論區塊鏈在安防
❶ 區塊鏈使用安全如何來保證呢
區塊鏈本身解決的就是陌生人之間大規模協作問題,即陌生人在不需要彼此信任的情況下就可以相互協作。那麼如何保證陌生人之間的信任來實現彼此的共識機制呢?中心化的系統利用的是可信的第三方背書,比如銀行,銀行在老百姓看來是可靠的值得信任的機構,老百姓可以信賴銀行,由銀行解決現實中的糾紛問題。但是,去中心化的區塊鏈是如何保證信任的呢?
實際上,區塊鏈是利用現代密碼學的基礎原理來確保其安全機制的。密碼學和安全領域所涉及的知識體系十分繁雜,我這里只介紹與區塊鏈相關的密碼學基礎知識,包括Hash演算法、加密演算法、信息摘要和數字簽名、零知識證明、量子密碼學等。您可以通過這節課來了解運用密碼學技術下的區塊鏈如何保證其機密性、完整性、認證性和不可抵賴性。
基礎課程第七課 區塊鏈安全基礎知識
一、哈希演算法(Hash演算法)
哈希函數(Hash),又稱為散列函數。哈希函數:Hash(原始信息) = 摘要信息,哈希函數能將任意長度的二進制明文串映射為較短的(一般是固定長度的)二進制串(Hash值)。
一個好的哈希演算法具備以下4個特點:
1、 一一對應:同樣的明文輸入和哈希演算法,總能得到相同的摘要信息輸出。
2、 輸入敏感:明文輸入哪怕發生任何最微小的變化,新產生的摘要信息都會發生較大變化,與原來的輸出差異巨大。
3、 易於驗證:明文輸入和哈希演算法都是公開的,任何人都可以自行計算,輸出的哈希值是否正確。
4、 不可逆:如果只有輸出的哈希值,由哈希演算法是絕對無法反推出明文的。
5、 沖突避免:很難找到兩段內容不同的明文,而它們的Hash值一致(發生碰撞)。
舉例說明:
Hash(張三借給李四10萬,借期6個月) = 123456789012
賬本上記錄了123456789012這樣一條記錄。
可以看出哈希函數有4個作用:
簡化信息
很好理解,哈希後的信息變短了。
標識信息
可以使用123456789012來標識原始信息,摘要信息也稱為原始信息的id。
隱匿信息
賬本是123456789012這樣一條記錄,原始信息被隱匿。
驗證信息
假如李四在還款時欺騙說,張三隻借給李四5萬,雙方可以用哈希取值後與之前記錄的哈希值123456789012來驗證原始信息
Hash(張三借給李四5萬,借期6個月)=987654321098
987654321098與123456789012完全不同,則證明李四說謊了,則成功的保證了信息的不可篡改性。
常見的Hash演算法包括MD4、MD5、SHA系列演算法,現在主流領域使用的基本都是SHA系列演算法。SHA(Secure Hash Algorithm)並非一個演算法,而是一組hash演算法。最初是SHA-1系列,現在主流應用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512演算法(通稱SHA-2),最近也提出了SHA-3相關演算法,如以太坊所使用的KECCAK-256就是屬於這種演算法。
MD5是一個非常經典的Hash演算法,不過可惜的是它和SHA-1演算法都已經被破解,被業內認為其安全性不足以應用於商業場景,一般推薦至少是SHA2-256或者更安全的演算法。
哈希演算法在區塊鏈中得到廣泛使用,例如區塊中,後一個區塊均會包含前一個區塊的哈希值,並且以後一個區塊的內容+前一個區塊的哈希值共同計算後一個區塊的哈希值,保證了鏈的連續性和不可篡改性。
二、加解密演算法
加解密演算法是密碼學的核心技術,從設計理念上可以分為兩大基礎類型:對稱加密演算法與非對稱加密演算法。根據加解密過程中所使用的密鑰是否相同來加以區分,兩種模式適用於不同的需求,恰好形成互補關系,有時也可以組合使用,形成混合加密機制。
對稱加密演算法(symmetric cryptography,又稱公共密鑰加密,common-key cryptography),加解密的密鑰都是相同的,其優勢是計算效率高,加密強度高;其缺點是需要提前共享密鑰,容易泄露丟失密鑰。常見的演算法有DES、3DES、AES等。
非對稱加密演算法(asymmetric cryptography,又稱公鑰加密,public-key cryptography),與加解密的密鑰是不同的,其優勢是無需提前共享密鑰;其缺點在於計算效率低,只能加密篇幅較短的內容。常見的演算法有RSA、SM2、ElGamal和橢圓曲線系列演算法等。 對稱加密演算法,適用於大量數據的加解密過程;不能用於簽名場景:並且往往需要提前分發好密鑰。非對稱加密演算法一般適用於簽名場景或密鑰協商,但是不適於大量數據的加解密。
