区块链网络安全与数据

A. 什么是区块链技术区块链到底是什么什么叫区块链

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

【基础架构】

一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

拓展资料：

【区块链核心技术】

区块链主要解决的交易的信任和安全问题，因此它针对这个问题提出了四个技术创新：

1.分布式账本，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。

区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。

没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

2.非对称加密和授权技术，存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

3.共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点，其中“少数服从多数”并不完全指节点个数，也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时，所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。

4.智能合约，智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息（包括医疗信息和风险发生的信息）都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。

在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，笔者认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链-网络

B. 区块链技术在网络安全中的作用是什么

提高网络安全
区块链是一个建立在提供绝对安全和信任的模型上的、分散的、分布式的电子分类记账方式。使用加密技术，按时间顺序和公开记录记录交易，每一个块都有时间标记并与前一个链接。重要的是，这些数字“块”只能通过所有参与者的共识来更新，数据拦截、修改和删除几乎是不可能的。

C. 区块链应用在网络安全中发挥什么作用

区块链技术可以帮助我们提升加密以及认证等保护机制的安全性，这对于物联网安全以及DDoS防御社区来说绝对是一条好消息!

区块链就有成为安全社区一个重要解决方案的潜力，对于金融、能源和制造业来说亦是如此。就目前来说，验证比特币交易是它的一个主要用途，但这种技术也可以扩展到智能电网系统以及内容交付网络等应用场景之中。

如何将区块链应用到网络安全之中?

无论是保护数据完整性，还是利用数字化识别技术来防止物联网设备免受DDoS攻击，区块链技术都可以发挥关键作用，至少现在它已经显示出了这种能力。

物联网安全以及DDoS防御社区

某家区块链初创公司声称他们的去中心化“记账“系统可以帮助用户抵御流量超过100Gbps的DDoS攻击。有趣的是，这家公司表示这种去中心化的系统允许用户出租自己的额外带宽，并将带宽访问权限”提交“到区块链分布式节点，当网站遭受DDoS攻击时，网站可以利用这些出租带宽来缓解DDoS攻击。

提升保密性和数据完整性

虽然区块链最初的设计并没有考虑到具体的访问控制，但是现在某些区块链技术实现已经解决了数据保密以及访问控制的问题了。在这个任何数据都有可能被篡改的时代，这显然是个严重问题，但是完整的数据加密恶意保证数据在传输过程中不被他人通过中间人攻击等形式来访问或篡改。

整个IoT产业都需要数据完整性保障。比如说，IBM在其Watson IoT平台中就允许用户在私有区块链网络中管理IoT数据，而这种区块链网络已经整合进了他们Big Blue的云服务中。除此之外，爱立信公司的区块链数据完整性服务有提供了全面的审计、兼容和可信赖数据服务来允许开发人员利用Predix PaaS平台来进行技术实现。

其中最佳应用就是我们公共事业部门的转型和创建以市民为中心的基础设施了。这将使市民能够拥有自己的身份，每一笔交易都可验证。我们可以使用智慧合约和经签名的断言来制定公共服务的要素，比如待遇给付等等。

物联网&智能设备

现在整个IT社区的注意力已经开始转移到物联网&智能设备的身上了，而安全性绝对是首要考虑因素之一。虽然物联网可以提升我们的工作和生产效率，但这也意味着我们需要面临更多的安全风险。很多公司因而寻求应用区块链来保护IoT及工业IoT(IIoT)设备安全的方法——因为区块链技术可增强身份验证，改善数据溯源和流动性，并辅助记录管理。

根据卡巴斯基实验室反病毒专家Alexey Malanov的说法，区块链技术有助于追踪黑客攻击，他补充道：

“网络入侵者通常会清除权限日志，以隐藏未授权访问设备的痕迹。但如果日志分布在多个设备中(例如通过区块链技术实现)，则可以将风险尽可能降低。”

数字经济发展基金主席German Klimenko表示：“目前，国防部正在大力推动IT发展和研究工作，这对行业来说是一件好事。”

北约和五角大楼也在研究区块链“防御性”应用。该技术被积极用于保护系统免受网络攻击。北约将使用区块链来保护金融信息、供应和物流链，而五角大楼正在开发一个防黑客攻击的数据传输系统。

总的来说，区块链技术并不是万能的，至少现在还不是。无论是从技术完整性出发，还是从系统实现方面考量，现在的区块链技术都无法100%确保设备的安全。注：以上内容来源网络。

