区块链能否改写网络安全框架

1. 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。

2. 如何使用区块链技术加强电网的网络安全

安全隐患包含三点：私钥丢失；错误的实现；协议被攻击。现阶段也只是能预防，完全解决是不现实的，毕竟区块链还只是一个新生的婴儿。比特币、以太坊被攻击是常有的事情，最近比较活的区块链内容发布平台DECENT也会遇到同样的技术问题。

3. 区块链有哪些安全软肋

区块链有哪些安全软肋

区块链是比特币中的核心技术，在无法建立信任关系的互联网上，区块链技术依靠密码学和巧妙的分布式算法，无需借助任何第三方中心机构的介入，用数学的方法使参与者达成共识，保证交易记录的存在性、合约的有效性以及身份的不可抵赖性。

区块链技术常被人们提及的特性是去中心化、共识机制等，由区块链引申出来的虚拟数字货币是目前全球最火爆的项目之一，正在成就出新的一批亿万级富豪。像币安交易平台，成立短短几个月，就被国际知名机构评级市值达400亿美金，成为了最富有的一批数字货币创业先驱者。但是自从有数字货币交易所至今，交易所被攻击、资金被盗事件层出不穷，且部分数字货币交易所被黑客攻击损失惨重，甚至倒闭。

一、 令人震惊的数字货币交易所被攻击事件

从最早的比特币，到后来的莱特币、以太币，目前已有几百种数字货币。随着价格的攀升，各种数字货币系统被攻击、数字货币被盗事件不断增加，被盗金额也是一路飙升。让我们来回顾一下令人震惊的数字货币被攻击、被盗事件。

2014年2月24日，当时世界最大的比特币交易所运营商Mt.Gox宣布其交易平台的85万个比特币已经被盗一空，承担着超过80%的比特币交易所的Mt.Gox由于无法弥补客户损失而申请破产保护。

经分析，原因大致为Mt.Gox存在单点故障结构这种严重的错误，被黑客用于发起DDoS攻击：

比特币提现环节的签名被黑客篡改并先于正常的请求进入比特币网络，结果伪造的请求可以提现成功，而正常的提现请求在交易平台中出现异常并显示为失败，此时黑客实际上已经拿到提现的比特币了，但是他继续在Mt.Gox平台请求重复提现，Mt.Gox在没有进行事务一致性校验（对账）的情况下，重复支付了等额的比特币，导致交易平台的比特币被窃取。

2016年8月4日，最大的美元比特币交易平台Bitfinex发布公告称，网站发现安全漏洞，导致近12万枚比特币被盗，总价值约为7500万美元。

2018年1月26日，日本的一家大型数字货币交易平台Coincheck系统遭遇黑客攻击，导致时价580亿日元、约合5.3亿美元的数字货币“新经币”被盗，这是史上最大的数字货币盗窃案。

2018年3月7日，世界第二大数字货币交易所币安（Binance）被黑客攻击的消息让币圈彻夜难眠，黑客竟然玩起了经济学，买空卖空“炒币”割韭菜。根据币安公告，黑客的攻击过程包括：

1) 在长时间里，利用第三方钓鱼网站偷盗用户的账号登录信息。黑客通过使用Unicode字符冒充正规Binance网址域名里的部分字母对用户实施网页钓鱼攻击。

2) 黑客获得账号后，自动创建交易API，之后便静默潜伏。

3) 3月7日黑客通过盗取的API Key，利用买空卖空的方式，将VIA币值直接拉暴100多倍，比特币大跌10%，以全球总计1700万个比特币计算，比特币一夜丢了170亿美元。

二、黑客攻击为什么能屡屡得手

基于区块链的数字货币其火热行情让黑客们垂涎不已，被盗金额不断刷新纪录，盗窃事件的发生也引发了人们对数字货币安全的担忧，人们不禁要问：区块链技术安全吗？

随着人们对区块链技术的研究与应用，区块链系统除了其所属信息系统会面临病毒、木马等恶意程序威胁及大规模DDoS攻击外，还将由于其特性而面临独有的安全挑战。

1. 算法实现安全

由于区块链大量应用了各种密码学技术，属于算法高度密集工程，在实现上比较容易出现问题。历史上有过此类先例，比如NSA对RSA算法实现埋入缺陷，使其能够轻松破解别人的加密信息。一旦爆发这种级别的漏洞，可以说构成区块链整个大厦的地基将不再安全，后果极其可怕。之前就发生过由于比特币随机数产生器出现问题所导致的比特币被盗事件，理论上，在签名过程中两次使用同一个随机数，就能推导出私钥。

2. 共识机制安全

当前的区块链技术中已经出现了多种共识算法机制，最常见的有PoW、PoS、DPos。但这些共识机制是否能实现并保障真正的安全，需要更严格的证明和时间的考验。

3. 区块链使用安全

区块链技术一大特点就是不可逆、不可伪造，但前提是私钥是安全的。私钥是用户生成并保管的，理论上没有第三方参与。私钥一旦丢失，便无法对账户的资产做任何操作。一旦被黑客拿到，就能转移数字货币。

