效阻止DDoS攻擊以及增強物聯(lián)網(wǎng)安全等領域發(fā)揮作用。
——管理和保護用戶認證數(shù)據(jù)。美國麻省理工大學推出的虛擬貨幣CertCoin最先采用了基于區(qū)塊鏈的公鑰基礎設施，摒棄傳統(tǒng)中心認證方式，采用公共密鑰實現(xiàn)分布式節(jié)點之間的互相認證，從而防止網(wǎng)絡單點故障。烏克蘭公司Ukroboronprom與網(wǎng)絡安全公司REMME合作，通過在區(qū)塊鏈上管理用戶認證相關數(shù)據(jù)，幾乎完全阻斷了黑客使用虛假認證消息獲取用戶身份的可能。
——提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全性。全球最大規(guī)模的區(qū)塊鏈公司Guardtime通過分布節(jié)點之間協(xié)商來提供區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的機密性和完整性，實現(xiàn)了愛沙尼亞100萬份用戶醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性保證。美國國防部高級研究計劃局DARPA也開始采用該方式為軍方敏感性數(shù)據(jù)提供安全保護。
——有效阻止DDoS攻擊。區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司Nebulis目前正在開發(fā)基于區(qū)塊鏈的分布式互聯(lián)網(wǎng)域名系統(tǒng)，只允許授權用戶來管理域名，其他公司諸如Blockstack和MaidSafe也開始使用分布式Web技術，替代原有第三方管理Web服務器和數(shù)據(jù)庫的模式，從而阻止網(wǎng)絡 DDoS攻擊。
——增強物聯(lián)網(wǎng)安全。通過智能合約模式，區(qū)塊鏈一方面可以利用 P2P 網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡設備節(jié)點對待接入設備進行鑒權；另一方面可以有效抵擋物聯(lián)網(wǎng)DDoS攻擊。在2016年爆發(fā)的Mirai僵尸網(wǎng)絡DDos攻擊事件中，大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)設備被入侵，致使大半美國網(wǎng)絡癱瘓。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，當某個節(jié)點被入侵時，其他設備會檢測到該設備異常，并且將其列為異常和不信任節(jié)點，從而將其排除。
技術成熟前 應用需謹慎
雖然區(qū)塊鏈憑借其天然的技術特點而具有用戶認證、數(shù)據(jù)保護、防DDoS攻擊等安全優(yōu)勢，但現(xiàn)階段區(qū)塊鏈技術還不成熟，在實際應用時仍然存在諸多安全風險。
首先，區(qū)塊數(shù)據(jù)的可靠性會隨時間降低。早期生成的區(qū)塊由于當時使用的算法過時或者密鑰長度不夠，此部分交易歷史有可能會被篡改偽造。由于區(qū)塊鏈采用關系型的數(shù)據(jù)結構，而且現(xiàn)有機制還沒有刪除歷史交易數(shù)據(jù)的機制，將會導致新產(chǎn)生的區(qū)塊也不可以被信任。此外，所有交易記錄不斷累加也會造成節(jié)點超負荷，增加安全隱患。
其次，區(qū)塊鏈的配套軟件可能存在漏洞和隱患。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)由代碼維持，攻擊者會通過系統(tǒng)中存在的漏洞惡意篡改或者盜取數(shù)據(jù)。在2016年的The Dao事件中，由于以太坊智能合約程序存在嚴重漏洞，該合約籌集的公眾款項不斷被一個函數(shù)的遞歸調用而轉向它的子合約，最終被竊取了價值超過60萬美元的以太幣。2017年7月，黑客同樣利用以太坊智能合約漏洞盜取了超過約3000萬美元的以太幣。
最后，區(qū)塊鏈可能會造福犯罪分子?；趨^(qū)塊鏈本身的匿名和安全特性，不法分子可能會采用區(qū)塊鏈技術來進行違法網(wǎng)絡交易，例如暗網(wǎng)交易以及進行洗錢犯罪活動等。目前，美國參議院已經(jīng)通過了7000億美元國防法案，其中就包含研究區(qū)塊鏈技術潛在的安全風險，以及評估網(wǎng)絡罪犯利用該技術可能造成的危害。
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區(qū)塊鏈技術具有可靠的信息交互、完整的數(shù)據(jù)存儲、可信的節(jié)點認證等安全性優(yōu)勢，因而為網(wǎng)絡安全提供了一種嶄新的安全防護思路和模式，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡邊界式防護轉變?yōu)槿W(wǎng)絡節(jié)點參與的安全防護新模式，通過分布式的節(jié)點共識機制來抵抗惡意節(jié)點的攻擊，在網(wǎng)絡安全領域具有極大的應用潛力。但是，現(xiàn)階段區(qū)塊鏈技術還不夠成熟，區(qū)塊鏈系統(tǒng)仍然存在許多安全隱患和漏洞，因此在下一步應用中，應加強區(qū)塊鏈的監(jiān)管和安全技術的研究與實踐，推動區(qū)塊鏈應用的穩(wěn)步發(fā)展，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術的安全優(yōu)勢，有效提升網(wǎng)絡安全防護水平。(來源：人民郵電報）