D. 区块链技术是如何保证数据的安全性的

区块链在信息安全上的优势和数软件区块链技术实验室根据自身开发经验和技术特点总结以下方面： 1.利用高冗余的数据库保障信息的数据完整性； 2.利用密码学的相关原理进行数据验证，保证不可篡改； 3.在权限管理方面运用了多私钥规则进行访问权限控制。

E. 区块链的安全法则

区块链的安全法则，即第一法则：
存储即所有
一个人的财产归属及安全性，从根本上来说取决于财产的存储方式及定义权。在互联网世界里，海量的用户数据存储在平台方的服务器上，所以，这些数据的所有权至今都是个迷，一如你我的社交ID归谁，难有定论，但用户数据资产却推高了平台的市值，而作为用户，并未享受到市值红利。区块链世界使得存储介质和方式的变化，让资产的所有权交付给了个体。
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区块链系统面临的风险不仅来自外部实体的攻击，也可能有来自内 部参与者的攻击，以及组件的失效，如软件故障。因此在实施之前，需 要制定风险模型，认清特殊的安全需求，以确保对风险和应对方案的准 确把握。
1. 区块链技术特有的安全特性
● (1) 写入数据的安全性
在共识机制的作用下，只有当全网大部分节点（或多个关键节点）都 同时认为这个记录正确时，记录的真实性才能得到全网认可，记录数据才 允许被写入区块中。
● (2) 读取数据的安全性
区块链没有固有的信息读取安全限制，但可以在一定程度上控制信 息读取，比如把区块链上某些元素加密，之后把密钥交给相关参与者。同时，复杂的共识协议确保系统中的任何人看到的账本都是一样的，这是防 止双重支付的重要手段。
● (3) 分布式拒绝服务(DDOS)
攻击抵抗 区块链的分布式架构赋予其点对点、多冗余特性，不存在单点失效的问题，因此其应对拒绝服务攻击的方式比中心化系统要灵活得多。即使一个节点失效，其他节点不受影响，与失效节点连接的用户无法连入系统， 除非有支持他们连入其他节点的机制。
2. 区块链技术面临的安全挑战与应对策略
● (1) 网络公开不设防
对公有链网络而言，所有数据都在公网上传输，所有加入网络的节点 可以无障碍地连接其他节点和接受其他节点的连接，在网络层没有做身份验证以及其他防护。针对该类风险的应对策略是要求更高的私密性并谨慎控制网络连接。对安全性较高的行业，如金融行业，宜采用专线接入区块链网络，对接入的连接进行身份验证，排除未经授权的节点接入以免数据泄漏，并通过协议栈级别的防火墙安全防护，防止网络攻击。
● (2) 隐私
公有链上交易数据全网可见，公众可以跟踪这些交易，任何人可以通过观察区块链得出关于某事的结论，不利于个人或机构的合法隐私保护。 针对该类风险的应对策略是：
第一，由认证机构代理用户在区块链上进行 交易，用户资料和个人行为不进入区块链。
第二，不采用全网广播方式， 而是将交易数据的传输限制在正在进行相关交易的节点之间。
第三，对用 户数据的访问采用权限控制，持有密钥的访问者才能解密和访问数据。
第四，采用例如“零知识证明”等隐私保护算法，规避隐私暴露。
● (3) 算力
使用工作量证明型的区块链解决方案，都面临51%算力攻击问题。随 着算力的逐渐集中，客观上确实存在有掌握超过50%算力的组织出现的可 能，在不经改进的情况下，不排除逐渐演变成弱肉强食的丛林法则。针对 该类风险的应对策略是采用算法和现实约束相结合的方式，例如用资产抵 押、法律和监管手段等进行联合管控。

