区块链的发展与安全

倪荣 肖自强

摘要：区块链随着全球虚拟数字和作为基础架构被人们所熟知，是具有去中心化，点对点传输，共识机制，加密算法等特点的分布式数据库技术。几年来，区块链已逐步的脱离比特币，成为技术创新的热点，应用于金融，教育，公共管理，物联网等行业。文章简述了区块链技术，介绍了区块链的发展和安全。

关键词：区块链；比特币；数字货币；去中心化

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）12-0024-02

Abstract： with the global virtual digital and infrastructure well known， block chain has the characteristics of decentralization， point-to-point transmission， consensus mechanism， encryption algorithm and other characteristics of distributed database technology. Block chain has become a hotspot of technological innovation by gradually breaking away from bitcoin. It is applied to finance， education， public administration， Internet of things and other industries. This paper introduces the technical principle， application and development of block chain， and discusses the future of block chain.

Key words： block chain； bitcoin； digital currency； decentralization

區块链是未来最有前景的新科技之一，什么是区块链？区块链是一种分布式账本技术作为比特币等加密货币的基础，并使得数据记录和传递更加透明和可审计，以及更难被攻击。区块链可以让各个组织更加透明、民主化、去中心化、更有效以及更安全。

区块链作为比特币的底层技术，具有去中心化，透明性，开放性，自治性，信息不可篡改，匿名性等特点。其中去中心化的特点使区块链技术广泛地应用于金融等行业，通过加密算法，时间戳，树形结构，共识机制和奖励机制，在节点无须信任的分布式网络中实现基于去中心化信用的点对点交易，解决了目前中心化模式存在的可存在的可靠性差，安全性低，高成本，低效率等问题。虽然近几年比特币快速发展，但其交易的匿名性和作为货币的发行权无法掌握，多数国家机构不承认其货币属性，而区块链凭借其独特的优势，吸引众多目光，相关研究和应用一时间呈现井喷的趋势。区块链技术更是被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网、移动社交之后的第5次颠覆式计算范式，是人类信用进化史上继血亲信用，贵金属信用，央行纸币信用之后的第4个里程碑。[1]

本文介绍区块链的技术原理，并且对区块链的应用和安全性进行讨论。

1 区块链技术

区块链本质上是一个分布式账本技术，区块链所具备的去中心化、加密算法、智能合约等特征使得区块链有别于的传统技术。区块链技术改变了传统技术的中心化，弱化了中央服务器的概念。各个节点即是服务器也是客户端，每个节点可以直接交换资源而不是通过服务器的桥接，用户与用户之间可以实现资源的直接分享和利用。在区块链中每一个节点都是同等的地位。每一笔交易的完成会被所以节点记录，保证了交易的安全性。

时间戳、哈希算法、Merkle树技术是区块链独有的技术，时间戳记录了区块链上发生的事情，具有不可更改性。比传统制度更加可信，适用于知识产权方面。哈希算法，只能加密不能解密的密码学算法，可以将任意长度的信息转换成一段固定长度的字符串。每个输入值对应唯一的输出值，两者没有任何规律。哈希算法确保了区块链数据的唯一性，保证了安全，使区块链更加公正。Merkie叶子节点存储的是数据文件的哈希值，非叶子节点存储的是对其下面所有的叶子节点值的组合结果进行哈希计算后得出的哈希值。区块链利用Merkle树这种数据结构存放所有叶子节点的哈希值。Merkle树的运用大大减少数据的传输量和计算的复杂度。

区块链的独特技术有效保护了数据的安全，信息不可篡改等特性使得区块链的技术具有广泛的应用和市场。

2 区块链的发展

从2008年到2018年，区块链经过了十年的发展，区块链的技术从当初的第一个应用----比特币发展到金融，教育，大数据，媒体等各行各业。可以说区块链技术的应用，无疑是革命性的。传统行业的中心化模式被区块链去中心化所代替，区块链的特性使人们对数据的公平公正，透明，安全具有很大的期待。

如今，区块链技术不断的发展，区块链在游戏方面有着不小的成就.CryptoKitties 是第一个在区块链上大获成功的游戏，CryptoKitties一款以区块链技术为基础的养猫游戏，游戏中的每一只猫都是以区块链技术而生成的，保证了其独一无二的个性。这款游戏上线后短短几十天交易量达到了千万美元。猫的价值最高以3亿人民币的价格成交，一时间区块链游戏喷涌而出，仅国内就有网易星球，百度的莱茨狗，公信包等游戏。这些看似游戏的区块链应用其实本质是都类似于比特币，只不过将形式从货币转变成猫，狗等卡通图案。之所以火爆，其主要原因是人为的炒作。人们抱着一夜暴富的愿景从事区块链游戏，梦想着凭着游戏里的区块链产品来实现财富自由。将其游戏看成了林另类的数字货币。

