区块链技术在网络安全中的运用

2022-03-02王宝龙

网络安全技术与应用 2022年9期

◆王宝龙

（天津轻工职业技术学院天津市 300350）

近年来，随着信息技术的发展，网络安全问题也随之出现，为人们使用网络带来了一些干扰和影响。区块链技术就是在这样的大环境下诞生，并很快被新时代的人们所接受，其最初还只是用于货币交易，随着区块链技术不断发展，其应用范围愈加广泛，尤其是在网络安全方面，也有一定程度上的突破。然而，也应该清楚地看到，任何事物都需要一个发展过程，只有经过不断地改善，才能使区块链技术在网络安全中的作用得到最大限度发挥。

1 区块链技术的基本概述

区块链技术是一种技术，其包含了点对点传输、加密算法、共识机制、分区数据存储等多种技术，而共识机制则是一种可以在区块链中建立信任和获得利益的算法。区块链技术的优点一是开放性，可以对用户的个人信息进行严密的保护，并且大部分的数据都是公开和透明的，也就是说，可以在指定的端口上访问。二是稳定性，数据的采集与存储不会有任何的改变，具有很好的稳定性，可以对数据的信息进行最大程度的保护。三是自主性，利用区块链技术，可以将受信的人从原来的人变成机器，从而降低被人操控、干涉的可能性；因此，数据的真实性得到了最大程度的保障。四是匿名性，由于节点之间的通信必须遵循一定的规则，所以不需要互相信任，也不会被监视，这对保护网络中的个人隐私具有十分重要的意义。

2 区块链技术在网络安全中的应用优势

2.1 有助于阻止侵害网络信息数据的内外部行为

基于区块链的网络安全技术实质上是分区自治数据管理系统，其强调各个节点安全保护功能，并能够按照有关需求通过自治方式进行操作；对于网络内外的恶意威胁，可以进行稳健防范。这种严密、严谨、科学的分部自治数据管理系统，在面对不安全网络环境时，也能充分利用区块链安全保护能力，有效地阻止来自内外的攻击，最大限度地支持网络数据和信息的安全性。

2.2 有助于高质高效抵制个别恶意侵权网络安全行为

区块链技术所应用的是一个共识安全系统，能最大程度地利用整个网络整体实力抵御恶意攻击，以保证网络安全。共识安全系统工作原理主要利用区块链中大部分节点，共同对抗和打击恶意入侵行为，虽然需要处理大量数据，但却可以快速地解决相应恶意侵权。此外，区块链技术可以在强大网络共同体系状态下发挥功能与作用。

2.3 有助于为网络空间的安全运转提供强大的基础支持

与常规的安全技术相比，区块链技术是一种良好扩展方式，它能够将区块链技术和其他的安全技术有机地融合在一起，形成一个完整的安全生态体系。同时，可以将其技术与应用技术相融合，实现多种应用，以适应各种产业的网络安全需求；提供灵活、针对性强、操作性强的网络安全技术与运作模式。在开放式的网络化运作中，区块链技术因其本身的技术优势而倍受重视，尤其是在网络的安全性方面，其自身强有力的技术支撑为网络安全打下坚实基础

3 区块链的基础架构

在当前的计算机网络中，架构与实现协议是两个关键因素，其中分层是当前最常用的模型。在区块链底层结构2.0 中，有六层结构：数据层、网络层、共识层、激励层、合同层、应用层。以数据层为例，数据层是整个体系结构的基础，其任务是将一次的业务数据储存到一个新区块中，再通过哈希函数及 Merkle 树形的数据结构，将储存于此区块内的事务数据进行封装，并借助上述协定来进行处理；按照该准则，生成一个带有时序标志的新块体，并通过相应的协调机制将其与主链条相连。数据层包含数据块、哈希功能以及链接的构造；Merkle树、时标、不对称密码等技术要素确保了在分散账本中的数据的可靠与稳定。

4 网络安全存在的主要风险

随着互联网技术飞速发展，人们日常工作与生活得到了极大便利，但同时也有其自身的双重属性，对人们的生产和生活造成了极大威胁；而且，随着互联网技术发展，这一威胁也在不断发展。网络安全主要是指网络系统安全、操作系统安全、软件应用和管理安全。如果内网没有有效保护措施，便可能会受到外部网络攻击，而在局域网中，如果用户安全等级过低，很可能会遭到恶意攻击、信息被窃取等情况发生。而且，如果被入侵，很有可能会引起系统故障，造成严重后果。此外，由于一些软件系统不健全、“后门”等问题也会给用户造成极大安全隐患，而网络技术在实际应用中也有被盗用、非法修改等问题。这些危险对个体和社会皆有着极为不利的负面影响。目前，世界各国对网络安全问题给予了极大关注，并采取了多种技术保护措施，但仍然无法从根本上消除网络安全隐患，只能做到阶段性防范，减少风险。

5 区块链技术在网络安全上的运用

5.1 可增强网络数据的存储和共享能力

任何一种数据都是为实际工作服务，在不同应用阶段，其要求也各不相同，常常需要进行加密和共享，区块链技术是一种以共识为基础运作方式，其不仅能为用户提供更高层次安全保护，还能为用户提供更多数据交换。相关监管机构还可以通过区块链对系统内部交易进行审核和监控。

