区块链开发与安全

倪荣肖自强

摘要：区块链是众所周知的全球虚拟数字和基础设施。它是一种分布式数据库技术，具有去中心化、点对点传输、共识机制、加密算法等特点。过去几年，区块链逐渐脱离比特币，成为技术创新的热点，应用于金融、教育、公共管理、物联网等行业。文章简要介绍了区块链技术，介绍了区块链的发展和安全。

关键词：区块链；比特币；数字货币；去中心化

CLC 编号：TP319 文件识别码：A 货号：1009-3044 (2018）12-0024-02

摘要：随着全球虚拟数字和基础设施的广为人知，区块链具有去中心化、点对点传输、共识机制、加密算法等分布式数据库技术的特点。区块链逐渐脱离比特币，成为技术创新的热点。应用于金融、教育、公共管理、物联网等行业。本文介绍了区块链的技术原理、应用和发展，并对区块链的未来进行了探讨。

关键词：区块链；比特币；数字货币；去中心化

区块链是未来最有前途的新技术之一。什么是区块链？区块链是一种分布式账本技术，它是比特币等加密货币的基础，使数据记录和交付更加透明和可审计，并且更难攻击。区块链可以让组织更透明、民主化、去中心化、更高效、更安全。

区块链作为比特币的底层技术，具有去中心化、透明、开放、自治、信息不变、匿名等特点。其中，去中心化的特点使得区块链技术广泛应用于金融等行业。通过加密算法、时间戳、树状结构、共识机制和奖励机制，在不需要节点信任的分布式网络中实现去中心化。信用点对点交易解决了目前中心化模式存在的可靠性差、安全性低、成本高、效率低等问题。尽管比特币近年来发展迅速，但其交易的匿名性和作为货币的发行权却无法把握。大多数国家机构不承认其货币属性。然而，区块链凭借其独特的优势，备受关注。相关研究和应用呈现出井喷的趋势。区块链技术被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网和移动社交网络之后的第五个颠覆性计算范式。里程碑。 [1]

本文介绍了区块链的技术原理，并讨论了区块链的应用和安全性。

1 区块链技术

区块链本质上是一种分布式账本技术。区块链的去中心化、加密算法、智能合约等特点使其区别于传统技术。区块链技术改变了传统技术的中心化，弱化了中心服务器的概念。每个节点既是服务器又是客户端。每个节点可以直接交换资源，而不是通过服务器桥接，用户可以直接共享和利用资源。区块链中的每个节点都具有相同的状态。每笔交易的完成都会被所有节点记录下来，保证交易的安全。

时间戳、哈希算法、默克尔树技术是区块链独有的技术。时间戳记录了区块链上发生的事情并且是不可变的。比传统制度更可信，适用于知识产权。哈希算法，一种只能加密不能解密的密码算法，可以将任意长度的信息转换成固定长度的字符串。每个输入值对应一个唯一的输出值，两者之间没有模式。哈希算法保证了区块链数据的唯一性，保证了安全性，使区块链更加公平。 Merkie叶子节点存放的是数据文件的hash值，非叶子节点存放的是对它下面的所有叶子节点值的组合结果进行hash后得到的hash值。区块链使用默克尔树的数据结构来存储所有叶子节点的哈希值。 Merkle树的使用大大降低了数据传输量和计算复杂度。

区块链独有的技术有效保护了数据的安全，信息不可篡改，使得区块链技术具有广泛的应用和市场。

2 区块链的发展

从2008年到2018年，区块链经历了十年的发展，区块链的技术从最初的应用比特币，发展到金融、教育、大数据、媒体等各个行业。行业。可以说，区块链技术的应用无疑是革命性的。传统行业的中心化模式已经被区块链的去中心化所取代。区块链的特性让人们对数据的公平性、透明性和安全性寄予厚望。

如今，随着区块链技术的不断发展，区块链在游戏领域取得了巨大的成就。 CryptoKitties 是第一款在区块链上取得成功的游戏。 CryptoKitties 是一款基于区块链技术的游戏。基础养猫游戏，游戏中的每只猫均由区块链技术生成，保证了其独特的个性。游戏上线短短几天，交易额就达到了数千万美元。这只猫的价值最高卖到了3亿元。一时间，区块链游戏喷涌而出。仅在中国，就有网易星球、百度的雷兹狗、公信宝等游戏。这些看似游戏的区块链应用，其实本质上与比特币相似，只是形式从货币变成了猫狗等卡通图案。受欢迎的原因主要是人为炒作。人们以一夜暴富的愿景从事区块链游戏，梦想通过游戏中的区块链产品实现财务自由。将其游戏视为林的替代数字货币。

