區塊鏈技術在網絡安全中的運用

◆王寶龍

（天津輕工職業技術學院 天津市 300350）

近年來，隨著信息技術的發展，網絡安全問題也隨之出現，為人們使用網絡帶來了一些干擾和影響。區塊鏈技術就是在這樣的大環境下誕生，并很快被新時代的人們所接受，其最初還只是用于貨幣交易，隨著區塊鏈技術不斷發展，其應用范圍愈加廣泛，尤其是在網絡安全方面，也有一定程度上的突破。然而，也應該清楚地看到，任何事物都需要一個發展過程，只有經過不斷地改善，才能使區塊鏈技術在網絡安全中的作用得到最大限度發揮。

1 區塊鏈技術的基本概述

區塊鏈技術是一種技術，其包含了點對點傳輸、加密算法、共識機制、分區數據存儲等多種技術，而共識機制則是一種可以在區塊鏈中建立信任和獲得利益的算法。區塊鏈技術的優點一是開放性，可以對用戶的個人信息進行嚴密的保護，并且大部分的數據都是公開和透明的，也就是說，可以在指定的端口上訪問。二是穩定性，數據的采集與存儲不會有任何的改變，具有很好的穩定性，可以對數據的信息進行最大程度的保護。三是自主性，利用區塊鏈技術，可以將受信的人從原來的人變成機器，從而降低被人操控、干涉的可能性；因此，數據的真實性得到了最大程度的保障。四是匿名性，由于節點之間的通信必須遵循一定的規則，所以不需要互相信任，也不會被監視，這對保護網絡中的個人隱私具有十分重要的意義。

2 區塊鏈技術在網絡安全中的應用優勢

2.1 有助于阻止侵害網絡信息數據的內外部行為

基于區塊鏈的網絡安全技術實質上是分區自治數據管理系統，其強調各個節點安全保護功能，并能夠按照有關需求通過自治方式進行操作；對于網絡內外的惡意威脅，可以進行穩健防范。這種嚴密、嚴謹、科學的分部自治數據管理系統，在面對不安全網絡環境時，也能充分利用區塊鏈安全保護能力，有效地阻止來自內外的攻擊，最大限度地支持網絡數據和信息的安全性。

2.2 有助于高質高效抵制個別惡意侵權網絡安全行為

區塊鏈技術所應用的是一個共識安全系統，能最大程度地利用整個網絡整體實力抵御惡意攻擊，以保證網絡安全。共識安全系統工作原理主要利用區塊鏈中大部分節點，共同對抗和打擊惡意入侵行為，雖然需要處理大量數據，但卻可以快速地解決相應惡意侵權。此外，區塊鏈技術可以在強大網絡共同體系狀態下發揮功能與作用。

2.3 有助于為網絡空間的安全運轉提供強大的基礎支持

與常規的安全技術相比，區塊鏈技術是一種良好擴展方式，它能夠將區塊鏈技術和其他的安全技術有機地融合在一起，形成一個完整的安全生態體系。同時，可以將其技術與應用技術相融合，實現多種應用，以適應各種產業的網絡安全需求；提供靈活、針對性強、操作性強的網絡安全技術與運作模式。在開放式的網絡化運作中，區塊鏈技術因其本身的技術優勢而倍受重視，尤其是在網絡的安全性方面，其自身強有力的技術支撐為網絡安全打下堅實基礎

3 區塊鏈的基礎架構

在當前的計算機網絡中，架構與實現協議是兩個關鍵因素，其中分層是當前最常用的模型。在區塊鏈底層結構2.0 中，有六層結構：數據層、網絡層、共識層、激勵層、合同層、應用層。以數據層為例，數據層是整個體系結構的基礎，其任務是將一次的業務數據儲存到一個新區塊中，再通過哈希函數及 Merkle 樹形的數據結構，將儲存于此區塊內的事務數據進行封裝，并借助上述協定來進行處理；按照該準則，生成一個帶有時序標志的新塊體，并通過相應的協調機制將其與主鏈條相連。數據層包含數據塊、哈希功能以及鏈接的構造；Merkle樹、時標、不對稱密碼等技術要素確保了在分散賬本中的數據的可靠與穩定。