三、信息摘要和數字簽名
顧名思義,信息摘要是對信息內容進行Hash運算,獲取唯一的摘要值來替代原始完整的信息內容。信息摘要是Hash演算法最重要的一個用途。利用Hash函數的抗碰撞性特點,信息摘要可以解決內容未被篡改過的問題。
數字簽名與在紙質合同上簽名確認合同內容和證明身份類似,數字簽名基於非對稱加密,既可以用於證明某數字內容的完整性,同時又可以確認來源(或不可抵賴)。
我們對數字簽名有兩個特性要求,使其與我們對手寫簽名的預期一致。第一,只有你自己可以製作本人的簽名,但是任何看到它的人都可以驗證其有效性;第二,我們希望簽名只與某一特定文件有關,而不支持其他文件。這些都可以通過我們上面的非對稱加密演算法來實現數字簽名。
在實踐中,我們一般都是對信息的哈希值進行簽名,而不是對信息本身進行簽名,這是由非對稱加密演算法的效率所決定的。相對應於區塊鏈中,則是對哈希指針進行簽名,如果用這種方式,前面的是整個結構,而非僅僅哈希指針本身。
四 、零知識證明(Zero Knowledge proof)
零知識證明是指證明者在不向驗證者提供任何額外信息的前提下,使驗證者相信某個論斷是正確的。
零知識證明一般滿足三個條件:
1、 完整性(Complteness):真實的證明可以讓驗證者成功驗證;
2、 可靠性(Soundness):虛假的證明無法讓驗證者通過驗證;
3、 零知識(Zero-Knowledge):如果得到證明,無法從證明過程中獲知證明信息之外的任何信息。
五、量子密碼學(Quantum cryptography)
隨著量子計算和量子通信的研究受到越來越多的關注,未來量子密碼學將對密碼學信息安全產生巨大沖擊。
量子計算的核心原理就是利用量子比特可以同時處於多個相干疊加態,理論上可以通過少量量子比特來表達大量信息,同時進行處理,大大提高計算速度。
這樣的話,目前的大量加密演算法,從理論上來說都是不可靠的,是可被破解的,那麼使得加密演算法不得不升級換代,否則就會被量子計算所攻破。
眾所周知,量子計算現在還僅停留在理論階段,距離大規模商用還有較遠的距離。不過新一代的加密演算法,都要考慮到這種情況存在的可能性。
❷ 區塊鏈應用在網路安全中發揮什麼作用
區塊鏈技術可以幫助我們提升加密以及認證等保護機制的安全性,這對於物聯網安全以及DDoS防禦社區來說絕對是一條好消息!
區塊鏈就有成為安全社區一個重要解決方案的潛力,對於金融、能源和製造業來說亦是如此。就目前來說,驗證比特幣交易是它的一個主要用途,但這種技術也可以擴展到智能電網系統以及內容交付網路等應用場景之中。
如何將區塊鏈應用到網路安全之中?
無論是保護數據完整性,還是利用數字化識別技術來防止物聯網設備免受DDoS攻擊,區塊鏈技術都可以發揮關鍵作用,至少現在它已經顯示出了這種能力。
物聯網安全以及DDoS防禦社區
某家區塊鏈初創公司聲稱他們的去中心化「記賬「系統可以幫助用戶抵禦流量超過100Gbps的DDoS攻擊。有趣的是,這家公司表示這種去中心化的系統允許用戶出租自己的額外帶寬,並將帶寬訪問許可權」提交「到區塊鏈分布式節點,當網站遭受DDoS攻擊時,網站可以利用這些出租帶寬來緩解DDoS攻擊。
提升保密性和數據完整性
雖然區塊鏈最初的設計並沒有考慮到具體的訪問控制,但是現在某些區塊鏈技術實現已經解決了數據保密以及訪問控制的問題了。在這個任何數據都有可能被篡改的時代,這顯然是個嚴重問題,但是完整的數據加密惡意保證數據在傳輸過程中不被他人通過中間人攻擊等形式來訪問或篡改。
整個IoT產業都需要數據完整性保障。比如說,IBM在其Watson IoT平台中就允許用戶在私有區塊鏈網路中管理IoT數據,而這種區塊鏈網路已經整合進了他們Big Blue的雲服務中。除此之外,愛立信公司的區塊鏈數據完整性服務有提供了全面的審計、兼容和可信賴數據服務來允許開發人員利用Predix PaaS平台來進行技術實現。
其中最佳應用就是我們公共事業部門的轉型和創建以市民為中心的基礎設施了。這將使市民能夠擁有自己的身份,每一筆交易都可驗證。我們可以使用智慧合約和經簽名的斷言來制定公共服務的要素,比如待遇給付等等。
物聯網&智能設備
