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论区块链在安防

发布时间: 2022-03-31 20:25:52

区块链使用安全如何来保证呢

区块链本身解决的就是陌生人之间大规模协作问题,即陌生人在不需要彼此信任的情况下就可以相互协作。那么如何保证陌生人之间的信任来实现彼此的共识机制呢?中心化的系统利用的是可信的第三方背书,比如银行,银行在老百姓看来是可靠的值得信任的机构,老百姓可以信赖银行,由银行解决现实中的纠纷问题。但是,去中心化的区块链是如何保证信任的呢?
实际上,区块链是利用现代密码学的基础原理来确保其安全机制的。密码学和安全领域所涉及的知识体系十分繁杂,我这里只介绍与区块链相关的密码学基础知识,包括Hash算法、加密算法、信息摘要和数字签名、零知识证明、量子密码学等。您可以通过这节课来了解运用密码学技术下的区块链如何保证其机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。
基础课程第七课 区块链安全基础知识
一、哈希算法(Hash算法)
哈希函数(Hash),又称为散列函数。哈希函数:Hash(原始信息) = 摘要信息,哈希函数能将任意长度的二进制明文串映射为较短的(一般是固定长度的)二进制串(Hash值)。
一个好的哈希算法具备以下4个特点:
1、 一一对应:同样的明文输入和哈希算法,总能得到相同的摘要信息输出。
2、 输入敏感:明文输入哪怕发生任何最微小的变化,新产生的摘要信息都会发生较大变化,与原来的输出差异巨大。
3、 易于验证:明文输入和哈希算法都是公开的,任何人都可以自行计算,输出的哈希值是否正确。
4、 不可逆:如果只有输出的哈希值,由哈希算法是绝对无法反推出明文的。
5、 冲突避免:很难找到两段内容不同的明文,而它们的Hash值一致(发生碰撞)。
举例说明:
Hash(张三借给李四10万,借期6个月) = 123456789012
账本上记录了123456789012这样一条记录。
可以看出哈希函数有4个作用:
简化信息
很好理解,哈希后的信息变短了。
标识信息
可以使用123456789012来标识原始信息,摘要信息也称为原始信息的id。
隐匿信息
账本是123456789012这样一条记录,原始信息被隐匿。
验证信息
假如李四在还款时欺骗说,张三只借给李四5万,双方可以用哈希取值后与之前记录的哈希值123456789012来验证原始信息
Hash(张三借给李四5万,借期6个月)=987654321098
987654321098与123456789012完全不同,则证明李四说谎了,则成功的保证了信息的不可篡改性。
常见的Hash算法包括MD4、MD5、SHA系列算法,现在主流领域使用的基本都是SHA系列算法。SHA(Secure Hash Algorithm)并非一个算法,而是一组hash算法。最初是SHA-1系列,现在主流应用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512算法(通称SHA-2),最近也提出了SHA-3相关算法,如以太坊所使用的KECCAK-256就是属于这种算法。
MD5是一个非常经典的Hash算法,不过可惜的是它和SHA-1算法都已经被破解,被业内认为其安全性不足以应用于商业场景,一般推荐至少是SHA2-256或者更安全的算法。
哈希算法在区块链中得到广泛使用,例如区块中,后一个区块均会包含前一个区块的哈希值,并且以后一个区块的内容+前一个区块的哈希值共同计算后一个区块的哈希值,保证了链的连续性和不可篡改性。
二、加解密算法
加解密算法是密码学的核心技术,从设计理念上可以分为两大基础类型:对称加密算法与非对称加密算法。根据加解密过程中所使用的密钥是否相同来加以区分,两种模式适用于不同的需求,恰好形成互补关系,有时也可以组合使用,形成混合加密机制。
对称加密算法(symmetric cryptography,又称公共密钥加密,common-key cryptography),加解密的密钥都是相同的,其优势是计算效率高,加密强度高;其缺点是需要提前共享密钥,容易泄露丢失密钥。常见的算法有DES、3DES、AES等。
非对称加密算法(asymmetric cryptography,又称公钥加密,public-key cryptography),与加解密的密钥是不同的,其优势是无需提前共享密钥;其缺点在于计算效率低,只能加密篇幅较短的内容。常见的算法有RSA、SM2、ElGamal和椭圆曲线系列算法等。 对称加密算法,适用于大量数据的加解密过程;不能用于签名场景:并且往往需要提前分发好密钥。非对称加密算法一般适用于签名场景或密钥协商,但是不适于大量数据的加解密。
三、信息摘要和数字签名
顾名思义,信息摘要是对信息内容进行Hash运算,获取唯一的摘要值来替代原始完整的信息内容。信息摘要是Hash算法最重要的一个用途。利用Hash函数的抗碰撞性特点,信息摘要可以解决内容未被篡改过的问题。
数字签名与在纸质合同上签名确认合同内容和证明身份类似,数字签名基于非对称加密,既可以用于证明某数字内容的完整性,同时又可以确认来源(或不可抵赖)。
我们对数字签名有两个特性要求,使其与我们对手写签名的预期一致。第一,只有你自己可以制作本人的签名,但是任何看到它的人都可以验证其有效性;第二,我们希望签名只与某一特定文件有关,而不支持其他文件。这些都可以通过我们上面的非对称加密算法来实现数字签名。
在实践中,我们一般都是对信息的哈希值进行签名,而不是对信息本身进行签名,这是由非对称加密算法的效率所决定的。相对应于区块链中,则是对哈希指针进行签名,如果用这种方式,前面的是整个结构,而非仅仅哈希指针本身。
四 、零知识证明(Zero Knowledge proof)
零知识证明是指证明者在不向验证者提供任何额外信息的前提下,使验证者相信某个论断是正确的。
零知识证明一般满足三个条件:
1、 完整性(Complteness):真实的证明可以让验证者成功验证;
2、 可靠性(Soundness):虚假的证明无法让验证者通过验证;
3、 零知识(Zero-Knowledge):如果得到证明,无法从证明过程中获知证明信息之外的任何信息。
五、量子密码学(Quantum cryptography)
随着量子计算和量子通信的研究受到越来越多的关注,未来量子密码学将对密码学信息安全产生巨大冲击。
量子计算的核心原理就是利用量子比特可以同时处于多个相干叠加态,理论上可以通过少量量子比特来表达大量信息,同时进行处理,大大提高计算速度。
这样的话,目前的大量加密算法,从理论上来说都是不可靠的,是可被破解的,那么使得加密算法不得不升级换代,否则就会被量子计算所攻破。
众所周知,量子计算现在还仅停留在理论阶段,距离大规模商用还有较远的距离。不过新一代的加密算法,都要考虑到这种情况存在的可能性。