随着人们对区块链的理解不断加深，未来5到10年，区块链将颠覆很多行业。银行和支付、网络安全、网络和物联网、保险、云存储、投票和医疗保健等行业可能会或正在被颠覆。区块链技术的应用将重新定义世界。

3 区块链安全

从比特币的诞生到数字货币的普及，区块链技术的发展相对缓慢。随着人们对区块链技术的认识不断加深，区块链技术的应用也逐渐发展起来。 2018年初，区块链成为中国互联网最耀眼的明星。区块链+成为新风口，无数投资人和创业者纷纷涌入。春节期间，一个名为“三点不眠区块链”的微信群，聚集了众多知名投资人，席卷网络。体现了区块链的巨大吸引力。

区块链本身具有安全性，数据不可篡改。但区块链的安全并不能保证其应用的安全。 2018年3月7日对于中国数字货币投资者来说是值得铭记的一天，也让大家意识到数据安全的重要性。 3月7日晚，全球第二大交易所“币安”被黑，大量账户被盗。币安交易所发现后立即停止了数字货币提现功能。当大家都认为黑客空手而归时，黑客利用被盗账户中的大量代币兑换成比特币，导致大量代币市场价格下跌。黑客随后用 10,000 个比特币兑换了一个小型 VIA 代币，使其价值增加了​​ 100 倍。但是区块链币值管理，由于交易所关闭了提现功能，黑客无法套现利润。然而，黑客的目的并不是为了获利。早在攻击之前，黑客就在全球主要交易所下了大量的数字货币和代币空单。比特币等数字货币价格下跌后，收获了利润。据推测，这名黑客的利润可能达到4亿以上。

区块链上用户个人数据的安全性被黑客攻击暴露。区块链本身的安全性让我们能够更有信心地进行交易。某些安全隐患。

区块链的安全性也受到“51% 攻击”的威胁。所谓51%攻击，是指如果你掌握了区块链上51%的算力，就可以改变区块链中的数据。作为基于区块链的数字货币，它也有被51%攻击的可能性。对于比特币来说，比特币目前的价格约为每块 10000 美元，市值约为 2100 亿美元。也就是说，如果进行 51% 的攻击，需要价值 1050 亿美元的攻击。没有人有这种能力，即使有，比特币在被攻击后也不会被识别，比特币可能没有任何价值。攻击比特币、以太坊等主流数字货币成本太高，风险太大，而攻击小数字货币毫无价值。因此，51% 攻击似乎不可能让数字货币等区块链应用得到人们的信任。随着量子计算机技术的成熟，量子计算机的诞生让51%攻击成为可能。

区块链的未来发展依然伴随着机遇和挑战。 51%攻击、私钥与终端安全、共识机制安全等安全问题仍需人们不断探索解决。

4 结论

区块链作为比特币等数字货币的基本结构，随着数字货币的普及而被发现和认可。区块链的去中心化、分布式账本技术和安全性对传统技术具有革命性意义。区块链技术在传统金融、物联网、教育、信用等领域应用广泛，发展迅速。但即使经过 10 年的发展，区块链的应用仍处于早期探索阶段。各国政府都在积极探讨研究，相信在不久的将来区块链技术可以像互联网一样改变我们的生活。

参考资料：

[1] SWAN M.区块链：新经济蓝图[M].美国：OReilly Media Inc, 2015.

[2] 袁勇，王飞跃。区块链技术发展现状与展望[J].自动化杂志, 2016, 42 (4）: 481—494.

[3] 唐文建，吕文。区块链如何改变世界 [M].北京：机械工业出版社，2016.

[4] 沉鑫区块链币值管理，裴清奇，刘雪峰。区块链技术概述[J].网络与信息安全学报, 2016, 2 (11）:1-9.

[5] 谢辉，王健。区块链技术及其应用研究[J].信息网络安全，2016 (9）: 192-195.

[6] 马昂、潘晓、吴磊、郭靖峰、黄倩文。区块链技术基础与应用综述[J], 信息安全研究, 2017, 3 (11）.