F. 区块链如何提高安全性和数据共享

针对现有区块链技术的安全特性和缺点，需要围绕物理、数据、应用系统、加密、风控等方面构建安全体系，整体提升区块链系统的安全性能。
1、物理安全
运行区块链系统的网络和主机应处于受保护的环境，其保护措施根据具体业务的监管要求不同，可采用不限于VPN专网、防火墙、物理隔离等方法，对物理网络和主机进行保护。
2、数据安全
区块链的节点和节点之间的数据交换，原则上不应明文传输，例如可采用非对称加密协商密钥，用对称加密算法进行数据的加密和解密。数据提供方也应严格评估数据的敏感程度、安全级别，决定数据是否发送到区块链，是否进行数据脱敏，并采用严格的访问权限控制措施。
3、应用系统安全
应用系统的安全需要从身份认证、权限体系、交易规则、防欺诈策
略等方面着手，参与应用运行的相关人员、交易节点、交易数据应事前受控、事后可审计。以金融区块链为例，可采用容错能力更强、抗欺诈性和性能更高的共识算法，避免部分节点联合造假。
4、密钥安全
对区块链节点之间的通信数据加密，以及对区块链节点上存储数据加密的密钥，不应明文存在同一个节点上，应通过加密机将私钥妥善保存。在密钥遗失或泄漏时，系统可识别原密钥的相关记录，如帐号控制、通信加密、数据存储加密等，并实施响应措施使原密钥失效。密钥还应进行严格的生命周期管理，不应为永久有效，到达一定的时间周期后需进行更换。
5、风控机制
对系统的网络层、主机操作、应用系统的数据访问、交易频度等维度，应有周密的检测措施，对任何可疑的操作，应进行告警、记录、核查，如发现非法操作，应进行损失评估，在技术和业务层面进行补救，加固安全措施，并追查非法操作的来源，杜绝再次攻击。

文章来源：中国区块链技术和应用发展白皮书

G. 区块链技术如何成为网络安全的关键因素

区块链技术如何成为网络安全的关键因素
许多领先的网络安全公司使用区块链技术来防止数据篡改。此外，美国医疗保健公司正在开始探索这项技术。储存电子健康记录有一些缺点，但从现在起，分散的数据库有希望通过建立一个创新的保健结构来彻底将这些文件变革。区块链也许是通过扩展使用网络来解决我们所面临的问题的一种方法，并且最终会有更安全的网络通信。
区块链的内部
加密货币是一种数字货币，它使用加密技术进行安全的交易，任何类型的加密货币都可以使用区块链。
区块链技术现在是一种分散的、公共的分类账技术，之所以被称为区块链技术，是因为它允许数字货币在不依赖中央机构的情况下维护可信的交易网络过程。
这种结构确保系统不受政府干预和操纵，市场参与者可以跟踪虚拟货币交易，而不需要中央记录。每笔交易都按时间顺序记录并添加到区块链中。每个参与这个过程的主机都会得到一个副本。
每笔交易都按时间顺序记录并添加到块链中。参与这个过程的每个主机都会得到一个块链的副本。这一概念包括一种独特的方法来验证交易，在数字货币范围内，它还具有数字化、编码和存储任何类型的文件的能力，这对网络安全非常重要。
医疗保健公司及其创新策略
区块链是一种安全的架构，可以用它构建一个健康保健系统，以及正确的结构和参数。在这个系统中，病人将有准确和最新的记录，这些记录可以防止被篡改或监视。这些数据可以方便快捷地与任何需要它的提供者共享。
电子健康记录(EHR)是存储病人病史的一组数据。这些记录包括与每个人的治疗相关的所有关键的行政临床数据。这些可能是各种各样的参数，如进度图、潜在问题、药物、免疫、过去的病史和实验室数据。
EHR提供了信息的自动访问，从而简化了临床医生的工作流程。它也有能力通过各种接口，包括基于证据的决策支助、质量管理和成果报告，直接或间接地支持与护理有关的其他活动。
EHR的主要缺点是，这些记录没有与当前信息保持同步，而且数据不容易在提供者之间共享。另一个限制是在潜在的网络危险的情况下，数据存储不安全。对于这些缺点，区块链似乎是一个更智能的结构。
以波士顿市为例。那有26个不同的电子病历系统，每个系统都有自己的语言来表示和共享数据。这种情况下的信息在需要的时候是无法获得的，这就造成了金钱上的损失，有时甚至是人命的损失。而且，黑客有机会窃取、删除或修改记录，在紧急情况下，医生可能无法获得关键的医疗信息。这种混乱会对患者造成直接伤害。
区块链结构可以保证多年的病人数据安全，并且可以使数据录入中的任何人为错误更容易追踪和更正。在这里，患者自己可以检查和更新信息，甚至在他们收集和观察的时候进行新的记录。黑客和欺诈都将极不容易发生。
区块链能力综述
区块链还可以在安全方面帮助其他网络通信领域。
Acronis基金会的主席JohnZanni说，“我们相信区块链技术在未来几年将在科技和IT领域产生变革，就像互联网在九十年代和本世纪初为世界所做的那样。几年前，我们开始与以太坊区块链合作，研究如何更好地保护数据。今天，我们的存储和备份软件的一部分允许用户对任何数字数据进行公证，并将指纹保存在区块链上，以确保它不会被篡改。”
随着现实世界与数字世界的相互碰撞，数据已成为许多企业的关键角色。但是，确保这些数据保持安全、可靠、保密和可信已成为一项持续的挑战。
此外，就网络安全而言，当今行业面临的最大问题之一是数据篡改，即数据可能以授权的方式被意外或故意地篡改。
专家需要关注区块链，并计划如何将这一技术应用到众多潜在的应用中，为我们的未来铺平道路。

