浅谈区块链技术的应用发展和安全问题

许可嘉 中南大学

浅谈区块链技术的应用发展和安全问题

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本文通过对区块链技术的发展历史，首先讲了区块链的概念、特点和核心技术，然后阐释它在多个领域里面的应用发展，接着提到它现有的安全问题，最后对其未来发展依然充满憧憬。

区块链 去中心化 智能合约 应用安全

1 引言

区块链概念在《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文中首次提出作为比特币系统的基本设计框架。尽管比特币经历坎坷一波三折，但人们发现比特币底层协议的区块链技术还有很多应用空间，通过提炼和完善，形成了独立的区块链技术。并且在很多领域都逐渐成为技术和业务的热门话题。

2 区块链概念

区块链是一种通过去中心化的方式集体维护分布式可靠数据库，每个数据区块记录一定时间内的系统交易信息，并使用“指针”链接到下一个数据区块形成一条主链，以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本，能够有先后关系的、安全存储简单的、能在系统内进行验证的数据。

3 特点和核心技术

3.1 特点

①去中心化：由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，对每一个节点一视同仁，拥有相同的权利和义务，各个节点之间进行数据交换时可以自动达成交易共识和信任，安全而且提升系统效率和降低成本；②去信任：表现在整个系统交易过程中的数据交换不需要监管与信任，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公开，节点之间无法欺骗彼此；③集体维护性：系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的；④可靠的数据库：系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝，系统参与者获得的公开数据都是经过参与者认定的数据，对单个节点作出修改并不起作用。

3.2 核心技术

智能合约：智能合约是一种可描述业务规则的数字化合约，这使得交易时可变成一种灵活智能的可编程模式，自动执行的预先定义好的规则和程序。透明脚本代码可以使得符合条件时在各方监督下自动执行，并且无法反悔、操纵和篡改。

4 应用前景

区块链技术广泛应用到各行各业中，拥有广阔的应用前景。在物流业上，利用区块链技术来跟踪货物存档交易和交货细节，不仅随时可以对其进行验证，来保证货物的安全性，而且可以压缩中间环节来提高行业整体效益。在教育领域，通过区块链技术使得对个体实现分布式学习行为和结果的记录与存储，并上传云端，企业在用人招聘时就可以通过合法渠道获取学生的相关学习证据数据，来评估应聘者简历是否真是并且是否适合该待招岗位。比特币是区块链技术工业化最成功也是目前最成熟的一个例子，如今各国政府和央行都明确表示要发展数字货币，那相应的区块链技术必定也会随之水涨船高，越来越成熟，不仅在数字货币领域，也会在其他领域大放光彩。

5 安全问题

区块链技术目前还在起步阶段，爆出的许多安全问题，例如以太坊的DAO合约漏洞和因多重签名缺陷损失12万个比特币（6800万美元）的Bitfinex等。有密码方案安全问题，由于属于算法高度密集工程的区块链技术由于大量应用了各种密码学技术，很难产生错误。即便是理论上很完备的算法，也会有各种实现上的错误。有隐私问题，由于没有中心化的运营方，这也意味着数据库是透明的，因为每一个参与者都能够获得完整的数据备份。虽然在比特币系统中通过隔断交易地址和地址持有人真实身份的关联来实现匿名的功能。但如果应用到实名资产，具体的借款合同等其他领域，隐私保护成了难点，验证节点很难在不知晓具体合同信息的情况下执行合同。还有51%攻击问题，在比特币环境下要做到一笔交易合法有效的，那么只要使半数以上的节点通过。虽然理论上几乎不可能做到掌握分布式网络的大多数算力，但还是可能产生非51%算力的双花攻击，比如某个矿池连续产出3个区块。

6 结论

区块链技术代表着一种全新的交易方式。它们引进了稳健的、智能的下一代应用程序，利用这些应用程序来登记和交换物理、虚拟、有形和无形资产。虽然目前还存在不少安全问题，但在多个领域应用前景具有极大潜力，在多方支持下，定能得到很好的发展。

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启 事

本刊2017年第5期（总第139期），综合栏目，《分析大数据环境下的临床医学学科服务》（P218——P219）一文，文章作者更正为“祖泽民”，特此声明。