❷ 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。

❸ 区块链网站如何做好安全防护的一些工作,遭受到攻击时,应该如何解决

微三云回答到:区块链开发者们可以采取一些措施
一是使用专业的代码审计服务,
二是了解安全编码规范,防患于未然。
密码算法的安全性
随着量子计算机的发展将会给现在使用的密码体系带来重大的安全威胁。区块链主要依赖椭圆曲线公钥加密算法生成数字签名来安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理论上都不能承受量子攻击,将会存在较大的风险,越来越多的研究人员开始关注能够抵抗量子攻击的密码算法。
当然,除了改变算法,还有一个方法可以提升一定的安全性:
参考比特币对于公钥地址的处理方式,降低公钥泄露所带来的潜在的风险。作为用户,尤其是比特币用户,每次交易后的余额都采用新的地址进行存储,确保有比特币资金存储的地址的公钥不外泄。
共识机制的安全性
当前的共识机制有工作量证明(Proof of Work,PoW)、权益证明(Proof of Stake,PoS)、授权权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。

❹ 区块链技术的优势

一、去中心化:
区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。
二、开放性:
区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。
三、独立性:
基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法),整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预 。
四、安全性:
只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,这使得区块链本身变得相对安全,避免了主观人为的数据变更。
五、匿名性:
除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份信息不需要公开或验证,信息传递可以匿名进行。
数字中国是十九大报告中首次明确提出的重大发展战略。以云计算、大数据、移动互联为代表的数字技术应用不再局限于经济领域,而是广泛渗透进入公共服务、社会发展、人民生活的方方面面,需要宏观协调、总体把控、融合发展。
随着新一轮科技革命和产业变革不断深入,全球范围内数字经济浪潮势不可挡。发展数字经济成为全球共识,被称为打开第四次工业革命之门的钥匙。
秉承尼斯大学世界包容性人文精神内涵,始终拥抱变化,勇立潮头,顺应数字经济时代的发展趋势,融合中西文化思维精髓,尼斯大学《区块链及数字经济管理博士》(简称DDE)应运而生。
以此为基石赋能数字经济行业管理者全球化视野及全球化融合思维,整合知识,智慧经营数字经济,推动行业持续发展,为人类命运共同体而贡献力量。因此DDE项目将和数字经济领域同仁协同前进。
如果有MBA类的问题,欢迎私我ღ( ´・ᴗ・` )比心~~~~

