基于区块链技术的网络空间安全机制

文/杨书惠 彭博 广瑞 李子晗 陈双梅

1 传统网络空间安全模型

随着互联网的迅速发展，严重的网络安全问题层出不穷，计算机系统和软件各模块间的合并、计算机硬件的兼容性和通用性均致使软件会存在安全漏洞，传统互联网的安全模型建立在集中控制和极限分层之上。具体而言，集中控制是指在对用户身份进行识别以及安全管理过程时仅仅通过几个特殊的高级网络节点进行，而在进行身份鉴别之后会根据不同的安全等级赋予不同级别用户不同的使用权限，所谓极限分层。

近年来，不同的恶意软件签名数量从700万增加到1亿，证明了基于集中控制和极限分层互联网安全模型存在着一定的缺陷。利用这一安全模型的漏洞，网络黑客等恶意用户能够实现对系统的入侵并进行重要数据的获取甚至更改，尤其是对于网上银行等涉及金钱交易的系统，造成的影响更加恶劣。

2 区块链技术在网络空间安全中的技术优势

在节点无需信任的分布式系统中，区块链技术能够发挥重要作用，使得去中心化信用的点对点交易得以实现，因此这一技术的出现也使得网络空间安全的进一步发展有了全新的思路，能够有效提升信息内容安全以及网络应用安全。

2.1 区块链技术简介

所谓区块链技术，是指利用哈希运算使得含有交易时间信息的区块具备独特的时间戳，并且区块内达到交易确认共识，同时根据哈希运算产生的时间戳能够按照时间的发展顺序将不同区块之间进行联系，最终形成完整的交易链。

在区块链技术具体应用时，加密链式区块机构、分布式节点共识算法发挥重要的作用，实现数据验证存储以及更新过程，并且利用全新的去中心化基础架构与分布式计算方式来实现数据的基本操作。区块链本身是具备数字记录存储功能的数据库，并且使得数据库在节点之间共享，同时分布式节点共识算法使得节点之间的数据一致性得以保证，输入的记录不能够轻易被外来用户更改或者删除。

共识机制的存在使得一旦有与节点共享的数据不一致的信息出现，很快就能更被系统辨认识别并认定为无效数据，防止有节点被黑客攻击造成数据更改，保证数据的完整性以及安全性。

2.2 基于区块链的网络安全机制

区块链技术下的数据管理机构实现了分布自治，这样网络系统中的各节点都具备一定的安全防护能力，能够按照规则执行合约，对于可能出现的网络恶意危害行为能够做到步步为营的防范，在某些特殊网络环境中，区块链技术的这一特点能够发挥重要作用，有效阻止外部黑客的入侵。

2.2.1 区块链共识安全机制

区块链的共识安全机制是其相较于传统互联网安全模型最为突出的优势，所有网络节点之间形成的共识使得恶意用户对于某个节点的数据更改基本徒劳，并且网络规模越大，安全性越高。黑客可能会对某个网络节点形成有效的攻击，但共识机制使得这一攻击对于整体网络的影响几乎为零，因此区块链技术能够对互联网安全的提升提供基础支撑。

2.2.2 区块链保护机制

区块链技术可以根据时间戳将数据库分成多个“区块”，每个区块包含一组记录并且区块与区块之间存在着加密连接工序，这样区块之间有效连接形成整个区块链。在系统中通过在前区块顶部堆叠的方式添加新的区块，在区块链内部保证信息一致性并且各块之间的内容无需验证，大大提高工作效率。区块中可以存储以及更新很多种形式的数据，如数字内容、结构化消息、图像以及视频等。并且由于共识机制的存在，区块链中存储的信息能够永久被保护，基本无法被入侵以及篡改。

2.2.3 区块链分布式网络结构

互联网网络结构的发展从集中式到中心化再到今天的完全分布式结构，每一种网络架构都有其独特的优势和缺陷，在使用范围上有基本的要求。区块链技术采用分布式网络结构，避免了在集中式网络中对中心节点的过分依赖性，一旦中心节点被攻击，整个网络系统都会造成很大的损失。而分布式网络结构使得每个节点之间都是相互独立的，某个节点受到危害对于整体网络的影响有限，造成损失较小。

3 总结

综上所述，网络安全一直以来都是互联网发展中十分重视的问题之一，针对当前存在的很多网络安全问题，传统的互联网安全模型发挥的作用有限，区块链技术的应用能够借助哈希算法实现节点分布式网络架构以及信息共识，使得数据存储、更新和传输的安全性都有所提升，是今后互联网安全机制发展的主要趋势，在提高网络安全性方面有着良好的应用前景。