5.2 可加强对关键基础设施的保护力度

由于互联网自身的缺陷，它的核心结构已成为一种潜在的安全威胁，而由中心故障引起的全线故障，则会导致整个网络的整体失效。如果影响到底层的网络，就会产生连锁反应，导致整个网络的瘫痪，从而给社会带来巨大的冲击。例如，曾经发生的皖、桂、琼、浙、苏等地的网络瘫痪，就是因为服务器遭到了黑客的攻击，使得域名被攻破，导致了所有依靠域名系统的网络系统的崩溃；给各层次的互联网企业带来了巨大的经济损失和社会影响。

5.3 驱动国防安全

在国防与执法过程中，需要确保重要的数据的安全性和免遭破坏，如果数据出错，会造成严重的影响；近年来，为了保证区块链的安全与完整性，各国纷纷对其展开了深入的探索；而且在军事和法律上也得到了运用。如今，外国军方正积极地探讨区块链军事用途，美国《2018 财年国防授权法案》中清楚地指出，国防部需要对其进行全方位的分析，美国国防部资深科研项目（DARPA）正在进行一次利用区块链技术解决战场上的复杂通信问题，保护军事卫星、核武器等高度保密数据免遭黑客攻击。俄国防部门建立了一个专门的研究部门——开发区区块链技术，其目的是加强互联网的安全和打击主要的信息基础结构；以色列的军民一体化系统把以色列称为“一个很受欢迎的区块链革新地区”等等。根据军事探究的视角，可以将其分为三大类：作战、军事管理、军事“物联网”。从操作上看，分散的、可扩展的、跨网络的块链，具有很好的保密性能和防损性，使其具有很好的适应性。例如，在中、远程导弹等关键兵器中，应用区块链技术进行指挥信息处理，以达到对高层命令的访问；这种技术可以避免误操作、误命令，并可避免对武器系统中的关键信息进行攻击和攻击。在今后的发展中，将从个人信任、制度信任向机器信任发展，为新的指挥与管理模式提供了强有力的支撑。在无人集群中引入一个应用于无人集群的技术，它具有一定的相容性，能够有效地阻止恶意节点对其进行伪劣的攻击和欺骗，从而保障了整个系统的安全性，确保了无人机协同作业的稳定、高效。在军事管理中，运用区块链机间的信任，能有效地减少部队的不确定性、多样性和复杂性。

5.4 在通信技术中的应用

区块链技术的运用，使得网络通讯更加可靠，区块链技术在网络通讯技术中的应用原则，可以概括为：区块链技术可以将所传送的所有数据资讯，在极短时间内，快速地传送至遍布全球网络节点，确保数据资讯高效、安全，即便是在无网络或网络被切断情况下，区块链技术也可以通过无线广播、传真等方式进行数据传输。在当今网络通讯日益多元化的今天，区块链技术能够创造出一个更加完善的通讯服务环境，保证通讯品质，提高系统可靠性。如果网络节点中的一个或多个节点发生了故障，那么就不会对整个区块链系统的运行产生任何的负面影响。即便是因为受到了一些外力干扰，大部分的节点都可以正常工作。当一个区块链被恶意病毒入侵时，也可以使用协议方法来确保可以被认证数据及时、安全和可靠的传输，在这些方面，采用区块链技术可以保证网络通讯安全与可靠。

5.5 在网络资产管理中的应用

区块链技术还可以有效地实现对有形资产和无形资产的有效管理，将此技术用于网络资产管理的原则可以归纳为，区块链技术最显著特点之一就是无法随意改变，其可以更好地监控和管理网络资源，保证数据一致性。利用区块链技术对网络资产进行有效的管理，能够有效地管理网络资产中的域名、知识产权、积分等无形资产，并保证其安全。而有形资产则可以通过区块链技术与物联网技术相结合，实现有形资产的相应标识，强化对有形资产的管理。另外，通过将区块链与物联网技术相结合，可以将资产转让的相关信息进行录入，从而实现对资产的追溯，利用该技术，可以为各个行业提供有关产品流通状况，为企业进行产品经营、数据、信息等服务，从而使有形资产的管理更加可靠、可控。因此，运用区块链技术进行网上资产管理，可以有效地改善实体和无形资产的安全；提高了企业的安全管理水平。

5.6 构建更完善的社交网络

集中式网络化社会体制，使使用者一切网络行为均受到网络系统监控，使用者的档案数据全部暴露于网络上，一旦网络上遭非法攻击，不但影响到使用者的个人数据，也影响到与使用者有关的信息安全，甚至造成企业、家庭、学校、公共舆论和社会评价体系等社会问题。利用区块链技术构建安全、畅通、高效的社交网络，是当前的一个重大问题。而应用于区块链的密码技术，则能为用户创造一个更为安全的社交空间。此外，采用区块链还可以帮助建立更加公平和完善的网上奖励制度，比如；通过投票、点赞、评论等社交活动，可以转变成一种激励用户的网络金钱，让用户不用再为社交网络上的用户担忧被篡改；它能有效控制用户的社会性，并能激励用户积极投入到社区的网络安全中去，现在已经被很多公司所认可，而且还在不断发展和普及之中。