❺ 区块链技术是怎样做到隐私的保护的

区块链的隐私性是大家最关注的话题之一。从区块链理论本身来说,Laikelib区块链底层架构完全可以保证数据的隐私性。

❻ 区块链如何保证使用安全

区块链项目(尤其是公有链)的一个特点是开源。通过开放源代码,来提高项目的可信性,也使更多的人可以参与进来。但源代码的开放也使得攻击者对于区块链系统的攻击变得更加容易。近两年就发生多起黑客攻击事件,近日就有匿名币Verge(XVG)再次遭到攻击,攻击者锁定了XVG代码中的某个漏洞,该漏洞允许恶意矿工在区块上添加虚假的时间戳,随后快速挖出新块,短短的几个小时内谋取了近价值175万美元的数字货币。虽然随后攻击就被成功制止,然而没人能够保证未来攻击者是否会再次出击。

当然,区块链开发者们也可以采取一些措施

一是使用专业的代码审计服务,

二是了解安全编码规范,防患于未然。

密码算法的安全性

随着量子计算机的发展将会给现在使用的密码体系带来重大的安全威胁。区块链主要依赖椭圆曲线公钥加密算法生成数字签名来安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理论上都不能承受量子攻击,将会存在较大的风险,越来越多的研究人员开始关注能够抵抗量子攻击的密码算法。

当然,除了改变算法,还有一个方法可以提升一定的安全性:

参考比特币对于公钥地址的处理方式,降低公钥泄露所带来的潜在的风险。作为用户,尤其是比特币用户,每次交易后的余额都采用新的地址进行存储,确保有比特币资金存储的地址的公钥不外泄。

共识机制的安全性

当前的共识机制有工作量证明(Proof of Work,PoW)、权益证明(Proof of Stake,PoS)、授权权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。

PoW 面临51%攻击问题。由于PoW 依赖于算力,当攻击者具备算力优势时,找到新的区块的概率将会大于其他节点,这时其具备了撤销已经发生的交易的能力。需要说明的是,即便在这种情况下,攻击者也只能修改自己的交易而不能修改其他用户的交易(攻击者没有其他用户的私钥)。

在PoS 中,攻击者在持有超过51%的Token 量时才能够攻击成功,这相对于PoW 中的51%算力来说,更加困难。

在PBFT 中,恶意节点小于总节点的1/3 时系统是安全的。总的来说,任何共识机制都有其成立的条件,作为攻击者,还需要考虑的是,一旦攻击成功,将会造成该系统的价值归零,这时攻击者除了破坏之外,并没有得到其他有价值的回报。

对于区块链项目的设计者而言,应该了解清楚各个共识机制的优劣,从而选择出合适的共识机制或者根据场景需要,设计新的共识机制。

智能合约的安全性

智能合约具备运行成本低、人为干预风险小等优势,但如果智能合约的设计存在问题,将有可能带来较大的损失。2016 年6 月,以太坊最大众筹项目The DAO 被攻击,黑客获得超过350 万个以太币,后来导致以太坊分叉为ETH 和ETC。

对此提出的措施有两个方面:

一是对智能合约进行安全审计,

二是遵循智能合约安全开发原则。

智能合约的安全开发原则有:对可能的错误有所准备,确保代码能够正确的处理出现的bug 和漏洞;谨慎发布智能合约,做好功能测试与安全测试,充分考虑边界;保持智能合约的简洁;关注区块链威胁情报,并及时检查更新;清楚区块链的特性,如谨慎调用外部合约等。

数字钱包的安全性

数字钱包主要存在三方面的安全隐患:第一,设计缺陷。2014 年底,某签报因一个严重的随机数问题(R 值重复)造成用户丢失数百枚数字资产。第二,数字钱包中包含恶意代码。第三,电脑、手机丢失或损坏导致的丢失资产。

应对措施主要有四个方面:

一是确保私钥的随机性;

二是在软件安装前进行散列值校验,确保数字钱包软件没有被篡改过;

三是使用冷钱包;

四是对私钥进行备份。

❼ 用论述的方式,浅淡区块链的重要性

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