4 網絡安全存在的主要風險

隨著互聯網技術飛速發展，人們日常工作與生活得到了極大便利，但同時也有其自身的雙重屬性，對人們的生產和生活造成了極大威脅；而且，隨著互聯網技術發展，這一威脅也在不斷發展。網絡安全主要是指網絡系統安全、操作系統安全、軟件應用和管理安全。如果內網沒有有效保護措施，便可能會受到外部網絡攻擊，而在局域網中，如果用戶安全等級過低，很可能會遭到惡意攻擊、信息被竊取等情況發生。而且，如果被入侵，很有可能會引起系統故障，造成嚴重后果。此外，由于一些軟件系統不健全、“后門”等問題也會給用戶造成極大安全隱患，而網絡技術在實際應用中也有被盜用、非法修改等問題。這些危險對個體和社會皆有著極為不利的負面影響。目前，世界各國對網絡安全問題給予了極大關注，并采取了多種技術保護措施，但仍然無法從根本上消除網絡安全隱患，只能做到階段性防范，減少風險。

5 區塊鏈技術在網絡安全上的運用

5.1 可增強網絡數據的存儲和共享能力

任何一種數據都是為實際工作服務，在不同應用階段，其要求也各不相同，常常需要進行加密和共享，區塊鏈技術是一種以共識為基礎運作方式，其不僅能為用戶提供更高層次安全保護，還能為用戶提供更多數據交換。相關監管機構還可以通過區塊鏈對系統內部交易進行審核和監控。

5.2 可加強對關鍵基礎設施的保護力度

由于互聯網自身的缺陷，它的核心結構已成為一種潛在的安全威脅，而由中心故障引起的全線故障，則會導致整個網絡的整體失效。如果影響到底層的網絡，就會產生連鎖反應，導致整個網絡的癱瘓，從而給社會帶來巨大的沖擊。例如，曾經發生的皖、桂、瓊、浙、蘇等地的網絡癱瘓，就是因為服務器遭到了黑客的攻擊，使得域名被攻破，導致了所有依靠域名系統的網絡系統的崩潰；給各層次的互聯網企業帶來了巨大的經濟損失和社會影響。

5.3 驅動國防安全

在國防與執法過程中，需要確保重要的數據的安全性和免遭破壞，如果數據出錯，會造成嚴重的影響；近年來，為了保證區塊鏈的安全與完整性，各國紛紛對其展開了深入的探索；而且在軍事和法律上也得到了運用。如今，外國軍方正積極地探討區塊鏈軍事用途，美國《2018 財年國防授權法案》中清楚地指出，國防部需要對其進行全方位的分析，美國國防部資深科研項目（DARPA）正在進行一次利用區塊鏈技術解決戰場上的復雜通信問題，保護軍事衛星、核武器等高度保密數據免遭黑客攻擊。俄國防部門建立了一個專門的研究部門——開發區區塊鏈技術，其目的是加強互聯網的安全和打擊主要的信息基礎結構；以色列的軍民一體化系統把以色列稱為“一個很受歡迎的區塊鏈革新地區”等等。根據軍事探究的視角，可以將其分為三大類：作戰、軍事管理、軍事“物聯網”。從操作上看，分散的、可擴展的、跨網絡的塊鏈，具有很好的保密性能和防損性，使其具有很好的適應性。例如，在中、遠程導彈等關鍵兵器中，應用區塊鏈技術進行指揮信息處理，以達到對高層命令的訪問；這種技術可以避免誤操作、誤命令，并可避免對武器系統中的關鍵信息進行攻擊和攻擊。在今后的發展中，將從個人信任、制度信任向機器信任發展，為新的指揮與管理模式提供了強有力的支撐。在無人集群中引入一個應用于無人集群的技術，它具有一定的相容性，能夠有效地阻止惡意節點對其進行偽劣的攻擊和欺騙，從而保障了整個系統的安全性，確保了無人機協同作業的穩定、高效。在軍事管理中，運用區塊鏈機間的信任，能有效地減少部隊的不確定性、多樣性和復雜性。