現在整個IT社區的注意力已經開始轉移到物聯網&智能設備的身上了,而安全性絕對是首要考慮因素之一。雖然物聯網可以提升我們的工作和生產效率,但這也意味著我們需要面臨更多的安全風險。很多公司因而尋求應用區塊鏈來保護IoT及工業IoT(IIoT)設備安全的方法——因為區塊鏈技術可增強身份驗證,改善數據溯源和流動性,並輔助記錄管理。
根據卡巴斯基實驗室反病毒專家Alexey Malanov的說法,區塊鏈技術有助於追蹤黑客攻擊,他補充道:
「網路入侵者通常會清除許可權日誌,以隱藏未授權訪問設備的痕跡。但如果日誌分布在多個設備中(例如通過區塊鏈技術實現),則可以將風險盡可能降低。」
數字經濟發展基金主席German Klimenko表示:「目前,國防部正在大力推動IT發展和研究工作,這對行業來說是一件好事。」
北約和五角大樓也在研究區塊鏈「防禦性」應用。該技術被積極用於保護系統免受網路攻擊。北約將使用區塊鏈來保護金融信息、供應和物流鏈,而五角大樓正在開發一個防黑客攻擊的數據傳輸系統。
總的來說,區塊鏈技術並不是萬能的,至少現在還不是。無論是從技術完整性出發,還是從系統實現方面考量,現在的區塊鏈技術都無法100%確保設備的安全。註:以上內容來源網路。
❸ 區塊鏈網站如何做好安全防護的一些工作,遭受到攻擊時,應該如何解決
微三雲回答到:區塊鏈開發者們可以採取一些措施
一是使用專業的代碼審計服務,
二是了解安全編碼規范,防患於未然。
密碼演算法的安全性
隨著量子計算機的發展將會給現在使用的密碼體系帶來重大的安全威脅。區塊鏈主要依賴橢圓曲線公鑰加密演算法生成數字簽名來安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理論上都不能承受量子攻擊,將會存在較大的風險,越來越多的研究人員開始關注能夠抵抗量子攻擊的密碼演算法。
當然,除了改變演算法,還有一個方法可以提升一定的安全性:
參考比特幣對於公鑰地址的處理方式,降低公鑰泄露所帶來的潛在的風險。作為用戶,尤其是比特幣用戶,每次交易後的余額都採用新的地址進行存儲,確保有比特幣資金存儲的地址的公鑰不外泄。
共識機制的安全性
當前的共識機制有工作量證明(Proof of Work,PoW)、權益證明(Proof of Stake,PoS)、授權權益證明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、實用拜占庭容錯(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。
❹ 區塊鏈技術的優勢
一、去中心化:
區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施,沒有中心管制,除了自成一體的區塊鏈本身,通過分布式核算和存儲,各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。去中心化是區塊鏈最突出最本質的特徵。
二、開放性:
區塊鏈技術基礎是開源的,除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人開放,任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。
三、獨立性:
基於協商一致的規范和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法),整個區塊鏈系統不依賴其他第三方,所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據,不需要任何人為的干預 。
四、安全性:
只要不能掌控全部數據節點的51%,就無法肆意操控修改網路數據,這使得區塊鏈本身變得相對安全,避免了主觀人為的數據變更。
五、匿名性:
除非有法律規范要求,單從技術上來講,各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證,信息傳遞可以匿名進行。
數字中國是十九大報告中首次明確提出的重大發展戰略。以雲計算、大數據、移動互聯為代表的數字技術應用不再局限於經濟領域,而是廣泛滲透進入公共服務、社會發展、人民生活的方方面面,需要宏觀協調、總體把控、融合發展。
隨著新一輪科技革命和產業變革不斷深入,全球范圍內數字經濟浪潮勢不可擋。發展數字經濟成為全球共識,被稱為打開第四次工業革命之門的鑰匙。
秉承尼斯大學世界包容性人文精神內涵,始終擁抱變化,勇立潮頭,順應數字經濟時代的發展趨勢,融合中西文化思維精髓,尼斯大學《區塊鏈及數字經濟管理博士》(簡稱DDE)應運而生。