4. 系统设计安全

像Mt.Gox平台由于在业务设计上存在单点故障，所以其系统容易遭受DoS攻击。目前区块链是去中心化的，而交易所是中心化的。中心化的交易所，除了要防止技术盗窃外，还得管理好人，防止人为盗窃。

总体来说，从安全性分析的角度，区块链面临着算法实现、共识机制、使用及设计上挑战，同时黑客通过利用系统安全漏洞、业务设计缺陷也可达成攻击目的。目前，黑客攻击已经在对区块链系统安全性造成越来越大的影响。

三、如何保证区块链的安全

为了保证区块链系统安全，建议参照NIST的网络安全框架，从战略层面、一个企业或者组织的网络安全风险管理的整个生命周期的角度出发构建识别、保护、检测、响应和恢复5个核心组成部分，来感知、阻断区块链风险和威胁。

除此之外，根据区块链技术自身特点重点关注算法、共识机制、使用及设计上的安全。

针对算法实现安全性：一方面选择采用新的、本身经得起考验的密码技术，如国密公钥算法SM2等。另一方面对核心算法代码进行严格、完整测试的同时进行源码混淆，增加黑客逆向攻击的难度和成本。

针对共识算法安全性：PoW中使用防ASIC杂凑函数，使用更有效的共识算法和策略。

针对使用安全性：对私钥的生成、存储进行保护，敏感数据加密存储。

针对设计安全性：一方面要保证设计的功能尽量完善，如采用私钥白盒签名技术，防止病毒、木马在系统运行过程中提取私钥；设计私钥泄露追踪功能，尽可能减少私钥泄露后的损失。另一方面，应对某些关键业务设计去中心化，防止单点故障攻击。

4. 区块链项目可以自己开发吗

如果你自己有技术，就可以自己开发。如果有钱，就可以招人开发。

5. 区块链可以加强网络安全吗

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，区块链技术同样也可以应用于其他领域，长沙高新区发起的现在有一个中芯区块链服务平台项目的，是区块链+公共服务模式，正在征集企业上链的。以后相关企业事务和政府事务可以在链上合作了。也是湖南省区块链重点项目之一。

6. 区块链它是如何安全的

区块链中的安全性来自一些属性。
1.挖掘块需要使用资源。
2.每个块包含之前块的哈希值。
想象一下，如果攻击者想要通过改变5个街区之前的交易来改变链条。如果他们篡改了块，则块的哈希值会发生变化。然后攻击者必须将指针从下一个块更改为更改的块，然后更改下一个块的哈希值...这将一直持续到链的末尾。这意味着块体在链条的后面越远，其变化的阻力就越大。 实际上，攻击者必须模拟整个网络的哈希能力，直到链的前端。然而，当攻击者试图攻击时，链继续向前移动。如果攻击者的哈希值低于链的其余部分（<50％），那么他们将始终追赶并且永远不会产生最长的链。因此，这种类型的区块链可以抵御攻击，其中攻击者的哈希值低于50％。
当攻击者拥有51％的哈希值时，他们可以使用有效事务列表重写网络历史记录。这是因为他们可以比网络的其他部分更快地重新计算任何块排序的哈希值，因此它们最终可以保证更长的链。51％攻击的主要危险是双重花费的可能性。这简单的意思是攻击者可以购买一件物品并表明他们已经在区块链上用任意数量的确认付款。一旦他们收到了该物品，他们就可以对区块链进行重新排序，使其不包括发送交易，从而获得退款。
即使攻击者拥有>50％的哈希值，攻击者也只能造成这么大的伤害。他们不能做诸如将钱从受害者的账户转移到他们的账户或打印更多硬币之类的事情。这是因为所有交易都由帐??户所有者签署，因此即使他们控制整个网络，也无法伪造帐户签名。

7. 区块链可能会被什么技术取代

区块链，就是比特币的底层技术。你可以将区块链blockchain看作是一个分布式的数据库，用来存储比特币的交易。在整个网络中，每个节点都会有着一个完整的区块链。

区块链技术实现了不可篡改，去中心化，匿名化，安全可靠等关键特性，现在越来越多的行业选择使用区块链技术，比如说nasdaq就采用了区块链技术去实现了linq这个私人股权交易平台。更加的安全，并且区块链中存储的交易是不可篡改的，也就是说一旦写入，是不可能再被修改的。未来区块链的应用方面将会很广，各个方面都可以应用到区块链技术，比如说将来学校可以将毕业证书电子版存放在区块链中，这样将无法篡改，用人单位可以通过查询区块链中的信息来看学生的毕业证书真假。