5.4 在通信技術中的應用

區塊鏈技術的運用，使得網絡通訊更加可靠，區塊鏈技術在網絡通訊技術中的應用原則，可以概括為：區塊鏈技術可以將所傳送的所有數據資訊，在極短時間內，快速地傳送至遍布全球網絡節點，確保數據資訊高效、安全，即便是在無網絡或網絡被切斷情況下，區塊鏈技術也可以通過無線廣播、傳真等方式進行數據傳輸。在當今網絡通訊日益多元化的今天，區塊鏈技術能夠創造出一個更加完善的通訊服務環境，保證通訊品質，提高系統可靠性。如果網絡節點中的一個或多個節點發生了故障，那么就不會對整個區塊鏈系統的運行產生任何的負面影響。即便是因為受到了一些外力干擾，大部分的節點都可以正常工作。當一個區塊鏈被惡意病毒入侵時，也可以使用協議方法來確?？梢员徽J證數據及時、安全和可靠的傳輸，在這些方面，采用區塊鏈技術可以保證網絡通訊安全與可靠。

5.5 在網絡資產管理中的應用

區塊鏈技術還可以有效地實現對有形資產和無形資產的有效管理，將此技術用于網絡資產管理的原則可以歸納為，區塊鏈技術最顯著特點之一就是無法隨意改變，其可以更好地監控和管理網絡資源，保證數據一致性。利用區塊鏈技術對網絡資產進行有效的管理，能夠有效地管理網絡資產中的域名、知識產權、積分等無形資產，并保證其安全。而有形資產則可以通過區塊鏈技術與物聯網技術相結合，實現有形資產的相應標識，強化對有形資產的管理。另外，通過將區塊鏈與物聯網技術相結合，可以將資產轉讓的相關信息進行錄入，從而實現對資產的追溯，利用該技術，可以為各個行業提供有關產品流通狀況，為企業進行產品經營、數據、信息等服務，從而使有形資產的管理更加可靠、可控。因此，運用區塊鏈技術進行網上資產管理，可以有效地改善實體和無形資產的安全；提高了企業的安全管理水平。

5.6 構建更完善的社交網絡

集中式網絡化社會體制，使使用者一切網絡行為均受到網絡系統監控，使用者的檔案數據全部暴露于網絡上，一旦網絡上遭非法攻擊，不但影響到使用者的個人數據，也影響到與使用者有關的信息安全，甚至造成企業、家庭、學校、公共輿論和社會評價體系等社會問題。利用區塊鏈技術構建安全、暢通、高效的社交網絡，是當前的一個重大問題。而應用于區塊鏈的密碼技術，則能為用戶創造一個更為安全的社交空間。此外，采用區塊鏈還可以幫助建立更加公平和完善的網上獎勵制度，比如；通過投票、點贊、評論等社交活動，可以轉變成一種激勵用戶的網絡金錢，讓用戶不用再為社交網絡上的用戶擔憂被篡改；它能有效控制用戶的社會性，并能激勵用戶積極投入到社區的網絡安全中去，現在已經被很多公司所認可，而且還在不斷發展和普及之中。

6 結語

區塊鏈技術是目前最先進、最安全的技術，其自身分布式特性、去中心化的特性可以為多個網絡提供更好的保護。且其智能公約、共識機制、數字簽名等技術能夠有效地保障各個行業的數據安全，并有效地保護用戶隱私，區塊鏈技術的發展與應用，對進一步優化我國的網絡環境、加速我國的社會安全建設都有著重要的作用。