H. 大数据与区块链

这个故事还是要从比特币谈起

比特币这个电子现金系统是同时去中介化(个人与个人之间的电子现金无须可信第三方中介的介入)和去中心化(由某个机构负责维护)的(交易双方可以在无须建立信任关系的前提下完成交易)

哈希函数:将任意长的字符串，转变成固定长度的输出(计算过程不能太复杂)，只要输入字符串发生微小变化，哈希函数的输出就会完全不同。

区块链:把大的东西切分成很多个区块进行存储，只要其中有一个东西被篡改，下边的数据都不一样，就会被发现

采用区块链(数据结构 哈希函数)，保障账本不能被篡改，采用数字签名技术，保证只有自己才能够使用自己的账户，采用p2p网络和pow共识机制，保证去中心化的运作方式

区块链是利用块链式数据结构来验证与存储数据，利用分布式节点共识算法来生成和更新数据，利用密码学的方式保证数据传输和访问安全的一种全新的分布式基础架构与计算机范式。

三要素:

区块链的本质就是分布式账本，是一种数据库。区块链用哈希算法实现信息不可篡改，用公钥，私钥来标识身份，以去中心化和去中介化的方式，来集体维护一个可靠数据库。

大数据与区块链的区别主要表现在以下几个方面。

(1)数据量。区块链技术是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链处理的数据量小，具有细致的处理方式。而大数据管理的是海量数据，要求广度和数量，处理方式上会更粗糙。

(2)结构化和非结构化。区块链是结构定义严谨的块，通过指针组成的链，是典型的结构化数据，而大数据需要处理的更多的是非结构化数据。

(3)独立和整合。区块链系统为保证安全性，信息是相对独立的，而大数据的重点是信息的整合分析。

(4)直接和间接。区块链是一个分布式账本，本质上就是一个数据库，而大数据指的是对数据深度分析和挖掘，是一种间接的数据。

(5)CAP理论。C(Consistency)是一致性，它是指任何一个读操作总是能够读到之前完成的写操作的结果，也就是在分布式环境中，多点的数据是一致的。A(Availability)是可用性，它是指快速获取数据，可以在确定的时间内返回操作结果。P(Tolerance of Network Partition)是分区容忍性，它是指当出现网络分区的情况时(即系统中的一部分节点无法和其他节点进行通信)，分离的系统也能够正常运行。CAP理论告诉我们，一个分布式系统不可能同时满足一致性、可用性和分区容忍性这3个需求，最多只能同时满足其中2个，正所谓“鱼和熊掌不可兼得”。大数据通常选择实现AP，区块链则选择实现CP。

(6)基础网络。大数据底层的基础设施通常是计算机集群，而区块链的基础设施通常是P2P网络。

(7)价值来源。对于大数据而言，数据是信息，需要从数据中提炼得到价值。而对于区块链而言，数据是资产，是价值的传承。

(8)计算模式。在大数据的场景中，是把一件事情分给多个人做，比如，在MapRece计算框架中，一个大型任务会被分解成很多个子任务，分配给很多个节点同时去计算。而在区块链的场景中，是让多个人重复做一件事情，比如，P2P网络中的很多个节点同时记录一笔交易。

I. 区块链以什么方式保证网络中数据的安全性

区块链保证网络中数据的安全性的方式：
在区块链技术中，数字加密技术是其关键之处，一般运用的是非对称加密算法，即加密时的密码与解锁时的密码是不一样的。简单来说，就是我们有专属的私钥，只要把自己的私钥保护好，把公钥给对方，对方用公钥加密文件生成密文，再将密文传给你，我们再用私钥解密得到明文，就能够保障传输内容不被别人看到，这样子，加密数据就传输完毕啦！
同时，还有数字签名为我们加多一重保障，用来证明文件发给对方过程中没有被篡改。由此可见区块链的加密技术能够有效解决数据流通共享过程中的安全问题，可谓是大有施展之处。