8. 区块链技术框架有哪些

当前主流的区块链架构包含六个层级：网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调，主要用途将在下一节中详述。
网络层：区块链网络本质是一个P2P（Peer-to-peer点对点）的网络，网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息，也产生信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息，当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点，其他节点收到信息后对该区块进行验证，并在该区块的基础上去创建新的区块，从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络，传播机制，验证机制等的设计，显而易见，这些设计都能影响到区块信息的确认速度，网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向；
数据层：区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构，它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。
共识层：它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础，主要的共识机制有POW（Proof Of Work工作量证明机制），POS（Proof of Stake权益证明机制），DPOS（Delegated Proof of Stake委托权益证明机制）和PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占庭容错）等，它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。
激励层：它是大家常说的挖矿机制，用来设计一定的经济激励模型，鼓励节点来参与区块链的安全验证工作，包括发行机制，分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。
合约层：主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的，所以它们只能进行交易，而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理，合约层的出现，使得在其他领域使用区块链成为了现实，以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系
应用层：它是区块链的展示层，包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端，web端，或是是融合进现有的服务器，把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系。
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9. 真正的区块链操作系统有可能实现吗

今年最火热的事物莫过于“比特币”、“以太坊”以及各种各样五花八门的加密数字货币了，火热到了连大叔大妈们都快要开始谈论的程度。毫不夸张地说，2017年是加密数字货币发展的元年，同样也是区块链技术发展的元年。

作为比特币背后的底层技术，区块链这个概念被人们提及也只是在近两三年来才发生的事情，虽然早在2009年，“中本聪”就发布了比特币。经过这一波数字货币热潮，区块链技术的概念才算真正走入了社会各行各业的眼帘。现在提及区块链技术的广泛应用，恐怕还为时甚早，这项技术还处于发展的非常早期。不过因为热潮的到来，已经有很多技术人员和团队贡献了他们的力量，打造了一些区块链概念的项目。“中本聪”的比特币(Bitcoin)自不必说，作为区块链技术的第一个应用，实现了分布式账本的功能，可以实现人类首次去中心化的价值传输，可以说是“区块链1.0”。而后的以太坊(Ethereum)发明了智能合约，延展了区块链技术搭建应用的功能，定义为“区块链2.0”也是实至名归。而后面出来的那些区块链概念项目，并没有实现这种跨越式的推进作用，更多只是在应用层面做的一定程度的改良，因此称不上是“区块链3.0”。

那么什么才算得上是“区块链3.0”呢?也许Bitcoin OS是答案：一个真正完全基于区块链技术开发，遵循区块链技术理念的操作系统(Operation System)。这就如上世纪80年代，微软发布Windows操作系统发布前，个人电脑和互联网技术还处于非系统性状态，无法普及，而发布之后，才让个人电脑进入寻常百姓家，使PC和互联网成为普惠性应用产品。近日，Bitcoin OS团队宣布在圣诞节之际执行对比特币和以太坊的分叉行动，以此正式把开发区块链OS的计划公诸于世。

稍微了解区块链技术的人都知道，比特币解决的是账本账户的问题，而以太坊是智能合约，实现应用扩展，后面也有团队推出分布式存储的项目。但这些只有单一功能模块的系统，都称不上是操作系统”。传统定义的操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。而基于区块链的OS其实无需把这五个方面的功能板块都变为分布式，只要涉及价值和信息对外传输的部分能够实现去中心化和分布式即可。因此区块链操作系统至少需要具备“账户体系管理、计算资源管理、存储资源管理这三大块功能，能够实现分布式账本、边缘计算以及边缘存储。虽然说这样定义行业标准还为时尚早，但Bitcoin OS团队致力于先实现这三大功能板块都具备的区块链OS，再通过迭代改良。

据Bitcoin OS团队所言，把名字取为“Bitcoin OS”，实则“Blockchain OS”,用了”Bitcoin”一词命名，也是对发明者“中本聪”(Satoshi Nakamoto)的致敬。目前从Bitcoin OS团队对外给出的技术细节来看，也许能窥见这个“区块链3.0”项目的一二。

首先是账户账本体系管理功能版块支持根据账户id定位到资源的所有权，比如私钥;计算资源管理能根据需求获取相应的计算资源，支持边缘计算，进行分布式算力共享。另外，存储资源管理能根据需求使用存储资源，支持边缘存储。与Bitcoin OS对比，以太坊只支持账户体系和智能合约，并无法满足分布式计算任务的分配，只支持合约代码的公正执行，更没法支持存储资源的管理。所以以太坊只能算个定制版的计算器。

另外值得一提的是Bitcoin OS自主定制开发的增强型智能合约。其支持的两种模式，更加灵活高效。

一.中心计算模式：出块节点负责执行智能合约，传入参数和输出结果都支持SIPFS存储到存储节点。

二.分布式计算模式：普通节点可以认领计算任务，传入参数和输出结果支持SIPFS存储到存储节点。

最后，还需提及的是Bitcoin OS内置的SIPFS超级星际文件系统。SIPFS可实现技术输入参数和输出参数去中心化存储，同时文件具有生命周期，在区块链上记录文件描述符的DNA描述， SIPFS的文件描述符本所不存在区块链上，但会存储到单独的文件描述符数据文件中，在文件生命周期结束后，区块链自动删除文件描述符，实现区块链智能瘦身。

“区块链3.0”的到来值得期待，Bitcoin OS团队作为排头兵，值得关注和鼓励。我们一起期待真正的区块链操作系统的面世。

10. 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。