以此為基石賦能數字經濟行業管理者全球化視野及全球化融合思維,整合知識,智慧經營數字經濟,推動行業持續發展,為人類命運共同體而貢獻力量。因此DDE項目將和數字經濟領域同仁協同前進。
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❺ 區塊鏈技術是怎樣做到隱私的保護的
區塊鏈的隱私性是大家最關注的話題之一。從區塊鏈理論本身來說,Laikelib區塊鏈底層架構完全可以保證數據的隱私性。
❻ 區塊鏈如何保證使用安全
區塊鏈項目(尤其是公有鏈)的一個特點是開源。通過開放源代碼,來提高項目的可信性,也使更多的人可以參與進來。但源代碼的開放也使得攻擊者對於區塊鏈系統的攻擊變得更加容易。近兩年就發生多起黑客攻擊事件,近日就有匿名幣Verge(XVG)再次遭到攻擊,攻擊者鎖定了XVG代碼中的某個漏洞,該漏洞允許惡意礦工在區塊上添加虛假的時間戳,隨後快速挖出新塊,短短的幾個小時內謀取了近價值175萬美元的數字貨幣。雖然隨後攻擊就被成功制止,然而沒人能夠保證未來攻擊者是否會再次出擊。
當然,區塊鏈開發者們也可以採取一些措施
一是使用專業的代碼審計服務,
二是了解安全編碼規范,防患於未然。
密碼演算法的安全性
隨著量子計算機的發展將會給現在使用的密碼體系帶來重大的安全威脅。區塊鏈主要依賴橢圓曲線公鑰加密演算法生成數字簽名來安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理論上都不能承受量子攻擊,將會存在較大的風險,越來越多的研究人員開始關注能夠抵抗量子攻擊的密碼演算法。
當然,除了改變演算法,還有一個方法可以提升一定的安全性:
參考比特幣對於公鑰地址的處理方式,降低公鑰泄露所帶來的潛在的風險。作為用戶,尤其是比特幣用戶,每次交易後的余額都採用新的地址進行存儲,確保有比特幣資金存儲的地址的公鑰不外泄。
共識機制的安全性
當前的共識機制有工作量證明(Proof of Work,PoW)、權益證明(Proof of Stake,PoS)、授權權益證明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、實用拜占庭容錯(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。
PoW 面臨51%攻擊問題。由於PoW 依賴於算力,當攻擊者具備算力優勢時,找到新的區塊的概率將會大於其他節點,這時其具備了撤銷已經發生的交易的能力。需要說明的是,即便在這種情況下,攻擊者也只能修改自己的交易而不能修改其他用戶的交易(攻擊者沒有其他用戶的私鑰)。
在PoS 中,攻擊者在持有超過51%的Token 量時才能夠攻擊成功,這相對於PoW 中的51%算力來說,更加困難。
在PBFT 中,惡意節點小於總節點的1/3 時系統是安全的。總的來說,任何共識機制都有其成立的條件,作為攻擊者,還需要考慮的是,一旦攻擊成功,將會造成該系統的價值歸零,這時攻擊者除了破壞之外,並沒有得到其他有價值的回報。
對於區塊鏈項目的設計者而言,應該了解清楚各個共識機制的優劣,從而選擇出合適的共識機制或者根據場景需要,設計新的共識機制。
智能合約的安全性
智能合約具備運行成本低、人為干預風險小等優勢,但如果智能合約的設計存在問題,將有可能帶來較大的損失。2016 年6 月,以太坊最大眾籌項目The DAO 被攻擊,黑客獲得超過350 萬個以太幣,後來導致以太坊分叉為ETH 和ETC。
對此提出的措施有兩個方面:
一是對智能合約進行安全審計,
二是遵循智能合約安全開發原則。
智能合約的安全開發原則有:對可能的錯誤有所准備,確保代碼能夠正確的處理出現的bug 和漏洞;謹慎發布智能合約,做好功能測試與安全測試,充分考慮邊界;保持智能合約的簡潔;關注區塊鏈威脅情報,並及時檢查更新;清楚區塊鏈的特性,如謹慎調用外部合約等。
數字錢包的安全性
數字錢包主要存在三方面的安全隱患:第一,設計缺陷。2014 年底,某簽報因一個嚴重的隨機數問題(R 值重復)造成用戶丟失數百枚數字資產。第二,數字錢包中包含惡意代碼。第三,電腦、手機丟失或損壞導致的丟失資產。
應對措施主要有四個方面:
一是確保私鑰的隨機性;
二是在軟體安裝前進行散列值校驗,確保數字錢包軟體沒有被篡改過;
三是使用冷錢包;
四是對私鑰進行備份。
❼ 用論述的方式,淺淡區塊鏈的重要性