随着人们对区块链的认识不断深入，在未来5～10年，区块链将颠覆很多行业。银行业和支付，网络安全，网络和物联网，保险业 云存储 投票 医疗业等行业可能或正在被颠覆。区块链技术的应用将重新定义世界。

3 区块链的安全

比特币的诞生到数字货币的大行其道，区块链技术的发展相对而言比较缓慢但。随着人们对区块链技术的了解不断加深，区块链技术的应用逐渐发展。2018年初，区块链成为中国互联网最闪耀的明星。区块链+成为新的风口，无数投资者，企业家相继涌入。春节期间，一个聚集了许多著名投资人的“三点钟无眠区块链”微信群刷爆网络。体现出了区块链巨大的吸引力。

区块链的本身具有安全性，和数据的不可篡改性。但区块链的安全并不能使其应用安全得到保证，2018年3月7日一个值得中国数字货币投资者记住的日子，同时也让所有人认识到数据安全的重要性。3月7日夜晚，世界第二大交易所“币安”被黑客攻击，大量账户被盗。币安交易所发现后立刻停止数字货币提现功能，在大家都以为黑客空手而归时，黑客用所盗账户中大量代币转换成比特币，造成大量代币市价下跌。随后黑客用1万个比特币兑换一种VIA的小代币，从而使其币值拉高100倍。但因为交易所已关闭提现功能，所以黑客无法套现获利。但黑客的目的不是套现获利，早在攻击之前，黑客在世界大交易所挂出大量数字货币和代币空单。比特币等数字货币价格下跌后收割获利，据猜测这次黑客获利可达4亿以上。

黑客的攻击暴露区块链的用户个人数据的安全，区块链本身的安全性使我们更放心地进行交易，但由于个人对自身数据的安全程度不同，使区块链应用还具有一定的安全危险。

区块链的安全还收到“51%攻击”的威胁，所谓的51%攻击指的是如果掌握了区块链上51%的算力就可以改变区块链的数据。作为以区块链为基础的数字货币同样有遭受51%攻击的可能性，以比特币来说现在比特币价格大约在1万美元/枚，市值在2100亿左右。也就是说如果进行51%攻击，那需要价值1050亿美元进行攻击。没有人有这个能力，即使有，攻击过后比特币也不会被人认可，比特币可能没有任何价值。像对比特币，以太币等主流数字货币进行攻击代价太大而且风险太大，而攻击小流数字货币又没有价值。所以51%攻击看似不可能使数字货币等区块链应用被人们所信赖。随着量子计算机技术的成熟，量子计算机的诞生使51%攻击成为可能。

未来区块链的发展依然伴随着机遇和挑战，51%攻击，私钥和终端安全，共识机制安全等安全问题依然需要人们不断的探索去解决。

4 结束语

区块链作为比特币的等数字货币的基层架构，随着数字货币的火爆而被发现和认可。区块链的的去中心化，分布式账本技术和安全性对传统的技术具有革命性的意义。区块链技术应用广泛，在传统金融，物联网，教育，信用等领域发展迅速。但即使经历10年的发展，区块链的应用仍然处在初期的探索阶段。各国政府都在积极的探讨和研究，相信不久的将来区块链技术可以像互联网一样改变我们的生活。

参考文献：

[1] SWAN M.Blockchain：blueprint for a new economy[M].USA： OReilly Media Inc，2015.

[2] 袁勇，王飛跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报， 2016，42（4）：481—494.

[3] 唐文剑，吕雯. 区块链如何改变世界[M].北京：机械工业出版社，2016.

[4] 沈鑫，裴庆祺，刘雪峰. 区块链技术综述[J].网络与信息安全学报，2016，2（11）：1-9.

[5] 谢辉，王健 .区块链技术及其应用研究 [J].信息网络安全，2016 （9） ：192-195.

[6] 马昂，潘晓，吴雷，郭景峰， 黄倩文.区块链技术基础及应用研究综述[J]，信息安全研究，2017 ，3 （11）.